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。Item 5052鋁合金與ABS塑膠摻雜炭化稻殼粉末異質接合之特性研究(2017) 王怡雯; Wang, I-Wen在現今許多電子用品、3C產品、自行車、航太工業等，利用金屬與塑膠異質接合形成複合式材料，在各領域皆被廣泛應用。此複合材料可同時具有輕量化與高強度之優點，且在設計彈性上各得以讓不同材料之特性充分發揮。塑膠與金屬之接合件，兼具塑膠材料的質量輕巧與抗化學侵蝕之特性，以及金屬之延性與強度。 本研究將5052鋁合金與ABS塑膠，以超音波銲接方式進行異質搭接，並探討其接合品質。為了使兩種異質材料得以順利接合，本研究針對鋁合金表面及塑膠表面進行粗化，並在兩銲接區域內增加不同比例摻雜物後，再利用超音波銲接使兩者產生接合作用。鋁合金表面粗化部分先是以砂紙磨除表面氧化層，再利用CNC銑床鑽削直徑為1 mm、深度2 mm之微型陣列孔洞，此方式可以產生足夠的孔深與孔徑使熔融塑膠進入其中。 在設定固定孔洞數條件後，將研究重點擺在不同摻雜物及銲接時間長短對強度之影響。經由拉伸試驗後發現，隨孔洞數增加及搭配適合之銲接參數，可有效提升接合件的強度。而使用炭化稻殼與ABS粉末摻雜於異質界面亦可提升接合效果。其中以ABS粉末與炭化稻殼重量比90 wt%：10 wt%、總重量為0.2 g摻雜之效果為最佳，所獲得接合件之最大平均荷重為4390 N。