Technologia laserowa do trwałych zgrzein tworzyw sztucznych i metali
Poszukując sposobów na zmniejszenie zużycia energii, przemysł motoryzacyjny coraz częściej sięga po tworzywa sztuczne lub materiały kompozytowe, które zastępują cięższe części metalowe w konstrukcjach samochodowych. Trend ten wiąże się z potrzebą stworzenia nowych systemów do skutecznego łączenia tworzyw sztucznych z metalami, sprawdzających się w warunkach przemysłowych. Stosowane obecnie metody trwałego łączenia tworzyw sztucznych i metali, w tym między innymi kleje, połączenia mechaniczne i obtryskiwanie, wymagają dużej liczby czynności produkcyjnych. Uczestnicy finansowanego ze środków UE projektu PMJOIN (Development of a direct laser joining of hybrid plastic-metal components for industrial applications) pokonali ograniczenia tych metod przy pomocy innowacyjnej koncepcji termicznego łączenia metali i tworzyw sztucznych. W projekcie PMJOIN badano nowy proces laserowy, który eliminuje konieczność stosowania dodatkowych materiałów, klejów czy elementów łączących. W dwuetapowym procesie powierzchnia metalu jest najpierw obrabiana przy pomocy lasera. Następnie tworzywo nagrzewa się pod wpływem działania lasera i łączy z częścią metalową. Precyzyjna kontrola energii lasera w punkcie zogniskowania minimalizuje przewodzenie ciepła do otaczającego materiału, zapewniając dokładne połączenie. Dzięki zastosowaniu elastycznego systemu kierowania wiązką, system zgrzewania laserowego cechuje się większą elastycznością niż łączenie mechaniczne i klejenie. Dzięki większej szybkości i wytrzymałości połączeń nowy proces jest także znacznie bardziej przyjazny dla środowiska. W ramach projektu PMJOIN prowadzone są szeroko zakrojone badania mające na celu poprawę połączeń między metalami i tworzywami sztucznymi, które pozwolą zmniejszyć masę pojazdów. Efektem prac ma być także przyspieszenie procesów zgrzewania w linii montażowej, co przełoży się na bardziej ekonomiczną i wydajną produkcję.
Słowa kluczowe
Technologia laserowa, zgrzeiny tworzyw sztucznych i metali, motoryzacyjny, kompozyty, PMJOIN
