Processo di clinciatura per giunti metallo-polimero

image001La clinciatura è un processo innovativo per la saldatura a freddo delle lamiere in assenza di componenti di assemblaggio. La clinciatura manuale di lamiere si basa sulla deformazione plastica di fogli metallici che si vogliono unire tra loro. Tale operazione si realizza mediante l’interazione tra un punzone e una matrice senza l’aggiunta di materiale d’apporto. Il punzone e la matrice di ciascun clinching tool, comprimono puntualmente le lamiere attraverso una forza predeterminata tale da permettere la penetrazione del punzone nelle stesse, formando il punto di giunzione la cui forma è influenzata dalla geometria degli utensili. Alcuni ricercatori hanno condotto uno studio al fine di valutare la fattibilità del processo di clinciatura per la produzione di giunti ibridi plastica-metallo. A tal fine, un apparato prototipale è stato sviluppato preriscaldando i fogli prima della giunzione. È stata effettuata una campagna sperimentale su lega di alluminio AA5053 e polistirene. Prove sperimentali sono state condotte variando i principali parametri di processo, cioè condizioni di preriscaldamento (tempo di riscaldamento e la temperatura dell’aria di riscaldamento) e la pressione. Sono stati osservati i giunti prodotti in diverse condizioni operative mediante l’impiego di microscopio ottico e stereoscopica. Inoltre, i comportamenti meccanici dei giunti sono stati valutati effettuando singole prove di taglio su singole giunzioni. Sulla base dei risultati ottenuti, le principali modalità di collasso identificate e l’effetto dei parametri di processo sul comportamento meccanico delle giunzioni sono state chiarite. Sulla base dei risultati ottenuti è emerso che un adeguato preriscaldamento si aggira tra i 55 e i 130°C conferendo al polimero la sufficiente plasticità per una buona saldatura e i tempi di preriscaldamento si aggirano intorno ai 2 s.

Fonte: F. Lambiase, A. Di Ilio, “Mechanical clinching of metal–polymer joints”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 215, January 2015, pp. 12–19. DOI:10.1016/j.jmatprotec.2014.08.006

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