學位論文
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Item 鋁合金與ABS塑膠板材異質接合之單懸臂振動壽命研究(2018) 陳宥蓁; Chen, Yu-Chen本研究採用5052鋁合金與ABS塑膠進行超音波接合，並探討其振動壽命及拉剪強度。在試片接合之前，先使用CNC銑床在鋁合金接合面(30 mm×30 mm)鑽微陣列孔洞，再使用超音波銲接機搭接鋁合金與ABS試片，透過超音波銲接機產生的劇烈振動，使試片界面因摩擦熱而產生局部高溫，讓熔融ABS流入鋁合金孔洞內。為了提高試片的接合強度，在試片界面間添加ABS與稻殼灰質的摻雜粉末，由於稻殼燃燒後殘留的稻殼灰質含有大量二氧化矽，摻入試片界面，能提高軟材(ABS)的硬度，進而改善接合強度。 實驗前會先使用模擬軟體評估鋁合金和ABS接合後的自然頻率和振動模態，透過模擬可以瞭解試片最大位移發生位置，並預測試片的斷裂行為。此外，使用雷射都普勒振動儀（LDV）測量實際試片的振動模態輔助模擬不足的地方。透過振動實驗結果顯示，在相同孔洞深度1.5 mm且熔接時間2.5秒下，試片添加0.01 g稻殼灰質後比無添加之試片提升26 %的振動壽命；拉剪強度則由2.71 kN提升至3.59 kN，增加32 %的接合強度。若縮短孔洞深度至1.0 mm其拉剪強度提升效果更為明顯，由3.01 kN提高至4.35 kN，提高44%的接合強度，明顯能幫助塑膠與鋁合金的接合。此外，透過改變熔接時間比較試片的振動壽命和拉剪強度，發現同樣添加0.2 g ABS粉末且孔洞深度1.5 mm下，試片在熔接時間3秒的平均振動壽命為132.5 cycles，比熔接時間2.5秒的平均振動壽命110 cycles 提高20 %；拉剪強度則由2.71 kN提升至2.98 kN，提高10 %的接合強度。