MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

Hasonló dokumentumok
LÉZERES HEGESZTÉS AZ IPARBAN

2010. június 16. MŰANYAGOK LÉZERHEGESZTÉSE ÉS BERENDEZÉSEI

A 29/2016. (VIII. 26.) NGM rendelet által módosított 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

hegesztésének on-line minőség-ellenőrzése

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

MŰANYAGOK ALKALMAZÁSA

Tevékenység: Gyűjtse ki és tanulja meg a lézersugaras hegesztés csoportosítási megoldásait, jelöléseit!

A MÛANYAGOK ALKALMAZÁSA

MŰANYAGOK ALKALMAZÁSA, UTÓMŰVELETEK

Kábel-membrán szerkezetek

Fogyóelektródás védőgázas ívhegesztés

Plazmasugaras felülettisztítási kísérletek a Plasmatreater AS 400 laboratóriumi kisberendezéssel

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem. Polimertechnika Tanszék. Polimerek. Üreges testek gyártása

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

Textíliák felületmódosítása és funkcionalizálása nem-egyensúlyi plazmákkal

WPC Ecotech kerítés telepítési és karbantartási útmutató

Dobránczky János. Hegesztés. 60 percig fog hegeszteni MINDENKI gyakorlaton, pontos érkezés elvárt. A hegesztés egy alakadási technika.

Veszprémi Egyetem, Ásványolaj- és Széntechnológiai Tanszék

Fa-műanyag kompozitok (WPC) és termékek gyártása. Garas Sándor

Szálerősített anyagok fröccsöntése Dr. KOVÁCS József Gábor

XXI. Nemzetközi Gépészeti Találkozó - OGÉT 2013

Ipari jelölő lézergépek alkalmazása a gyógyszer- és elektronikai iparban

MTA AKI Kíváncsi Kémikus Kutatótábor Kétdimenziós kémia. Balogh Ádám Pósa Szonja Polett. Témavezetők: Klébert Szilvia Mohai Miklós

FOTOKÉMIAI REAKCIÓK, REAKCIÓKINETIKAI ALAPOK

Tárgyszavak: természetes szálak; kompaundok; farost; szálkeverékek; fröccsöntés; műszaki műanyagok; autóipar; bútoripar.

A 29/2016. (VIII. 26.) NGM rendelet által módosított 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

KLÍMAVÁLTOZÁS, ÜVEGHÁZ, SZÉNDIOXID

Műanyag-feldolgozó Műanyag-feldolgozó

Áttörés a szolár-technológiában a Konarka-val?

MŰANYAGFAJTÁK ÉS KOMPOZITOK

Az ömlesztő hegesztési eljárások típusai, jellemzése A fogyóelektródás védőgázas ívhegesztés elve, szabványos jelölése, a hegesztés alapfogalmai

MŰANYAGOK ALKALMAZÁSA

Festékek és műanyag termékek időjárásállósági vizsgálata UVTest készülékben

11. Hegesztés; egyéb műveletek

MŰANYAGOK ALKALMAZÁSA

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

Anyagválasztás Dr. Tábi Tamás

Tárgyszavak: felületi nedvesség; belső nedvesség; mérési módszerek; nedvességforrások; szállítás; tárolás; farosttal erősített műanyagok.

Bevezetés a lézeres anyagmegmunkálásba

PurgeMax. Nagy teljesítményű, költséghatékony tisztítási megoldás

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

Társított és összetett rendszerek

Hegesztett alkatrészek kialakításának irányelvei

DUNAÚJVÁROSI FŐISKOLA ANYAGTUDOMÁNYI ÉS GÉPÉSZETI INTÉZET. Gyártástechnológia. Dr. Palotás Béla

Anyagtudomány BMEGEMTMK02, 4 krp (2+0+1/v)

Kavaró dörzshegesztéssel készült polimer varratok szilárdsági elemzése

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

Előadó: Érseki Csaba

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

Munkagázok hatása a hegesztési technológiára és a hegesztési kötésre a CO 2 és a szilárdtest lézersugaras hegesztéseknél

27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet (12/2013 (III.28) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

MŰANYAGOK TULAJDONSÁGAI

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

1 ábra a) Kompaundálás kétcsigás extruderben, előtermék: granulátum, b) extrudált lemez vákuumformázásának technológiai lépései, c) fröccsöntés

Polimer-fém hibrid kötés kialakítása lézersugárral

Félvezető és mágneses polimerek és kompozitok

HEGESZTÉSI SZAKISMERET

Kötő- és rögzítőtechnológiák jellemzői. (C) Dr. Bagyinszki Gyula: ANYAGTECHNOLÓGIA II.

Kötő- és rögzítőtechnológiák

meghatározása műanyagok ultrahangos hegesztése közben, a bemeneti villamos impedancia alapján

Mőanyagok újrahasznosításának lehetıségei. Készítette: Szabó Anett A KÖRINFO tudásbázishoz

A tételhez használható segédeszköz: Műszaki táblázatok. 2. Mutassa be a különböző elektródabevonatok típusait, legfontosabb jellemzőit!

A tompahegesztés hatása a polietilén csövek szerkezetére és tulajdonságaira

A4. Hőre lágyuló műanyagok melegalakítása

Műanyag hegesztő, hőformázó Műanyag-feldolgozó

MŰANYAGFAJTÁK ÉS KOMPOZITOK

Anyagtudomány BMEGEMTMK02, 4 krp (2+0+1/v) Bemutatkozás. Számonkérés

Műanyagok tulajdonságai. Horák György

MŰANYAGOK TULAJDONSÁGAI

Energia hatékony nedves rendszerű fűtési és hűtési. Pe-Xa csövek alkalmazásával

fajtái anyagmegmunkálás anyagmegmunk

Műanyag félkésztermék árjegyzék

SiAlON. , TiC, TiN, B 4 O 3

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

Sugárzásos hőtranszport

MŰANYAGOK ALKALMAZÁSA

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

Spektroszkópiai módszerek és ezek más módszerrel kombinált változatainak alkalmazása a műanyagiparban

Közösen értéket teremtünk

MINDEN RÉSZLETÉBEN MINŐSÉG

A tételekhez segédeszköz nem használható.

XT - termékadatlap. az Ön megbízható partnere

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

Ügyvezető igazgató Gerber András. ÜZLETFEJLESZTÉSI IG. Fábián Balázs

Hosszú szénszállal ersített manyagkompozitok mechanikai tulajdonságainak vizsgálata

Lapostető rendszerek BauderTHERM A hőcsík adja a tempót

MŰANYAGOK TULAJDONSÁGAI

Ultrahangos anyagvizsgálati módszerek atomerőművekben

Poliészterszövet ragasztása fólia alakú poliuretán ömledékragasztóval

DENSOLEN Csővezetékek szalagos korrózióvédelme. DENSOLEN Rendszerek. DENSOLEN -szalagok

MŰANYAGOK ÉS A KÖRNYEZET

MŰANYAGOK TULAJDONSÁGAI

Átírás:

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA Nehezen hegeszthető ok hegesztése lézerrel A nehezen hegeszthető okhoz az utóbbi időkben különleges hegesztési eljárásokat dolgoztak ki. A paraméterek optimalizálásával jó kötésszilárdságot sikerült elérni a farostokkal erősített műkompozitokban is. Emellett egyrészt tapadásközvetítő egyrétegű fóliákkal sikeresen hegesztettek PP/PA6 párokat, másrészt a hegesztendő felület plazmakezelésével számos más, kémiailag szintén erősen eltérő mű kombinációját is. A hegesztendő felületek egyenetlenségei miatt előforduló rések okozta gyengébb varratszilárdság a lézersugár hatására kihabosodó adalékkal kompenzálható. Tárgyszavak: mű-feldolgozás; hegesztés; PP; PE-HD; PA; PBT; POM; PC, PA 6; fa-mű kompozit; habosítás; lézertechnika. A megújuló nyersbázisra épülő technológiák iránt egyre növekvő érdeklődés tapasztalható. Ezek közé tartoznak a farostokat, mint töltő- és/vagy erősítő adalékokat tartalmazó műkompozitok, azaz angol nevük (Wood-Plastic-Composite) rövidítése szerint a WPC ok. Leggyakrabban PVC, polietilén vagy polipropilén mátrixba kevernek be 40 80% farostot. A WPC ok a hasonló fa termékekhez képest sokkal jobb időjárás-állósággal rendelkeznek. A WPC okból általában különböző profilokat extrudálnak, de gyakran fröccsöntéssel is feldolgozzák azokat. Ha több különböző WPC alkatrészt össze is lehet hegeszteni, az jelentősen kibővíti alkalmazási lehetőségeik körét. Ezért német kutatók megvizsgálták, milyen körülmények között lehet eredményesen hegeszteni a különböző összetételű WPC okat. Ennek során a tükörhegesztést, az ultrahangos és a vibrációs hegesztési technológiákat alkalmazták. Megállapították, hogy mind a poliolefin, mind pedig a PVC mátrixú WPC ok jól hegeszthetők, és akár az eredeti 70%-át is kitevő kötésszilárdság érhető el. A kötési varratok mikroszkópos vizsgálata is egyenletes, jó minőségű kötéseket igazolt. Azonban figyelembe kell venni, hogy a WPC ok nagyon sokféle összetételűek lehetnek, ezért az adott kompozithoz a megfelelő hegesztési paramétereket mindig kísérleti úton kell meghatározni. A WPC okból készült termékeket jelenleg elsősorban a gépkocsik padlózatánál, teraszok burkolatához, keretek, polcok aként alkalmazzák. A hegesztett WPC termékekkel várhatóan számos kis- és középvállalat betörhet a gépkocsialkatrészek és a bútoripar gyártásába.

A különböző alkalmazástechnikai igények miatt gyakran előfordul, hogy különböző polimerekből készült mű alkatrészeket, termékeket kell összeerősíteni. Erre számos technológia ismeretes, de a hegesztést csak ritkán alkalmazzák, mivel a különböző kémiai összetételű polimereket csak néhány (pl. a PC/PMMA) pár esetén lehet összehegeszteni. Ennek az az oka, hogy a különböző kémiai összetételű polimer láncok között nem jönnek létre fizikai kötőerők, a műömledékben a láncok nem gabalyodnak egymásba. Mint ismeretes, a lézeres hegesztési technológia alkalmazása során olyan párt hegesztenek össze, amelyek közül a felső a lézersugár szempontjából átlátszó, azaz annak energiáját nem nyeli el, míg az alsó elnyeli azt, és ezáltal felhevülve nemcsak önmaga olvad meg, de az így generált hő (hővezetéssel) a vele érintkező felső felületét is megolvasztja. A lézersugár energiájának elnyelését általában kb. 1% koromadalék bekeverésével biztosítják. A különböző kémiai összetételű műok lézeres hegesztési problémájának megoldására ritkán, de már eddig is alkalmazták azokat a speciális, többrétegű fóliákat, amelyek egyes rétegei az összehegesztendő polimerekkel kompatibilisek. A különböző fóliarétegek tapadását az ún. tapadásközvetítő ok rétege biztosítja. Ilyen például a PP/PA 6 pár esetében a maleinsavanhidriddel beojtott polipropilén. Az ilyen kopolimerláncok megömlesztett állapotban a polipropilénnel fizikai, a poliamiddal pedig kémiai kötéseket tudnak létrehozni, ezáltal biztosítják az pár összehegedését. A többrétegű fóliák előállítása koextrúzióval azonban meglehetősen bonyolult és drága eljárás. Ezért a fejlesztők igyekeztek olyan megoldást találni, amikor a lézerrel összehegesztendő párok közé olyan speciális adalékokat tartalmazó egyrétegű fóliát vezetnek be, amely a lézersugár szempontjából átlátszó ugyan, de az alatta elhelyezkedő elnyelő réteg felmelegedése során keletkező hő olyan kémiai reakciót is kivált benne, melynek során a tapadásközvetítő tulajdonságok aktivizálódnak, és persze a felső pár felülete is megolvad Egy másik megoldást kínál a különböző műok összehegesztéséhez, ha a hegesztendő felületeket plazmával kezelik, amivel olyan kémiai csoportokat alakítanak ki a felületi rétegben, amelyek elősegítik a hegesztési folyamat során megömlesztett polimerláncok kompatibilitását. A fenti módszerek alkalmazhatóságát német kutatók kísérletekkel is igyekeztek igazolni. A PP/PA 6 párnál a PP láncra ojtott maleinsavanhidrid-alapú, 100 µm vastag egyrétegű fóliával kapott eredményeket az 1. táblázat szemlélteti. Az adatokból látszik, hogy valóban széles (0,15 6 s) besugárzási tartományban lehet elfogadható kötési szilárdságot elérni. A legjobb kötésszilárdság 459 N volt (51 N szórással), ezt 33 W lézerteljesítménnyel és 2,5 s besugárzási idővel érték el. A varratok morfológiai elemzése is alátámasztotta, hogy már nagyon rövid (0,15 s) besugárzási idő alatt is létrejönnek a tapadásközvetítő kopolimer és a PA 6 között a kémiai-, illetve a PP esetében a fizikai kötések. Az pár mindkét tagjánál megfelelő mélységű megolvasztott réteg jött létre, melynek vastagsága azonban a magasabb olvadáspontú (218 o C) poliamid esetében kisebb volt, mint a 164 o C olvadáspontú PP-nél.

Az alacsony nyomású, oxigéngáz közegben végzett plazmás felületkezelés után lézeres kontúrhegesztésnél használt beállításokat a 2. táblázat mutatja be. 1. táblázat PP/PA 6 pár szakítószilárdsága (N) 100 µm egyrétegű tapadásközvetítő fóliával végzett lézeres hegesztés után Lézer teljesítménye Besugárzás időtartama, s W 0,15 0,25 0,5 1,0 0,75 1,5 2,0 2,5 3,0 4,5 6,0 200 278 150 347 100 339 67 436 376 50 33 x 319 375 349 391 387 459 17 x x 299 332 363 419 455 8 x x x x x x 4 x x x x x x X x x x x x: nincs tapadás. 2. táblázat Az alkalmazható hegesztési sebességhatárok 40 W lézerteljesítmény mellett Transzparens Korommal adalékolt Hegesztési sebességhatárok mm/s Minimum Maximum PP PA 6 70 170 PA 6 PP 80 300 Megállapítható volt, hogy a kémiailag nagyon különböző PP és PA6 a plazmakezelés hatására hegeszthetővé vált. Attól függően, hogy az pár melyik tagja volt transzparens a lézersugárral szemben és melyiket tették koromadalékkal elnyelővé, eltérő hegesztési sebességekkel lehetett jó eredményt elérni. Ennek oka a két eltérő optikai tulajdonságaiban rejlik. Noha a PP fényáteresztési foka 88%, míg a PA 6 esetében ez az érték csak 62,7%, azaz a PP esetében a besugárzott energia nagyobb

része jut el a hegesztési zónába, mégis az termikus degradációja nélkül lehet alacsonyabb hegesztési sebességekkel dolgozni PP felső réteggel, mert a fény behatolási mélysége a korommal adalékolt PP-nél 13 µm, míg a PA-nál ez az érték 64 µm. A nagyobb behatolási mélység következtében az elnyelt energia egy nagyobb térfogatban alakul át hővé, ezért a hegesztési felület kevésbé hevül fel. Ezzel magyarázható az is, miért lehet a korommal adalékolt PP esetében jóval gyorsabb hegesztési sebesség mellett is jó varratszilárdságot elérni. A különböző műok plazmakezelést követő lézeres kontúrhegesztése után elért maximális kötésszilárdsági értékeit a 3. táblázat szemlélteti. 3. táblázat Különböző műpárok plazmakezelés utáni lézeres hegesztési szilárdsága 40 W lézerteljesítménynél Transzparens Korommal adalékolt Szilárdság max. (N) Szilárdság szórása (N) Hegesztési sebesség* (mm/s) PP PA6 250 99 120 PA6 PP 320 37 120 POM PBT PC PA6 336 8 30 PP 190 83 50 PA6 11 4 40 PP 214 59 30 PA6 436 52 90 PP 135 79 180 * A maximális szilárdsághoz tartozó érték. Megfigyelhető volt, hogy a PP/PA6 pár esetében mintegy 22%-kal jobb szilárdság érhető el, ha a korommal adalékolt a PP és a PA6 a transzparens, mint fordítva. Jól látszik, hogy noha elég sok párnál jó hegesztési szilárdságot lehetett elérni, de ez nem minden esetben (ld. PBT/PA6 párt) igaz. Az optimális hegesztési sebesség is széles tartományban mozgott. Meglepő módon a legnagyobb szilárdságot a PC/PA6 párnál mérték, noha az amorf és a szemikristályos polimerek hegeszthetőségét korábban a legnehezebben megoldható feladatok közé sorolták. Ez a tapasztalat is alátámasztja azt a feltevést, hogy az elvégzett kísérletek során egyáltalán nem az elérhető legjobb hegesztési paramétereket sikerült megtalálni,

azaz a hegesztési paraméterek optimalizálásával a bemutatott szilárdsági értékeknél jobb eredményeket is el lehet érni. A lézeres kontúrhegesztésnél előfordul, hogy az összehegesztendő felületek nem teljesen simák, egyenletesek, ezért, ha a hegesztendő felületek között helyenként túl nagy (>50 µm) rés van, a hegesztési varrat gyenge lesz vagy egyes helyeken nem is jön létre. Ezen a problémán sikerült segíteni egy olyan eljárás bevezetésével, amelyet néhány évvel ezelőtt teljesen más célból fejlesztettek ki. A lézeres helyi habosítási eljárást a vakok számára mű felületekre készített kitapintható feliratok (Braille írás) és jelzések előállítására dolgozták ki. Ennek során a lézersugár elnyelésére alkalmas adalék mellett olyan habosító adalékot is kevernek a mű alapba, amely elviseli a mű-feldolgozás (extrúzió, fröccsöntés, stb.) során fellépő hőhatásokat, de a lézersugár hatására elbomlik, és az így keletkező gázok a lézersugár hatására felhevült és megömlesztett műot az adott helyen felhabosítják. A zárt cellás habosodás hatására a besugárzott részek kismértékben (0,1 0,5 mm) kiemelkednek a műtermék felületéről és így a vakok számára kitapinthatóak lesznek. Ha a lézersugarat elnyelő ba ilyen habosító adalékot is kevernek, a felhabosodó képes lesz kitölteni a hegesztendő felületek közti kis réseket (0,05 0,2 mm) és ezért megfelelő varratszilárdságot lehet elérni. Ezt az elméletet kísérletekkel is sikerült igazolni, amelyek során PE-HD fóliákat hegesztettek diódalézerrel (λ 940 nm) úgy, hogy az alsó elnyelő fóliába a megfelelő habosító adalékot is bekeverték, és a fóliák közé egyes helyeken 50, 100, 190 és 350 µm vastag, CO 2 lézerrel kivágott PET fólia szeleteket helyeztek el, ezzel szimulálva a réseket. Megállapították, hogy mintegy 200 µm résméretig a habosítás hatására a varratszilárdság nem csökkent szignifikánsan, míg a 350 µm értéknél már az eredeti érték 60%-ára csökkent. Összeállította: Dr. Füzes László Rehmet P.: Forschung in der Fügetechnik: WPC = K-Zeitung, 42. k. 16. sz. 2011. p. 24. Hopmann Ch.; Weber M.: Artungleiches Verbinden = Kunststoffe, 103. k. 3. sz. 2013. p. 40 45. Klein R.; Wissemborski R.: Schaum überbrückt Fügespalt = Kunststoffe, 102. k. 8. sz. 2012. p. 57 59.