Voorbereidingsmethoden en problemen van aluminiumschuim sandwichpanelen

De voorbereiding vanaluminium schuim sandwichpanelenwordt in zijn geheel in twee categorieën verdeeld. De eerste categorie is om eerst het aluminiumschuim voor te bereiden en vervolgens het aluminiumschuim met deMetaalHet paneel kan op verschillende manieren worden vervaardigd, zoals via een gelijmde verbinding, een thermische oppervlaktespuitmethode en een lasverbinding. De tweede methode is het voorbereiden van de geprefabriceerde aluminium sandwichplaat. Vervolgens wordt de geprefabriceerde plaat verhit om de kernlaag van het schuim te vormen. Na voltooiing van het schuim, dat het aluminium sandwichpaneel vormt, wordt het schuim afgekoeld. Veelgebruikte voorbereidingsmethoden zijn onder andere warmpersen, poedermetallurgie, schuimen, walsen, coaten en schuimen.

1. Gelijmde verbinding

Lijmen verwijst naar de methode voor het maken van sandwichpanelen door aluminiumschuim met geschikte lijmsoorten aan metalen panelen te lijmen. Het lijmproces maakt gebruik van de fySicDe verbinding wordt gebruikt om het sandwichpaneel voor te bereiden, en de methode heeft de voordelen van een eenvoudige procedure en een hoge productienauwkeurigheid. Vanwege de structurele eigenschappen van de hoge porositeit vanaluminiumschuimhet verwijderen van onzuiverheden in de gaten in het oppervlak van het aluminiumschuim is relatief moeilijk; bij deze verbindingsmethode worden het paneel en de kernlaag voornamelijk verlijmd bij de openingen en is het daadwerkelijke effectieve verbindingsoppervlak klein, wat resulteert in een lage verbindingssterkte van de sandwichstructuur; de lijm laat los bij hoge temperaturen of in sterk corrosieve omgevingen, wat leidt tot scheiding van de kernlaag van het paneel en vernietiging van de structuur.

2. Lasverbinding

Lasmethoden voor de voorbereiding van sandwichpanelen van geschuimd aluminium omvatten laserlassen, ultrasoon torsielassen en soldeerverbindingen. Laserlassen is het gebruik van de hoge thermische energie van een laser om de paneelmaterialen en de oppervlaktelaag van geschuimd aluminium te smelten, af te koelen nadat de twee composieten aan elkaar zijn bevestigd, de positie van het puntlassen en de lasvolgorde zoals weergegeven in Afbeelding 1. Laserlassen is zeer nauwkeurig en kan het gesmolten verbindingsgebied effectief beheersen. Hoewel deze methode continu kan werken, is de efficiëntie laag en de producthechtsterkte ook laag. Het principe van ultrasoon torsielassen is het verbinden van twee materialen door middel van ultrasone energie. Deze methode vereist echter een bepaald lasgebied en het is niet mogelijk om alle doeloppervlakken te lassen, wat het gebruik van deze methode in de daadwerkelijke productie beperkt. De soldeerverbinding wordt gehinderd door de geoxideerde laag van geschuimd aluminium, dus het is cruciaal om de geoxideerde laag te verwijderen. Bij toepassing van soldeertechnologie zonder soldeerflux inschuim aluminiumBij sandwichpanelen moeten enkele corrosiewerende maatregelen worden genomen om te voorkomen dat zinklegeringen en andere legeringen zich vermengen met aluminiumcorrosie. Bovendien hebben de onderdelen die met deze methode worden verbonden alleen gaten in de pinnen, waardoor de verbindingssterkte afneemt.

3. Oppervlakte thermische spuitmethode

Het coatingproces vereist over het algemeen een hoge mate van vlakheid op het oppervlak van het component, waardoor de methode niet geschikt is voor complexere structuren. Thermisch spuiten behoort tot een oppervlaktetechnologie die wordt gerealiseerd door het smelten van draden of poeders. Deze methode maakt gebruik van een luchtstraal om het gesmolten materiaal te versnellen en over te brengen naar het oppervlak van het te coaten component, waardoor componenten met complexe vormen kunnen worden bewerkt. Bij deze methode is de warmtebron meestal een elektrische boog. Deze methode is echter moeilijk te industrialiseren vanwege de complexiteit van het proces.

4. Warm persen - poedermetallurgie-schuimmethode

Bij deze methode wordt het kernlaagpoeder dat gebruikt wordt voor het schuimen eerst in het paneel geplaatst. Vervolgens worden de platen samen in de mal geplaatst en wordt er met een hydraulische pers koude druk op uitgeoefend. Vervolgens worden de platen ongeveer 1 uur op 450 °C gehouden en vervolgens warmgeperst om de geprefabriceerde platen te verkrijgen die geschikt zijn voor het schuimen. De preform wordt vervolgens verwarmd en geschuimd in een gesloten mal, waarna na afkoeling het sandwichpaneel ontstaat. De aanwezigheid van een mal bij deze methode brengt enkele beperkingen met zich mee wat betreft de afmetingen van het voltooide aluminium sandwichpaneel.

5. Rol-coating-schuimmethode

Deze methode is gebaseerd op het originele poeder voor schuimvorming. Met behulp van geschikte walsmiddelen wordt het kernmateriaal geproduceerd. Vervolgens worden het paneel en het geprefabriceerde kernmateriaal gewalst en gecoat om de geprefabriceerde platen te verkrijgen. Na afkoeling wordt het schuim gevormd om een ​​goede structuur van het sandwichpaneel te verkrijgen. Deze methode voor het vervaardigen van producten met een hoge hechtsterkte maakt continue productie mogelijk, maar moet twee technische problemen overwinnen: ten eerste de noodzaak om het poeder te verdichten en ten tweede de effectieve combinatie van kernmateriaal en paneelwalsen.