Termiska effekter vid limning av multimaterial UFoH fogningskurs, Mölndal, 2013.10.02 Tomas Luksepp Presentation nr 1326 Utveckling av Fogningsmetoder för kombination av Olika material till Hybridlösningar Ett LIGHTer initiativ [UFoH] Publik/Konfidentiell
Översikt Temperatur egenskaper hos material Temperaturutvidgning hos mixmaterial fogar Vad händer i limfogarna under termisk last Provkroppsutveckling och UFoH resultat AE GOM Ultraljud Demonstration 2013-10-14 2
Materials termiska utvidgning Unit Coefficient of thermal elongation for different materials µm/m- C Steel 11 Aluminium 22-24 Titanium 8,6 Epoxy resin ca 54 E-Glass 5 Carbon fibre (anistropic) -1-0 Epoxy E-glass reinforcement longitudinally 6-10 Epoxy E-glass reinforcement transverely 21-23 Epoxy Carbonfiber reinforcement longitudinally 0-1 Epoxy Carbonfiber reinforcement transverely 20-40 Pultruded fiberglass 10 SMC and BMC - fiberglass 10 Specific Quantum Composites Lytex 4149 55% Carbon Fiber Epoxy SMC 3,6 AMC 8590 Random chopped CF-SMC, Machine direction 6,2 AMC 8590 Random chopped CF-SMC, Cross machine direction 5,5 AMC 8595 UD cross stiched Carbon fibre 0,95 Thermal expansion coefficients for high modulus carbon/epoxy 2013-10-14 3
Materialens temperaturberoende Fiberriktningar i komposit Linjär CLTE? Tg Kryp Deformation Materialdata 30 20 160 C 2013-10-14 4
Lims temperaturberoende 2013-10-14 5
Ytbehandlings ugnar i bilindustri Ugn Temp (max) Lim yta ED 190 Metall Fyller 165 ED-lack Lack 140 Fyller/ED Ingen ugn 23 Lack/ED Post cure 60-120 Användning -40-100 Volvo workshop 2013-10-14 6
Geometriförändring B h A = 1 m B = 1,001 => h = B = 1,002 => h = 19 mm 27 mm 2013-10-14 7
Utvidgningsskillnader i mixmaterial fogar Skillnad mellan stål och kolfiber, (mm/m). Max ΔT CF-UD CF-SMC Användning 70 C 0,7 0,4 Problem? ED ugn 180 C 1,8 1 Problem! Gäspning? Plastisk deformation? Restspänningar? Limbelastningen = f(lokal limförbands- och global komponentgeometri) => inverkar på dimensioneringen! 2013-10-14 8
Dockstas motorrumslucka Flexibel tätning Liten demonstrationslucka Tejp som ger distanskontroll Flexibla limsystem som inte kräver avancerad ytbehandling 2013-10-14 9
Provkroppsutveckling Enkel lättillverkad struktur Kan ge praktisk förståelse Går sönder vid termisk belastning Simulering Rapport 1312, Termisk belastning av limfog Utveckling av provmetod 2013-10-14 10
Akustisk emission Temperatur Filtrera signalerna Flexibelt lim, Tg 75 C Skadeinitiering i realtid 2013-10-14 11
Brottytor Araldite 2015, ca 4 % brottöjning vid RT, Blästrad aluminiumprofil, 0 och 45 fiberriktning i ytskikt, fogtjocklek 0,75 mm, ca 130 C 2013-10-14 12
Brottytor 2 Araldite 2015, Blästrad aluminiumprofil, 90 och 45 fiberriktning. Limfogstjockleks variation 2013-10-14 13
Brottytor 3 Araldite 2015, Blästrad stålprofil, 0 och 45 fiberriktning. Stopp vid 100 C (stål center ca 80 C) 2013-10-14 14
Ultraljudmikroskopiering Betamate 2098 Hög brottförlängning Blästrad Al Fiber 0 och 45 Intakt limfog? Reflektion Transmission Snitt 2013-10-14 15
Bilder av tvärsnitt Al Ingjutningsepoxi 0º 90º 45º 45º 0º 90º 45º 45º Längs provkropp Ingjutningsepoxi 0º Al Tvärs provkropp 2013-10-14 16
GOM i ugn Optisk geometrimätning Följa geometriförändringar med temperaturen Begränsning 0,5-1 min mättid ATOS III Triple Scan system för optisk 3D scanning 2013-10-14 17
1 min ca 53 Geometri 130104 4 min ca 112 6 min ca 134 7 min ca 142 9 min ca 153 11 min ca 161 12 min ca 164 14 min ca 167 2013-10-14 18
AE och GOM kombinerat i ugn AE detekterar när skadepropageringen startar GOM ger formförändringen. Verktyg att undersöka multimaterialfogar Riktiga strukturer Enklare provkroppar, verifiera beräknings modeller Utvärdera lim, enkla Al/Fe provkroppar Utvärdera mixad sammanfogning, lim/nit Detta vill (måste) vi göra! 2013-10-14 19
Labbtest idag Demonstration, Temperatur och geometri när det börjar gå sönder 3 st halva burgare, stål till 0 CF Limfog 0,75 och 0,2 mm, (en 0,2 med blästrad CF) 120 C ugn prov 1 Resultat? 2013-10-14 20
Demonstration i verkstaden, 4 x 15 min 1 Akustisk emission, Leif Norman, Mistras 2 GOM, Lars Olof Ingemarsson, Per Johan Wahlborg, Fredrik Wandebäck, IVF 3 Atmosfärisk plasma, Åsa Lundewall, IVF 4 2K limapplicering, Stefan Håkansson, Trilack Option rundvandring lab 2013-10-14 21