Performance of polymer coating and forming conditions

Abstract

Kaplamasız sac metal ile karşılaştırıldığında çevre dostu ve uygun maliyetli olankaplamalı sac, inşaat, ambalajlama, taşıma ve otomotiv endüstrilerinde yaygın olarakkullanılmaktadır. Şekillendirme işlemi sırasında, kaplamalı sac büküldüğünde veyadüzeltildiğinde büyük yüzey hasarları oluşur. Bu nedenle, şekillendirme esnasındaparametrelerin düzgün kontrolü ve yüzey koşullarının ayrıntılı olarak incelenmesigereklidir. Bu araştırmada tasarımcıya daha iyi ve daha güçlü bir polimer kaplamayapmasına yardımcı olmak amacıyla uçucu kül ile epoksi reçinenin farklı oranlardagüçlendirme malzemesi olarak kullanılması ile polimer kaplamanın alüminyum alaşımınauygulanması ve polimer kaplamanın mekanik özellikleri (gerilme özellikleri, eğilmeözellikleri ve düşme testi) üzerindeki etkisi sunulmaktadır. Bu çalışma, araştırmadakideneysel ve sayısal kısımları içermekte olup, farklı numunelerin elongasyonu uçucu kültozunun farklı değerlerinde değerlendirilmektedir. Nano-parçacık bileşenlerinin polimerkaplama ara yüzü üzerindeki etkilerini görmek için laboratuvar süreçleri ile on altıalüminyum sac metal numunesi hazırlanmış olup, yüzey pürüzlülüğü olmayan dört numuneve yüzey pürüzlülüğüne sahip diğer numuneler uçucu kül tozu çeşitleri ile epoksi reçinesiile kaplanmıştır.Kaplama yüzeyindeki deformasyonların optimum değerlerini belirlemek için çalışmanınhedefleri yerine getirecek ve zaman, çaba ve maliyeti azaltacak olan (ANSYS VR .15)yazılım paketi kullanılarak F.E.M uygulanmıştır. Eğilme testi için düzlem gerilme şartınıkullanan bir 3D model oluşturulmuştur.Deneysel çalışmadan elde edilen sonuçlar, uçucu kül tozunun ağırlık yüzdesinin ağırlıkça% 0 'dan % 3'e yükseltilmesi ile nano kompozit malzemenin kopma noktasındaki gerilmemukavemeti ve uzamasının yavaşça arttığını bununla birlikte uçucu kül miktarı ve yüzeypürüzlülüğündeki artışla eğilme mukavemeti ve maksimum kesilme mukavemetininazaldığını göstermiştir. Deneysel ve sayısal analizler arasındaki sonuç farklılıklarıküçüktür, bu da deneysel ve simülasyon süreçlerinde uygulanan programın başarısınıgöstermektedir. Bu nedenle, program diğer testlere de uyarlanabilir. Düşme Testi, deneypratiklerinden birisidir. Daha önce bahsedilen oranlarda uçucu kül ilavesinden önce vesonra kaplanmış katman ile çarpma hızını incelemek için numunenin boyalı tarafınaçarptırma amacı ile çelik bilyanın kullanılması varsayımı ile ANSYS kullanılmasıuydundur, sonuçlar çarpma hızının uçucu kül oranı artışı ile düştüğünü göstermektedir.

Coated sheet metal being environment friendly and cost effective as compared touncoated sheet metal, are widely used in construction, packaging, transportation andautomotive industries. During forming process, major surface damage occurs when thecoated sheet is bent or unbent. Therefore, proper control of the parameters during formingand detail study of the surface conditions is required. This work presents a study ofperformance of polymer coating to aluminum alloy, by the use of epoxy resin with fly ashat different ratios as a reinforcement material and the effect on the mechanical properties(tensile properties, bending properties and drop test) of the polymer coating to help thedesigner to make better and stronger polymer coating. This study includes experimentaland numerical parts in this research, the elongation of different samples is evaluated atdifferent values of fly ash powder. Sixteen samples of aluminum sheet metals wereprepared by laboratory proses to study the effects of nanoparticle ingredients on thepolymer coating interface, four specimens without surface roughness, and the other sampleswith surface roughness were coated by epoxy resin with variations of fly ash powder.The F.E.M was applied using (ANSYS VR .15) software package in order todetermine the optimum value of the deformation on the coating surface which can satisfy the objectives of this work and reduce efforts, time and costs. A 3D model was built,exploiting the plane strain condition for bending test.The results obtained from the experimental work show the tensile strength andelongation at break of nano composite material increased gradually with increasing theweight percentage of fly ash powder from 0 wt.% to 3 wt. % fly ash, While, the flexuralstrength and maximum shear strength decreases with increase in fly ash content andincrease in the surface roughness.. The differences in results between the experiments andnumerical analysis are small, and that indicates to success of the program followed in theexperimental and simulation procedures therefore, a program can be adopted for other tests,Drop Test, It is one of these of practical experiments. It is convenient to use ANSYS withassumptions of using a steel ball to conflict the painted side of sample to study the speedof hitting with the coated layer before and after addition of fly ash in previously mentionedratios, the result show the impact velocity decrease in fly ash ratio increase.