Urządzenie do punktowego hybrydowego zgrzewania materiałów kompozytowych z warstwą metalu

Nazwa technologii

Urządzenie do punktowego hybrydowego zgrzewania materiałów kompozytowych z warstwą metalu

Abstrakt (krótki opis oferowanej technologii)

Przedmiotem oferty jest prototypowe urządzenie wraz z opracowaną technologią zgrzewania punktowego blach kompozytowych metal – polimer – metal (MPMS/MPC). Urządzenie oraz technologia zostały zgłoszone do ochrony patentowej w UPRP pod numerem P.438142.

Szczegóły technologiczne i opis oferowanej technologii

Blachy kompozytowe MPMS (Metal-Polymer-Metal sandwich) / MPC (Metal-Polymer Composites) to nowoczesne materiały konstrukcyjne o właściwościach mechanicznych i funkcjonalności nieosiągalnych dla klasycznych materiałów. Kompozyty te składają się zwykle z trzech warstw: zewnętrznych okładzin wykonanych z metalu (ze stali lub stopu aluminium) oraz wewnętrznego najczęściej polimerowego rdzenia. Materiały te zyskują coraz większą popularność w branży samochodowej, lotniczej, AGD, jednakże problematyczne jest ich szybkie oraz jakościowe łączenie. Aktualnie stosuje się konwencjonalne techniki spajania: nitowania lub wykonywania złączy przetłaczanych, które wykazują jednak wiele ograniczeń. Metody te są czasochłonne i nie zapewniają odpowiednich właściwości mechanicznych połączeń, a przez to nie wykorzystują w pełni możliwości materiałów MPMS/MPC.

Rozwiązaniem problemu łączenia blach kompozytowych MPMS/MPC jest oferowane urządzenie i technologia hybrydowego zgrzewania rezystancyjnego punktowego, wykorzystująca fale ultradźwiękowe do wstępnego usunięcia warstwy nieprzewodzącej, a następnie docisk elektrod oraz przepływ prądu zgrzewania do wykonania trwałego połączenia blach kompozytowych. Cały proces odbywa się w jednej operacji (system ultradźwiękowy jest zintegrowany z elektrodami zgrzewarki).

Sekwencja wykonania połączenia przebiega następująco:

a) wstępny docisk ruchomej elektrody,

b) generowanie ultradźwięków przepływających pomiędzy dolną i górną elektrodą, w celu nagrzania i uplastycznienia polimerowego rdzenia,

c) załączenie prądu zgrzewania i wytworzenie trwałego połączenia (zgrzeiny).

Docelowe branże dla oferowanej technologii

Urządzenie znajduje zastosowanie w branży motoryzacyjnej, lotniczej, AGD, budowlanej oraz wszędzie tam, gdzie uzasadnione jest łączenie nowoczesnych blach kompozytowych MPMS/MPC

Innowacyjność i korzyści z zastosowania technologii

·       możliwość łączenia blach kompozytowych MPMS/MPC z materiałami konwencjonalnymi, np. blachami stalowymi/aluminiowymi,

·       możliwość jednoimiennego zgrzewania blach kompozytowych MPMS/MPC,

·       eliminacja mechanicznego połączenia (np. połączeń przetłaczanych, nitowania jednostronnego bezotworowego).

Poziom gotowości wdrożeniowej oferowanej technologii

TRL 5 – Dokonano walidacji technologii w środowisku zbliżonym do rzeczywistego

Poziom gotowości wdrożeniowej oferowanej technologii (old)

Testy w warunkach laboratoryjnych

Status IP

Zgłoszenie patentowe

Imię i nazwisko konsultanta

dr inż. Tomasz Marciniszyn

Numer telefonu stacjonarnego

713204195

Adres e-mail

tomasz.marciniszyn@pwr.edu.pl