Zlepšení mechanických vlastností vícesložkových vstřikovaných výrobků

Matta, Ashish

EN SKPřihlásit se Přihlásit se (EduID)

Theses 6crg94

Zlepšení mechanických vlastností vícesložkových vstřikovaných výrobků – Ashish Matta

Ashish Matta

Disertační práce

Zlepšení mechanických vlastností vícesložkových vstřikovaných výrobků

Improving the mechanical performance of multicomponent injection moulded products

Abstract:

The application of multicomponent injection moulded products is increasing due to emerging manufacturing trends like light weight, improved performance, cost efficiency, etc which creates the requirement for combining different materials. The performance of a product is achieved by combining the properties of different materials. However, joining is the major challenge in making multi-material structuring workable. Joining could be challenging because of the different properties of the two materials. Therefore, it is crucial to understand the various connecting techniques that are available for multi-material, metal-to-metal, polymer-to-polymer, and metal-to-polymer hybrid systems. It is generally known that the bond strength of multi-component injection moulded components is significantly influenced by the material combination, process variables, and contact area structures. Research studies with polymer-to-polymer, and metal-to-polymer hybrid systems were primarily studied in presented doctoral thesis. Namely, three different polymeric material combination with their respective inserts were chosen, Polyketone-aluminium, Poly(phenylene)-aluminium and Arkema?s Elium? thermoplastic resin- polybutylene terephthalate. Polyketone studies analysed the possibility of joining Polyketone (PK) and aluminium insert into one structure by the means of injection insert moulding. This study investigated the relationship between joining strengths and moulding conditions, with a particular emphasis on holding pressure, injection speed, and mould temperature. Tensile shear tests were performed to determine the bonding strength under various moulding conditions. Furthermore, joining strength results were assessed with each distinct moulding condition to determine how it affected the joining strength. Poly(phenylene) sulphide studies investigated the influences of various surface treatments on the adhesion between glass-reinforced poly(phenylene) sulphide (PPS) and aluminium alloy during the injection over-moulding process. Adhesion strength was evaluated via the shear test. Correlations for the shear strength of the polymer?metal with different metal?substrate treatments were studied. Three-dimensional (3D) topographic images characterized with a 3D optical microscope were also examined to explore interface topologies of the aluminium substrates used for the over-moulding process. Arkema?s Elium? thermoplastic resin insert moulding studied the detailed procedure of using injection moulding to join two different materials to produce goods with improved utility properties. The polybutylene terephthalate (PBT) homopolymer of 20 % glass fibre reinforced is moulded onto the modified Resin Transfer Moulding samples of the Arkema?s Elium? thermoplastic resin composite sample by employing the injection moulding technique and using Arkema?s Elium? thermoplastic resin composite as an insert. Influence of various surface treatments was investigated, and the moulded samples were examined for mechanical characteristics such as tensile shear strength test to analyse the adhesion. In summary, all of these studies explore the possibility of joining two dissimilar materials by inspecting the optimum moulding parameters and definite surface treatments and their association with attained bond shear strength. …více

Abstract:

Aplikace více-komponentních výrobků kombinujících různorodé materiály v rámci vysoce efektivní technologie vstřikování získává v průmyslové praxi, díky aktuálním výrobním trendům a požadavkům obecně kladeným na produkci nových výrobků, jako je jejich nízká hmotnost, minimalizace environmentálních dopadů, či maximalizace efektivity výroby, mimořádnou pozornost. Jelikož je celková mechanická odolnost finálních více-komponentních produktů, často připravených z defacto nekompatibilních materiálů, závislá na kvalitě spojení použitých komponent, je dosažení odpovídající pevnosti spoje často zcela zásadní technologickou výzvou. Z tohoto důvodu je důležité mít obecné znalosti o výhodách a možnostech či nevýhodách a limitech spojovacích technik, které jsou k dispozici pro vytváření hybridních více-komponentních systémů, například n bázi kov/kov, polymer/polymer či kov/polymer. V případě vstřikování více-komponentních dílů je pak obecně známo, že pevnost spoje je významně ovlivněna nejen kombinací použitých materiálů, ale i procesními parametry a povrchovými vlastnostmi kontaktních ploch. Představovaná disertační práci je zaměřena na možnosti zvýšení pevnosti spoje u tří vybraných hybridních systémů kov/polymer a polymer/polymer. Konkrétně se jedná o kombinaci kovových či plastových insertů a polymerní matrice použité pro jejich zastříknutí v rámci technologie dvou-komponentního vstřikování: hliník/polyketon, hliník/polyfenylensulfid a Elium? /polybutylentereftalát. V rámci prvotní studie byly výzkumné aktivity zaměřeny na popis vlivu procesních parametrů, jako je hodnota rychlosti vstřiku, dotlaku a teploty formy, na pevnost spoje produktu vytvořeného pomocí dvou-komponentní vstřikovací technologie z polyketonu použitého pro zastříknutí hliníkového insertu. Dosažená pevnost spoje byla pomocí trhacího zkušebního stroje hodnocena na základě definice smykové pevnosti. Následně bylo v případě polyfenylensulfidu použitého pro zástřik hliníkových insertů pomocí smykové pevnosti hodnoceny efekty provedených povrchových úprav kovových insertů, kdy definovaná změna soudržnosti byla korelována se změnou povrchové topografie hliníkových dílů evaluované pomocí 3D optického mikroskopu. A konečně v poslední fázi výzkumných aktivit byl u kompozitních insertů připravených ze skleněné tkaniny a termoplastické polyakrylátové matrice Elium? pomocí technologie reakčního vstřikování popsán vliv změny drsnosti těchto insertů dosažené pomocí mechanického zdrsnění na smykovou pevnost jejich spoje se sklem plněným polybutylentereftalátovým zástřikem. …více

Keywords

více-komponentní vstřikování spojování kov/polymer spojování polymer/polymer povrchové úpravy mechanická pevnost spoje

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 2. 7. 2024

Obhajoba závěrečné práce

Vedoucí: doc. Ing. Tomáš Sedláček, Ph.D.

Citační záznam

Citovat tuto práci

Citace dle ISO 690:

MATTA, Ashish. \textit{Zlepšení mechanických vlastností vícesložkových vstřikovaných výrobků}. Online. Disertační práce. Zlín: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Fakulta technologická. 2024. Dostupné z: https://theses.cz/id/6crg94/.

@PhdThesis{Matta2024thesis,
AUTHOR = "Matta, Ashish",
TITLE = "Zlepšení mechanických vlastností vícesložkových vstřikovaných výrobků [online]",
YEAR = "2024 [cit. 2024-07-20]",
TYPE = "Disertační práce",
SCHOOL = "Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Fakulta technologickáZlín",
NOTE = "SUPERVISOR: doc. Ing. Tomáš Sedláček, Ph.D.",
URL = "https://theses.cz/id/6crg94/",
}

@PhdThesis{Matta2024thesis,
AUTHOR = {Matta, Ashish},
TITLE = {Zlepšení mechanických vlastností vícesložkových vstřikovaných výrobků},
YEAR = {2024},
TYPE = {Disertační práce},
INSTITUTION = {Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Fakulta technologická},
LOCATION = {Zlín},
SUPERVISOR = {doc. Ing. Tomáš Sedláček, Ph.D.},
URL = {https://theses.cz/id/6crg94/},
URL_DATE = {2024-07-20},
}

{{Citace kvalifikační práce
 | příjmení = Matta
 | jméno = Ashish
 | instituce = Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Fakulta technologická
 | titul = Zlepšení mechanických vlastností vícesložkových vstřikovaných výrobků
 | url = https://theses.cz/id/6crg94/
 | typ práce = Disertační práce
 | vedoucí = doc. Ing. Tomáš Sedláček, Ph.D.
 | rok = 2024
 | počet stran =
 | strany =
 | citace = 2024-07-20
 | poznámka =
 | jazyk = 
}}

Jak správně citovat práci

Matta, Ashish. Zlepšení mechanických vlastností vícesložkových vstřikovaných výrobků. Zlín, 2024. disertační práce (Ph.D.). Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně. Fakulta technologická

Plný text práce

Obsah online archivu závěrečné práce

Zveřejněno v Theses:

autentizovaným zaměstnancům ze stejné školy/fakulty

Jak jinak získat přístup k textu

Instituce archivující a zpřístupňující práci: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Fakulta technologická
Plny text prace je k dispozici v elektronicke podobe

Odkaz na soubor do lokálního úložiště instituce

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Fakulta technologická

Doktorský studijní program / obor:
Chemistry and Materials Technology / Technology of Macromolecular Compounds

Práce na příbuzné téma

Povrchové úpravy brýlových čoček - technologický postup, funkce
Karla Mandelíková
Současné materiály brýlových čoček a jejich povrchové úpravy
Bártová Bártová
Využití redukčního plazmatu pro povrchové úpravy nanostrukturovaných materiálů
Vít Richter
Studium mikrodutinového dielektrického bariérového výboje pro povrchové úpravy
Vít Richter
Povrchové úpravy brýlových čoček, fyzikální princip
Eliška Hanzalová
Studium vlastností různých typů dielektrických bariérových výbojů pro povrchové úpravy strukturovaných materiálů
Dominik Bača
Studium multidutinového dielektrického bariérového výboje pro povrchové úpravy polymerních materiálů
Zdeňka Doubková
Povrchové úpravy nerezových materiálu
Petr Satrapa

Všechny práce