준강화

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 6929(2023) 이 기사 인용

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알루미늄 폐쇄 셀 폼 블록은 알루미늄 튜브의 일부로 보호된 알루미늄 폼 부품으로 구성되고 일부 유형에서는 내부 알루미늄 튜브로 강화된 1인치3의 부피로 생성됩니다. 일부 적용 부품을 희생 부품으로 충격으로부터 보호하는 데 사용되는 금속 폼의 기존 문제를 극복하기 위해 블록이 만들어졌습니다. 금속 폼에는 샌드위치 패널, 충전 튜브 및 골판지의 세 가지 주요 범주가 있습니다. 모양이 다른 12개의 블록에 대해 준정적 압축 시험을 실시하고 순수 알루미늄 폼 블록을 기준으로 비교했습니다. 결과는 항복 강도(SY), 파쇄 강도(Sc), 치밀화 강도(Sd), 변형률 70%에서의 압축 및 흡수 에너지(곡선 아래 압축 영역)와 같은 블록의 기계적 특성 향상을 보여줍니다. 항복강도(5.87 MPa)에 대한 가장 높은 값은 핑거 지골 큐브 블록(FP—0.1 Sq.)에 대해 등록되었습니다. 치밀화 강도(21.7 MPa)에 대한 가장 높은 값은 척추 실린더 블록(SV8—0.17 C25)에 대해 등록되었습니다. 에너지 소산 밀도(Edd)에 대한 가장 높은 값은 40.52 J/in3(91% 향상)이고 파쇄 강도(8.61 MPa)는 핑거 지골 실린더 블록(FP—0.17 C25)에 대해 등록된 샘플에 대한 등록 결과입니다. Edd의 최저 값은 14.16 J/in3(순수 알루미늄 폼 블록 값보다 33% 낮음), SY = 0.42 MPa, Sc = 3.21 MPa 및 Sd = 4.46 MPa이며 얇은 벽 외이도 실린더 블록(EC8— 0.075C26.5). Finger 지골 실린더 블록(FP—0.17 C25)과 척추 실린더 블록(SV8—0.17 C25)에 대해 최고의 기계적 특성이 달성되었습니다.

알루미늄(Al) 폼은 지난 세기 중반에 제작되었습니다. 충격을 흡수하고 소리와 열의 격리를 강화하기 위해 자동차 및 컨테이너의 일부 부품을 지지하는 등 다양한 응용 분야에 사용되었습니다. ACCF(Al 폐쇄 셀 폼)는 충격으로부터 부품이나 기계를 보호하기 위해 에너지를 흡수하는 희생 부품으로 작동하는 응용 분야에서 소모품으로 간주됩니다. 산업 응용 분야에 사용되는 샌드위치 패널, 충전 튜브 및 골판지와 같은 여러 형태가 있음에도 불구하고 여전히 높은 생산 비용, 주조 부품 또는 충전 튜브의 높은 비용과 같은 몇 가지 문제에 직면해 있습니다. 충격 후에 결함이 있는 부품이나 시트가 발생합니다. 가능하면 평소대로 새 것으로 교체하십시오. 수리가 불가능하여 유지 관리 비용이 많이 듭니다(예: 알루미늄 폼 부품은 충격 굽힘 응력에 노출되면 변형되므로 완전히 교체해야 합니다). Al 폼은 경량 건물 벽과 지붕(즉, 강철 Al 샌드위치(SAS) 및 Al 폼 샌드위치 패널(AFS))부터 자동차 내충격성까지 다양한 응용 분야에 사용되었습니다.

그림 1은 자동차 프레임을 충격으로부터 보호하는 데 사용되는 알루미늄 폼 부품의 일부 응용 분야를 보여줍니다. 기차는 가볍고 충격 중에 높은 에너지를 흡수할 수 있는 크럼플 존에 폼을 사용했습니다. 금속 폼의 가장 중요한 용도는 자동차 앞 범퍼를 보호하는 크래시 박스입니다. 가장 일반적인 유형은 그림 1e에 표시된 것처럼 폼으로 채워진 원통형 캐니스터 또는 다각형 캐니스터입니다. 큰 크기의 폼이 얼굴에 충격을 가하는 서로 다른 셀 크기의 폼 두 부분을 추가한 다음 점진적인 충격을 통해 에너지 흡수를 향상시키기 위해 크기가 작은 폼을 넣는 등 다양한 기술을 사용하여 이 상자에 대한 많은 모양과 모델이 만들어졌습니다(그림 1f). 흡수. 문제는 영향을 받은 부품을 유지 관리하는 비용과 제어된 제한된 치수로 이 쉴드를 만드는 데 드는 높은 비용이 여전히 존재한다는 것입니다.

Al 폼이 사용되는 일부 용도 (a) 자동차의 폼으로 보호된 부품1, (b) 폼으로 자동차 프레임 보호, (c) 열차의 폼으로 보호된 크럼블 존, (d) 자동차 앞 범퍼의 충돌 상자2, (e) 원통형 및 다각형 크래시 박스, 그리고 (f) 셀 크기가 서로 다른 두 개의 폼 부품이 포함된 크래시 박스3.