Presentation laddar. Vänta.

Presentation laddar. Vänta.

12/6/07 1/3/08 Hybridfogar mellan komposit och metall inom flyg- och rymdindustrin (Alternativ metod foga komposit mot metall) Rolf Lundström David Mattsson.

Liknande presentationer


En presentation över ämnet: "12/6/07 1/3/08 Hybridfogar mellan komposit och metall inom flyg- och rymdindustrin (Alternativ metod foga komposit mot metall) Rolf Lundström David Mattsson."— Presentationens avskrift:

1 12/6/07 1/3/08 Hybridfogar mellan komposit och metall inom flyg- och rymdindustrin (Alternativ metod foga komposit mot metall) Rolf Lundström David Mattsson Patrik Fernberg

2 Innehåll  Inledning –Ide och behov •Friformning av titan med EBM, (”Arcams metod”) –Hypotesen som ska prövas –Info om projektet •Budget, projektpartners mm  Inledande analys –Placering av pinnar –Utformning av pinnar  Utförd tillverkning och provning –Enkelt överlappstest –Rent dragprov (puckprov)  Övriga möjligheter •Utformning •Tillämpning i verkliga produkter 6/28/2014Presentation av Swerea SICOMP2

3 Ide och behov SwereaSICOMP – Arcam Kompositer - titandetaljer God vidhäftning Speciell yta Porositet Skelettvävnaden ”växer fast” Ide:Varför inte låta komposit ”växa fast” i titanet och på så sätt skapa en bra fog mellan metall och komposit.

4  Medicinska implantat –Ortopediskt –Delar av kraniet –Övriga skellettdelar  Detaljer till rymd och flyg  Övrig industri –Verktyg med kylkanaler Friformning av titan med ”Arcams metod” Tillämpningar

5 Electron Beam Melting (EBM ® )  En stråle med hög energi genereras i elektronstrålekanonen  Strålen smälter önskad geometri i varje lager av metallpulver  Extremt snabb rörelse av elektronstrålen utan rörliga delar  Vacuum i processen förhindrar uppkomst av föroreningar och ger utmärkta material- egenskaper  Hög temperatur (700 ºC för titan) under tillverkningen förhindrar uppkomst av restspänningar. –> Ingen efterföjande värmebehandling behövs  Låga operatörskostnader, ingen övervakning är nödvändig

6 Courtesy of Adler Ortho s.p.a. CE-certified since 2007 Exempel på produkt Höftled Material: Ti6Al4V Build time: 16 cups in 16 hours

7 6/28/2014Presentation av Swerea SICOMP7 Projekt  Budget: 500 kSEK  Partners –SwereaSICOMP –ARCAM  Övriga intressenter –Volvo Aero –Ruag space  Finansiering av Vinnova Projektet syftar till att undersöka möjligheten att konstruera fogar mellan titan och komposit med förmågan att motstå höga mekaniska spänningar

8 Mekanisk provning / Beräkning / Utvärdering Hypotesprövning  Två olika sorters provstavar tillverkas och provas –En typ med huvudsakligen skjuvbelastning •Single overlap test –En typ med huvudsakligen dragbelastning (fläk) •”Puckprov”  FEM-analyser av provad geometri  Brottanalyser och utvärdering av prov  Dessutom är tillverkningsprov gjorda, olika konstruktionsideer är utvärderade, mm 6/28/2014Presentation av Swerea SICOMP8

9 Inledande analys Placering av pinnarna Mycket styva pinnar Mycket veka pinnar

10 Inledande analys Utformning av pinnarna

11 Inledande analys, peel-test Utformning av pinnarna Diameterns inverkan, Skjuvning eller dragbrott •Om man vill ha brottmoden dragbrott i pinnarna måste pinnarna ha en liten diameter •Vid drag (fläkning) är bättre med många små pinnar än ett fåtal stora pinnar

12 Single overlap test Den tillverkade titandetaljen Titandetaljen ( 2mm) med dess pinnar fastgjuten i komposit (4 mm) Hela provstaven

13 Single overlap test Det uppstår ett moment på staven, vilket ger fläk vid änden av limfogen Högsta spänningar uppstår vid ändem av fogen

14 Single overlap test Tillverkning av provstavar

15 Single overlap test Foto av de tillverkade provstavarna A B

16 Single overlap test Resultat från dragprovning, enkel överlappsfog  Totalt 4 bitar är testade •Provbit A med titanpinnar med diameter 0.4 •Provbit B med titanpinnar med diameter 0.6 •Provbit C, inga titanpinnar •Provbit D, inga titanpinnar  Hållfasthet •A:Ca 9 kN •B:Ca 22 kN •C: Ca: 12 kN •D:Ca: 8 kN 6/28/2014Presentation av Swerea SICOMP16 Provbit A. Brottytan på titanpinnen är det som syns som mest lysande i bilden. Ett 0.6 mm blyertsstift ligger med som referens. Diameter på brottytan ca 0.4 mm. Provbit A, diametern på titanpinnarna i provstav B är ca 0.6 mm. Alla provbitar gick sönder med ett distinkt brott. Hela fogen brast samtidigt

17 Single overlap test Resultat från dragprovning, enkel överlappsfog Slutsats: Med lämpliga titanpinnar i limfogen ökar hållfastheten

18 Single overlap test Resultat / Slutsatser  Hållfastheten är > dubbelt så hög på provbit B jämfört med provbit A.  Pinnarna påverkar brotthållfastheten.  Utan pinnar är hållfastheten väsentligt lägre än med bra pinnar  Fler tester behövs för att kunna dra några säkra slutsatser  Provningen är utförd så att till största del uppstår skjuvning men fortfarande uppstår en stor del fläkning vilket kan vara styrande för hållfastheten.

19 Dragprov för att få rent drag (ren fläkning)

20 Framtagning av provdetaljer Arcam tar fram en 3-d geometri och sen färdiga bitar i titan

21 Framtagning av provdetaljer Fastgjutning i ett laminat

22 Dragprov

23 Dragprov Resultat från provning (de 4 första) Högsta brottkraft = 10 kN. Lägsta brottkraft = 7 kN

24 Dragprov, Brottets utseende

25 Exempel på mer komplex detalj 6/28/2014Presentation av Swerea SICOMP25

26 Exempel på möjlig/lämplig användning 6/28/2014Presentation av Swerea SICOMP26 Skapa en övergång mellan komposit och metall Generellt inserts / infästningsdetaljer Gångjärn i metall till kompositflygplansdörr

27 Avslutande sammanfattning 6/28/2014Presentation av Swerea SICOMP27 Metoden verkar lovande för att skapa en övergång mellan komposit och metall. Det finns en stor flexibilitet I utformningen av titandetaljen Fördelen jämfört med lim- och skruvförband är att fogen skapas vid tillverkningen av kompositen Mer utveckling behövs


Ladda ner ppt "12/6/07 1/3/08 Hybridfogar mellan komposit och metall inom flyg- och rymdindustrin (Alternativ metod foga komposit mot metall) Rolf Lundström David Mattsson."

Liknande presentationer


Google-annonser