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Experimental and numerical development on multi-material joining technology for sandwich-structured composite materials

Autor/Autorin
Zweifel, Lucian
Zhilyaev, Igor
Brauner, Christian
Rheme, Martin
Eckhard, Gregor
Bersier, Valentin
Glavaški, Slobodan
Pfeiffer, Ricardo
Datum
12.10.2021
Metadata
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Type
01A - Beitrag in wissenschaftlicher Zeitschrift
Zusammenfassung
Creating connection points for sandwich-structured composites without losing technical performance is key to realising optimal lightweight structures. The patented LiteWWeight® technology presents cost-effective connections on sandwich panels in a fraction of a few seconds without predrilling. Ultrasonic equipment is used to insert a thermoplastic fastener into the substrate material and partially melt it into the porous internal structure. This creates a highly interlocked connection (connection strength is above 500 N) suitable for semi-structural applications. This study focused on the simulation and experimental validation of this process, mainly on the interaction between the pin and the substrate material during the joining process. The dynamic thermo-mechanical model showed reasonable agreement with experimental methods such as process data, high-speed camera monitoring or computed tomography and allowed the prediction of the connection quality by evaluation of the degree of interlock. The connection strength prediction by the developed model was validated within several various process setups, resulting in a prediction accuracy between 94–99% depending on the setup.
URI
https://irf.fhnw.ch/handle/11654/34283
DOI der Originalausgabe
https://doi.org/10.3390/ma14206005
Übergeordnetes Werk
Materials
Jahrgang
14
Ausgabe
20
Verlag / Hrsg. Institution
MDPI
Zitation

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