Unir compuestos de fibra de carbono y aluminio para automóviles livianos y otros productos de alta gama de materiales múltiples podría volverse menos costoso y las uniones más robustas debido a un nuevo método que aprovecha la potencia y precisión de un láser.
El proceso, desarrollado por un equipo dirigido por Adrian Sabau del Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía, reemplazaría la práctica de preparar la superficie de los materiales a mano usando almohadillas abrasivas, granallado y solventes dañinos para el medio ambiente. Usando un lásereliminar capas de material de las superficies antes de la unión mejora el rendimiento de las juntas y proporciona un camino hacia la automatización para el uso de alto volumen.
"Nuestra técnica es muy superior a los métodos convencionales de preparación de superficies", dijo Sabau. "Combinado con la reducción potencialmente dramática en el costo de los compuestos de polímeros de fibra de carbono, esto representa un paso importante para aumentar el uso de este peso ligero de alta resistenciamaterial en automóviles, lo que podría reducir el peso de automóviles y camiones en 750 libras ".
El tratamiento de la superficie del compuesto de polímero de aluminio y fibra de carbono es un paso crítico en el proceso de unión adhesiva, que afecta directamente la calidad de las juntas unidas. Las superficies de aluminio generalmente contienen aceites y otros contaminantes de las operaciones de producción de laminado, mientras que las superficies de fibra de carbono a menudo contienen moholanzamientos
"Estos contaminantes superficiales afectan las energías superficiales y la calidad de la adhesión, por lo que es fundamental que se eliminen", dijo Sabau, y agregó que el láser también penetra en la capa superior de resina, dejando las fibras de carbono individuales expuestas para la unión directa a laadhesivo y aumentando el área de superficie para una mejor adhesión.
Los resultados de la prueba respaldan el optimismo de Sabau ya que las muestras de junta de corte de una sola vuelta mostraron resistencia, la carga máxima y el desplazamiento a la carga máxima aumentaron en un 15 por ciento, 16 por ciento y 100 por ciento, respectivamente, sobre los medidos para las juntas de referencia.con superficies estructuradas con láser pueden absorber aproximadamente un 200 por ciento más de energía que las juntas de referencia preparadas convencionalmente, informaron los investigadores.
Sabau señaló que el proceso también duplica la absorción de energía en las articulaciones, lo que tiene implicaciones para la seguridad contra choques y el uso potencial en armaduras para personas y vehículos. Tim Skszek de Magna International Troy, Michigan, socio del proyecto, comparte el entusiasmo de Sabau.
"Los resultados son más alentadores, ya que permiten el procesamiento automatizado de una junta de fibra de carbono y aluminio de varios materiales", dijo Skszek. "Con este trabajo, pudimos centrarnos en abordar las lagunas en la tecnología y el uso comercial, yesperamos aplicar estos hallazgos a los productos "
Sabau presentará los hallazgos del equipo en la conferencia The Society for the Advancement of Materials and Process Engineering del 23 al 26 de mayo en Long Beach, California.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Nacional de Oak Ridge . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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