Page 44 - COMPOSITE SOLUTIONS - Fascicolo 2/2016 - Issue 2/2016

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Photo: Punch Powertrain Solar Team
Fig 7 - Cohesive fracture in the adhesive after plasma treatment
Rottura coesiva dell’adesivo dopo il trattamento al plasma
wettability of the surface by aqueous or organic liquids. The findings: The smooth side of the CFRP sample which was to be bonded had a surface energy of only 24mJ/m2 (24 dyne) before treatment, but after plasma treatment this figure rose to 74mJ/m2 (74 dyne) – ideal conditions for the subsequent adhesive process. The second test, a repeat of the tensile-shear-strength test provided the proof: The fracture behavior had changed. Instead of the earlier adhesive fracture, this time the desired cohesive fracture was obtained (Fig.7).
LIGHTER AND FASTER
Under the direction and supervision of Dokus Soetemans, three of his fellow students then carried out the plasma treatment and bonded all the stiffening ribs to the two body shells. To make the job easier, Plasmatreat provided a
libera superficiale in un processo che dura non più di un secondo. I risultati forniscono infor- mazioni valide sulla bagnabilità della superficie con liquidi acquosi o organici. I dati emersi sono i seguenti: la parte levigata del campione CFRP che doveva essere incollata presentava prima del trattamento un’energia superficiale pari a soltanto 24mJ/m2 (24 dyne), ma dopo il tratta- mento al plasma questo valore è aumentato per arrivare a 74mJ/m2 (74 dyne), condizioni ideali per il processo adesivo successivo. Il secondo test, una ripetizione del test di resistenza alla trazione e taglio ha dato infine la conferma: la risposta alla rottura era cambiata. Anziché la rottura adesiva precedente, questa volta si era ottenuta la rottura coesiva desiderata (fig. 7).
PIÙ LEGGERA E VELOCE
Con la guida e la supervisione dei lavori da parte di Dokus Soetemans, tre dei suoi studenti hanno in seguito realizzato il trattamento al plasma e incollato tutti gli inserti di rinforzo ai due gusci
Photo: Plasmatreat
hand-held rotary nozzle jet
(Fig.8) normally used for
laboratory work or small-
scale applications which
weighed only 2.5 kilo-
grams. The process proved
to be very straightforward:
Whilst one person guided
the plasma nozzle across
the surfaces to be treated,
the next person followed on
behind applying the adhe-
sive. Some pressure was applied to the bonded ribs and off the shell went into the oven for one hour at 90°C to cure the adhesive.
While previously it had taken far longer than a week to laminate the stiffening ribs, now with the aid of plasma the job was completed in three days. But even more importantly: The new plasma bond- ing process had reduced
the weight of the solar car body by almost three kilo- grams and the targeted 165 kilogram overall weight had now been achieved. After 3000 kilometers through the Australian outback at temperatures of well over 40°C a proud and happy
della scocca. Per semplifi-
care il lavoro, Plasmatreat
ha fornito un ugello rotante
a getto utilizzato manual-
mente (fig. 8), normalmente
impiegato in laboratorio o
per applicazioni su scala
ridotta dal peso di solo
2,5 kg. Il processo si è
rivelato molto semplice: mentre una persona guida l’ugello al plasma lungo le superfici da trattare, l’altro operatore lo segue ap- plicando l’adesivo. Alle costole di rinforzo è stata applicata una certa pressione, poi, estratte dalla scocca sono state messe in for- no per un’ora a 90°C per reticolare l’adesivo. Se prima d’ora era richiesta più di una settimana per laminare i rinforzi, in questo caso, con l’au- silio del plasma, il lavoro è stato completato in tre giorni. Ancora più importante è il dato che il nuovo processo di incollaggio al plasma ha ridotto il peso della scocca dell’auto ad energia solare di
solar team finished fifth out of thirty in Adelaide on October 25, 2015. The flat tire and a one hour penalty right at the start of the race, which un- fortunately allowed a number of competitors to pass them, were soon forgotten. Now this year’s Sasol Solar Challenge in South Africa is waiting. Punch One might be heading to the sun again.
Photo: Plasmatreat
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compositesolutions n.2/2016
Fig 8 - Pretreating the CFRP surface with Openair plasma rotary nozzle brings about simultaneous microfine cleaning, electrostatic discharge and simultaneous strong activation of the plastic surface, significantly enhancing its wettability and adhesive properties
Il pretrattamento della superficie CFRP con l’ugello rotante al plasma Openair rende possibili la pulitura microfine simultanea, la scarica elettrostatica e la forte attivazione della superficie plastica, a grande vantaggio delle proprietà di bagnabilità e adesive
Fig.9. The diagram shows a non-polar plastic surface which was pretreated with atmospheric pressure plasma as a function of distance and speed. Rendered polar by the treatment, the surface energy rises to >72mJ/m2 (>72 dyne)
Il diagramma mostra una superficie plastica apolare che è stata pretrattata con plasma a pressione atmosferica in funzione della distanza e della velocità. Resa polare dal trattamento, l’energia superficiale aumenta fino a più di 72mJ/m2 (>72 dyne)
almeno tre chilogrammi raggiungendo l’obiettivo prefissato di un peso totale pari a 165 kg.
Dopo 3000 chilometri percorsi nell’entroterra Australiano, a temperature ben superiori ai 40°C, un team orgoglioso e felice si è classificato in quinta posizione su 30 partecipanti ad Adelaide, il 25 ottobre 2015. Lo scoppio di un pneumatico e un’ora di penalità proprio all’inizio della gara, che sfortunatamente hanno dato vantaggio a vari concorrenti, sono passati poi in secondo piano. La prossima gara sarà Sasol Solar Challenge del Sud Africa. Punch One potrebbe ancora una volta “seguire la via del sole”.