توليد هيبريد فلزي - پليمري به روش تزريق پليمر روي فلز پوشش داده شده با ليزر

Fabrication of metal-polymer hybrid via injection molding of polymer on laser cladded metal

فلزات و پليمرها از مواد بسيار مناسب براي مواد مهندسي هستند. با پيشرفت تكنولوژي در عرصه هاي مختلف از جمله صنعت اتومبيل، نياز به مواد مقرون به صرفه با استحكام بالا و وزن پايين براي ساخت بدنه به صورت روزافزوني احساس مي شود. تاكنون در اغلب موارد، از فلزات مستحكمي همچون فولاد و ديگر فلزات براي ساخت اين تجهيزات استفاده شده است و بسته به نوع استفاده، عايق و پوشش دهي مناسب براي به حداكثر رساندن بازده تعبيه گرديده. يكي از انواع مواد كامپوزيتي، استفاده از هيبريد فلز و پليمر در كنار يكديگر است. اتصال فلز و پليمر در اين روش با قرار دادن يك لايه پليمر روي يك لايه فلز با ايجاد برآمدگي‌هايي ظريف روي سطح فلز به كمك فرآيند پوشش دهي با ليزر و سپس انجام عمليات تزريق روي آن انجام مي‌شود. مزيت اين روش اين است كه با انتخاب مناسب الگوي برجسته سازي، جنس و دبي پودر مورد استفاده، استحكام اتصال را مي‌توان متناسب با نوع و ميزان بارگذاري طراحي ‌كرد. پارامتر‌هاي مورد بررسي فشارنگه داري، دماي قالب، الگوي روي فلز و ضخامت پليمر است. نتايج تست هاي كشش و خمش صورت گرفته و بررسي تاگوچي پارامترها نشان مي دهد كه استحكام كششي اتصال در دماي قالب 50 درجه سانتي‌گراد، فشار تراكم كمتر(7 مگا پاسكال)، ضخامت پليمر بيشتر(3 ميلي متر) و الگوي پوشش موازي بالاتر خواهد بود. همچنين بالاترين مدول خمشي هيبريد نيز در دماي قالب 50 درجه سانتي‌گراد، فشار تراكم كمتر(7 مگا پاسكال) و الگوي موازي اتفاق مي‌افتد.

Metals and polymers are frequent materials for engineering purposes. Technological advances have called for new materials with high stiffness and low production cost, especially in automotive industry. Up until now, the most common approach has been to employ high strength metals like steel in manufacturing different parts and subsequently coating them with regard to their application, in order to reach maximum performance. One of the novel composites is metal-polymer hybrid which is produced by injection molding a layer of polymer on a laser cladded metal to form a laminated composite. The superiority of this method lies in the diversity of pattern and powder materials and feed rate in cladding that can be optimized for a particular loading in different applications. Evaluating parameters are holding pressure, mold temperature, cladding pattern, and polymer thickness. Simple Tension and threepoint bending tests showed that the maximum strength of joint adhesion was achieved at 50℃ mold temperature, lower holding pressure (70MPa), higher thickness (3mm), and parallel pattern. Moreover, better flexural modulus was reached at 50℃ mold temperature, lower holding pressure (70MPa), lower thickness (2mm), and parallel pattern