鋁與樹脂接合時間僅需2秒之新技術

 

刊登日期:2017/8/31
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日本馬自達汽車(MAZDA)與鋁軋延品製造大廠UACJ正在嘗試開發一項鋁與碳纖維強化塑膠(Carbonfiber Reinforced Plastics;CFRP)高速接合之技術。主要是應用了「摩擦攪拌銲接(Friction Stir Welding)」之接合製程技術,無需添加銲條或填料等消耗物,並可省略部份製作工程。

使用於接著工程的CFRP與航空用等級略有差異,屬強度較差但加熱後會軟化的熱可塑性樹脂。由於可應用於既有量產方式的自動化帶式運輸機(Belt Conveyor),對於成本的削減將有所助益。

摩擦攪拌銲接技術係透過攪拌頭在高速轉動下與工件摩擦產生摩擦熱量,使攪拌頭附近的區域材料塑化。研究團隊利用機械力與工件表層摩擦產熱和鍛壓共同作用,將鋁銲入樹脂內,透過鋁的傳導熱將樹脂融化,使其與鋁相互接著,接合時間僅需2秒。因使用鋁融點以下的溫度在瞬間與CFRP接合,因此還可以防止鋁的氧化。

目前馬自達汽車已計畫將此技術應用於新車款的製程中,並預計在2022年達到技術確立之目標。唯目前仍有待解決之技術課題;例如鋁與CFRP的熱膨脹率不同,車輛實際運行之際,接合部份有可能產生變化。另外,鋁與碳纖維的接合面若接觸到水,易產生腐蝕問題,因此在接合部的塗裝方面須進行完全防水之設計。


資料來源: 化學工業日報 / 材料世界網編譯
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