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Inserto polimerico in grado di incrementare la resistenza di un giunto incollato

Bridging su larga scalaCFRPIncollaggio adesivoIndurimentostampa 3D

Introduzione

L’invenzione riguarda l’uso di un inserto polimerico progettato per conferire indurimento e tolleranza al danneggiamento a polimeri rinforzati con fibra di carbonio (CFRPs) con legante adesivo. L’inserto viene incorporato all’interno della linea di giunzione durante la produzione. Durante la frattura i trefoli polimerici dell’inserto colmano la fessura e consentono un bridging su larga scala, un’ampia dissipazione di energia e un notevole aumento della tenacità alla frattura.

Caratteristiche Tecniche

L’indurimento di giunti adesivi con aderenti compositi ha un ruolo fondamentale per molte applicazioni nel campo automobilistico e aerospaziale, compresa la riparazione di file. Il tradizionale problema con l’incollaggio adesivo dei compositi è la risposta relativamente fragile e il corrispondente guasto improvviso sotto carico meccanico. Per affrontare questo problema sono state utilizzate varie strategie di rafforzamento. In questo brevetto, all’interno della linea di giunzione viene inserita una pellicola termoplastica duttile stampata in 3D per consentire l’indurimento attraverso il bridging su larga scala di trefoli polimerici. L’efficienza della strategia di indurimento dipende dall’architettura del film (a-c) e dalla capacità di innescare la formazione di trefoli polimerici che collegano le facce della fessura e resistono alla propagazione della fessura. La strategia proposta e i metodi che ne derivano consentono un notevole aumento della dissipazione di energia e della resistenza alla frattura. Le strategie di indurimento per i giunti adesivi comprendono l’uso di tecniche avanzate di preparazione della superficie e / o l’uso di adesivi epossidici induriti. Queste strategie forniscono cambiamenti graduali nella resistenza alla frattura ma non sono in grado di ritardare o arrestare le crepe in formazione. Attraverso il bridging su larga scala, la tecnologia proposta non solo consente di aumentare la resistenza alla frattura, ma può ritardare in modo significativo la crescita delle crepe e prolungare la durata prima della riparazione.

Possibili Applicazioni

  • Parti automobilistiche, compreso il telaio, strutture aerospaziali e altri componenti leggeri che utilizzano CFRP;
  • La tecnica proposta consente un migliore legame dei CFRP e può avere importanti implicazioni nel campo della riparazione / rappezzatura dei danni nei campi sopra menzionati.

Vantaggi

  • Consente di aumentare la resistenza alla frattura;
  • Ritardare in modo significativo la crescita delle crepe e prolungare la durata prima della riparazione.