< Terug naar vorige pagina

Project

Ultrasoon-ondersteund verbinden van hybride materialen (HYBRISONIC)

HYBRISONIC zal nieuwe verbindingstechnieken ontwikkelen en demonstreren voor metaal-kunststof sandwichplaten. Deze hybride materialen bestaan uit twee dunne, massieve metalen platen waartussen een kunststof is verlijmd (bv. polyetheen). Verschillende soorten metalen worden hiervoor gebruikt; voornamelijk aluminium en staal, maar ook roestvast staal, gelakt staal, messing, titaan, enz. Metaal-kunststof sandwichplaten kunnen voor de meest uiteenlopende toepassingen gebruikt worden. In de bouw worden de panelen vaak ingezet als gevelbekleding en interieurafwerking, plafonds of daken, maar ze kunnen bv. ook dienst doen als machine-afscherming. Ze zijn licht van gewicht, extreem stijf, volledig vlak, corrosievast en hebben een lage uitzettingscoëfficiënt. Akoestisch comfort gecombineerd met hoge weersbestendigheid, thermische en brandwerende kwaliteiten maken dit product gegeerd in verschillende industrietakken. Aluminium sandwichplaten combineren deze eigenschappen bovendien met een uitstekende bedrukbaarheid met inkt. Hierdoor zijn ze bij uitstek geschikt voor stijlvolle toepassingen zoals reclamezuilen, standenbouw, reclameborden en displays.De doelgroep bestaat uit bedrijven uit de sectoren van de machinebouw (bv. airconditioningsystemen), transport (bv. cabinebouw voor landbouwvoertuigen, trailers, …), gevelbouw, witte producten, de meubelindustrie, of andere lichtgewicht toepassingen.Het gebruik van deze platen stelt echter uitdagingen op vlak van de verbindingstechnologie. De eerste vereiste voor het gebruik van dergelijke hybride materialen is de beschikbaarheid van geschikte verbindingstechnieken. Door de tussenliggende laag (bv. polymeer) is de verwerking van deze hybride materialen moeilijk in vele opzichten, zodat nieuwe benaderingen vereist zijn. Eén van de meest gebruikte verbindingstechnieken voor plaatmaterialen is weerstandpuntlassen. Echter fungeert de tussenliggende laag als een elektrisch isolerende barrière, waardoor dit proces niet mogelijk is. Verder is het verschil tussen de mechanische eigenschappen van de polymeerlaag en het metalen cover groot, wat leidt tot verdere beperkingen inzake toepassing van bewerkingstechnieken.Nieuwe hybride verbindingstechnieken zullen ontwikkeld en uitgetest worden op verschillende materialen. In het project zal de focus liggen op 4 verbindingstechnieken; meer bepaald clinchen, riveteren, weerstandlassen en wrijvingspuntlassen. Om ervoor te zorgen dat de sandwichplaten kunnen verbonden worden met deze technieken moet de plastic kern lokaal gesmolten en weggedrukt worden. Twee concepten voor het wegdrukken van de plastic kern zullen onderzocht worden. Het eerste concept is het ontwikkelen van een hybride verbindingstechniek, meer bepaald een combinatie van ultrasoon lassen en clinchen of weerstandlassen (Figuur 1). Voor dit concept zal een sonotrode voor het genereren van de ultrasone trillingen geïntegreerd worden in de verbindingstools. Door de ultrasone trillingen zal de plastic kern van de sandwichplaat weggedrukt worden zodat de platen verbonden kunnen worden. Een tweede aanpak maakt ook gebruik van ultrasone trillingen om de plastic kern te verplaatsen, maar als voorafgaandelijke stap (sonotrode geïntegreerd in een vervormingstool - Figuur 2). Nadien zullen de behandelde platen verbonden worden met zelfponsend riveteren of wrijvingspuntlassen. De processen zullen gevalideerd worden voor een verscheidenheid van representatieve industriële materiaalcombinaties en producten, gecombineerd met onderzoek naar de voordelen en beperkingen van de technieken. Systematische en objectieve kennis zal gecreëerd worden over de toepasbaarheid van deze lasprocessen voor industriële toepassingen. Dit onderzoeksproject zal zeer toepassingsgericht zijn, wat zal resulteren in een beter inzicht in de flexibiliteit van de processen en waardoor een snelle en vlotte industriële implementatie mogelijk zal zijn.Dit pre-competitief onderzoeksproject zal toelaten om de lichtgewicht sandwichmaterialen in te zetten voor verschillende toepassingen, waarbij de creatie van een verscheidenheid aan nieuwe innovatieve producten kan verwacht worden. Het project zal toelaten om producten te vervaardigen met een lichter gewicht of een betere performantie, en dus met een hogere toegevoegde waarde. Bedrijven zullen in staat zijn om dit soort producten te vervaardigen op een snelle, efficiënte en kosten-efficiënte manier, wat vooral voor KMO’s zal leiden tot een concurrentievoordeel en een sterkere positie op de Europese en mondiale markten.
Datum:1 apr 2019 →  31 mrt 2021
Trefwoorden:hybrid materials
Disciplines:Materiaalwetenschappen en -techniek niet elders geclassificeerd
Resultaten:

 Meer resultaten kunnen gevonden worden op de project website : 

  • https://bil-ibs.be/en/publicatie/development-resistance-spot-welding-processes-metal-plastic-composites
  • https://bil-ibs.be/fr/project/hybrisonic-ultrasonic-supported-processing-hybrid-materials
  • https://bil-ibs.be/en/project/hybrisonic-ultrasonic-supported-processing-hybrid-materials