Ragasztás technológiai paraméterek hatásvizsgálata fém-kompozit kötésekhez
A pilóta nélküli repülőgépek, más néven drónok, megjelenésével és széleskörben elterjedésével fontossá vált a nagyszilárdságú, alacsony tömegű, olcsó és tömeggyártható szerkezetek fejlesztése [1]. Számos módszer ismert a fém és polimer (vagy kompozit) anyagok közötti kötés létrehozására. A három fő kötéstechnológiai csoport az erővel záró kötések, az alakkal záró kötések, és az anyaggal záró kötések alkalmazása [2]. Az elmúlt néhány évtizedben a ragasztástechnológia elterjedésével a ragasztott kötések alkalmazása egyre jelentősebb. A technológia előnyeinek köszönhetően számos iparágban felhasználják szerkezetek gyártása során oldhatatlan kötések készítésre. A repülőgép- és az autóiparban leginkább fém-fém, kompozit-kompozit és fém-kompozit kötések létrehozására alkalmazzák. Mivel a tömegcsökkentés az elmúlt időben kritikus kérdéssé vált ezekben az iparágakban, a több anyagból készült hibrid szerkezetek gyártása előtérbe került különböző készülékek tervezése során [3,4].
A kutatás során üvegszál erősítésű epoxigyanta mátrixú kompozit lemezeket gyártunk vákuum infúziós módszerrel. Mindeközben, különböző formájú, és az érintkezési oldalon, felületi minőségű titán inzertek 3D nyomtatását végezzük el. Célunk ragasztás segítségével a maximális adhéziós erő elérése a kompozit lemezek és a 3D nyomtatott titán inzertek között, ezzel elkerülve, hogy a szerkezet tönkremenetele a ragasztás helyén, vagyis a fém és a kompozit határán következzen be.
A két anyag közötti kötést egy kereskedelmi forgalomban is kapható, széleskörben alkalmazott ragasztóanyaggal létesítjük. A kötés erősségének kulcsparamétereit, mint a felületi érdességet, a ragasztóanyag vastagságát, valamint a térhálósódás módját vizsgáljuk a kutatás során.
Kutatásunk során a fém és a kompozit közötti adhéziós erőt szabványos normál irányú szakítóvizsgálattal figyeljük meg. Ezt követően, a tönkremenetel helyének vizsgálata következik optikai- és pásztázó elektronmikroszkópos módszerrel. A kapott eredmények segítségével a beállított paraméterek és az adhéziós erő közötti kapcsolat meghatározható. Szükséges mennyiségű minta vizsgálata után, megbízható statisztikai adatot kaphatunk, amellyel alá tudjuk támasztani a kutatásunk eredményeit.
[1] Palomba G, Crupi V, Epasto G. Additively manufactured lightweight monitoring drones: Design and experimental investigation. Polymer (Guildf) 2022;241:124557. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2022.124557.
[2] Rotheiser J. Joining of Plastics: Handbook for Designers and Engineers. 2009. https://doi.org/10.3139/9783446445956.fm.
[3] Hoffmann M, Tserpes K, Moutsompegka E, Schlag M, Brune K. Determination of adhesion strength of pre-bond contaminated composite-to-metal bonded joints by centrifuge tests. Compos Part B Eng 2018;147:114–21. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2018.04.014.
[4] Li L, Sun L, Dai Z, Xiong Z, Huang B, Zhang Y. Experimental investigation on mechanical properties and failure mechanisms of polymer composite-metal hybrid materials processed by direct injection-molding adhesion method. J Mater Process Technol 2019;263:385–95. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2018.08.039.
szerző
-
Borhy Levente
Gépészmérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Dr. Szebényi Gábor
Egyetemi docens, Polimertechnika Tanszék -
Dr. Mezey Zoltán
adjunktus, Polimertechnika Tanszék
