Takto Jsou Komponenty FKV Správně Připojeny

Při výběru správného typu připojení pro vlákno-plastový kompozit je třeba zvážit mnoho aspektů. Požadavky na součásti, například úroveň zatížení, profil zatížení, množství nebo vliv teploty a média. Kromě stávající technologické základny ve výrobním závodě se jedná zejména o mechanický výkon a výrobní výdaje ve vztahu k požadovanému počtu kusů.

Pro připojení profilu musí mít vláknitý kompozitní prvek kladnou geometrii zámku („zuby“). Naproti tomu pro lepené spojení a podélné lisování lze použít válcové kompozitní trubky. To zjednodušuje výrobu kompozitních vláken. Ekonomicky lze vyrábět i malá a střední množství (<1000 ks / a). Příprava obvykle kovových prvků přenášejících zatížení vyžaduje zvláštní úsilí při přípravě všech tří diskutovaných způsobů spojování.

Snaha o přípravu lepených spojů

Lepidlo musí splňovat vysoké požadavky na čištění a aktivaci povrchů, jakož i na skladování a nanášení lepidla. Tím se skrývají rizika kvality a výsledkem jsou vysoké celkové výdaje, které s rostoucím počtem sotva klesají. To je důvod, proč se toto spojení v lehkém konstrukčním centru Sasko (LZS) považuje spíše za malé množství (<100 ks / a) nebo jednotlivé prototypy.

Mikro pozitivní uzamykání v podélném lisování

Podélné lisování je obvykle ve srovnání s lepivým spojením podstatně robustnější, protože rýhováním prvků přenášejících zátěž se dosáhne mikro-pozitivního blokování, které se nakonec projeví na úrovni součásti jako zvýšený koeficient tření. Vzhledem k vyváženému profilu požadavků lze tento typ připojení použít pro širokou škálu kusů, od prototypů po velká množství (> 10000 kusů / a).

Prýmek s efektem zastavení roztržení

S profilovým spojením lze dále zvýšit robustnost spojovací technologie. Inženýři společnosti LZS GmbH vyvinuli spojení profilů pro komponenty, které jsou vystaveny kroucení. Zahrnují jak vnitřní obrys ("profilový plášť"), tak vnější kruhovou válcovou vrstvu ("plášť válců"), kontinuální vyztužení vláken, které je z velké části vyrovnáno v ± 45 ° pro přenos torzního zatížení.

Kolísání tloušťky průřezu je „vyplněno“kompozitem z plastu a plastu, který je primárně orientován podél osy profilu („proužky UD“). Ty jsou zejména odpovědné za tuhost ohybu profilu a také absorbují zatížení v podélném směru.

Experimentální výzkumy ukázaly, že textilní vazba výztužných vláken, například vláknitého pletiva, má výhody v plášti profilu. To lze vysvětlit efektem „slzného zastavení“textilních přechodů, díky kterému se dosáhne „dobrého“chování FKV, zejména v oblasti zavádění zatížení. Na druhé straně ve skořepině válce, která je odpovědná za dálkový přenos zatížení, je výhodná („spiralizovaná“) výztužná vrstva uložená bez bodů křížení. Únosnost výztužných vláken může být velmi dobře využita díky kompozitu, který není zeslaben přechody.

Méně citlivé na usazovací a tepelné roztažení

Geometricky odlišné „zuby“způsobují, že spojení je méně citlivé na účinky usazování a tepelné roztažnosti ve srovnání s lepidlem a lisováním. Kromě toho je post-emergentní chování obvykle mnohem dobrější („bezpečné při selhání“).

Díky konstrukci jsou však zapotřebí geometricky složité prvky pro zavedení zatížení. Zde předdefinovaný proces tváření za studena ("axiální tváření") je ekonomicky výhodný pro střední až velká množství díky požadovaným investicím do nástroje, takže tento typ spojení byl dosud zvažován u LZS GmbH pro pozdější (velké) série aplikací (> 10000 ks / a).

Rozdíly v úrovni přenosu energie v kloubu

Často je ústředním rozlišovacím znakem mechanický výkon spojení. Kromě již zmíněné robustnosti, která se také zvyšuje se zvyšujícím se podílem pozitivního blokování, existují také velké rozdíly v úrovni přenosu síly ve spoji.

Podle zkušeností a experimentálních výzkumů na LZS lze zde očekávat přibližně dvojnásobnou hustotu výkonu pro profilové připojení ve srovnání s podélným lisovacím spojením navrženým podle stavu techniky. Oproti adhezivním spojením se předpokládá, že nosnost je třikrát až čtyřikrát. Profilové spojení tak výrazně rozšiřuje rozsah aplikací pro hybridní torzní trubky, zejména v případě omezeného instalačního prostoru a extrémně vysokých zatížení.

* Florian Lenz je vedoucím strategického rozvoje společnosti LZS GmbH a Karsten Wippler je předsedou a generálním ředitelem LZS GmbH