Zlepšení mechanických vlastností vícesložkových vstřikovaných výrobků

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(R) /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(R) pomocí technologie reakčního vstřikování popsán vliv změny drsnosti těchto insertů dosažené pomocí mechanického zdrsnění na smykovou pevnost jejich spoje se sklem plněným polybutylentereftalátovým zástřikem.