Influence of cathodic dip painting on the mechanical strength of material-adapted composite/metal joints

• Autorzy: Gerstenberger C. , Osiecki T. , Timmel T. , Kroll L.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2018.11.2

Warianty tytułu

PL

Wpływ lakierowania katodowego na wytrzymałość mechaniczną połączeń metalu z termoplastycznymi kompozytami wzmocnionymi włóknami ciągłymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The flow drill joining concept (FDJ) allows the load adjusted joining of continuous fiber reinforced thermoplastics (FRTP) and metallic sheets without auxiliary joining elements. As there is no scathe done to the fiber reinforcement, a radial realignment of the fibers leads to high-strength joints with high lightweight potential. In terms of their use in automotive lightweight construction, an important requirement for joining technologies is the resistance to temperature loads and chemicals, applied in the production processes, e.g., in vehicle lacquering. Therefore, force flux aligned FDJ-joints were investigated in cross tension and shear testings, after passing through a serial cathodic dip painting (CDP) process. The results show that the CDP-treatment does not adversely affect the quasi-static properties of the tested FDJ-joints, as they resist shear loads up to 2900 N and cross tension loads of about 1100 N, both, before and after the lacquering process.

PL

Metoda wykorzystująca wiertło tarciowe Flowdrill (flowdrill joining, FDJ) umożliwia łączenie metalu z kompozytami termoplastycznymi wzmocnionymi włóknami ciągłymi (FRTP) bez udziału pomocniczych elementów łączących. W metodzie tej włókna w kompozycie nie są przecinane jak w klasycznym sposobie łączenia, ale rozszerzane, co sprawia, że połączenie cechuje się dużą wytrzymałością. Technika FDJ potencjalnie może być stosowana do konstrukcji lekkich. Ważną cechą wymaganą od wykorzystywanych w przemyśle samochodowym elementów wykonanych wg tej technologii łączenia jest odporność na obciążenia temperaturowe i chemiczne towarzyszące procesom produkcyjnym, takim jak lakierowanie katodowe (CDP). Stwierdzono, że obróbka CDP nie wpływa niekorzystnie na właściwości quasi-statyczne badanych połączeń FDJ, wytrzymują one obciążenia sił ścinających do 2900 N i krzyżowych do ok. 1100 N zarówno przed, jak i po procesie lakierowania.

Słowa kluczowe

EN

continuous fiber reinforced thermoplastics (FRTP); cathodic dip painting; joining; flow drill joining concept (FDJ)

PL

kompozyty termoplastyczne wzmacniane włóknami ciągłymi (FRTP); lakierowanie katodowe; łączenie; metoda łączenia przy użyciu wiertła tarciowego

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 63, nr 11-12
• Strony: 750--754
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Gerstenberger C.

• Chemnitz University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Lightweight Structures and Polymer Technology, Reichenhainer 31/33, 09107 Chemnitz, Germany

autor

Osiecki T.

• Chemnitz University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Lightweight Structures and Polymer Technology, Reichenhainer 31/33, 09107 Chemnitz, Germany

autor

Timmel T.

• Chemnitz University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Lightweight Structures and Polymer Technology, Reichenhainer 31/33, 09107 Chemnitz, Germany

autor

Kroll L.

• Chemnitz University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Lightweight Structures and Polymer Technology, Reichenhainer 31/33, 09107 Chemnitz, Germany

Bibliografia

• [1] Goede M., Stehlin M., Rafflenbeul L. et al.: European Transport Research Review 2009, 1, 5. http://dx.doi.org/10.1007/s12544-008-0001-2
• [2] Osiecki T., Gerstenberger C., Hackert A. et al.: Key Engineering Materials 2017, 744, 311. ISBN-13 978-3-0357-1116-5. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.744
• [3] Grätzl T., Schramm N., Kroll L.: “Influence of the Cathodic Dip Painting Process on Fibre-Reinforced Thermoplastic Composites”, Proceedings of the 3rd International Conference & Exhibition on Thermoplastic Composites ITHEC, Bremen (Germany), 1112. 10. 2016. ISBN: 978-3-933339-29-4.
• [4] Seidlitz H.: “Entwicklung von kraftflussgerechten Verbindungstechniken für Mischbauweisen mit thermoplastischen Faserverbunden und Metallen”, Dissertation, TU Chemnitz, 2013. Verlag Dr. Hut. ISBN: 978-3-8439-0961-7.
• [5] Seidlitz H., Ulke-Winter L., Kroll L.: Journal of Engineering 2014, 2014, ID 958501. http://dx.doi.org/10.1155/2014/958501
• [6] Seidlitz H., Ulke-Winter L., Gerstenberger C., Kroll L.: Open Journal of Composite Materials 2014, 4 (3), 157. ISSN 2164-5612. http://dx.doi.org/10.4236/ojcm.2014.43018
• [7] Gerstenberger C., Osiecki T., Kroll L. et al.: Archives of Civil and Mechanical Engineering 2016, 16, 467. http://dx.doi.org/10.1016/j.acme.2016.03.001

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).