Dergiler / International Journal of Automotive Engineering and Technologies / 2026 / Cilt: 15 Sayı: 3

Otomotiv Hafif Uygulamaları için Termoplastiklerle Alüminyumun Üst Kalıplama Çalışması

Study on the overmolding of aluminum with thermoplastics for automotive lightweight applications

Biniyam Ayele Abebe(sakarya university of applied science)0000-0002-2935-4254
Recep Kılıç(SAKARYA UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES)0000-0003-1580-1997
Sayfa
151–161
Yayın Tarihi
2026-09-27
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Bu bulgular, alüminyum-plastik kalıplamanın otomotiv bileşen tasarımını iyileştirme potansiyelini vurgulamakta ve üreticilerin güvenlik, dayanıklılık ve genel araç performansını optimize ederken mukavemet performansı gereksinimlerini karşılamalarını sağlamaktadır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışma, otomotiv endüstrisindeki uygulamalarına odaklanarak, üst kalıplama yöntemi kullanılarak alüminyum parçaların plastiklerle entegrasyonunu araştırmaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Alüminyumun hafif ve yüksek mukavemetli özelliklerini plastiğin çok yönlülüğü ile birleştirmek, gelişmiş darbe direnci, yapısal bütünlük ve ağırlık azaltma gibi sayısız avantajlar sunmaktadır.
💡
Sonuç & Katkı:Bu bulgular, alüminyum-plastik kalıplamanın otomotiv bileşen tasarımını iyileştirme potansiyelini vurgulamakta ve üreticilerin güvenlik, dayanıklılık ve genel araç performansını optimize ederken mukavemet performansı gereksinimlerini karşılamalarını sağlamaktadır.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Üst kalıplama · Alüminyum · Otomotiv

Özet

Bu çalışma, otomotiv endüstrisindeki uygulamalarına odaklanarak, üst kalıplama yöntemi kullanılarak alüminyum parçaların plastiklerle entegrasyonunu araştırmaktadır. Alüminyumun hafif ve yüksek mukavemetli özelliklerini plastiğin çok yönlülüğü ile birleştirmek, gelişmiş darbe direnci, yapısal bütünlük ve ağırlık azaltma gibi sayısız avantajlar sunmaktadır. Sonlu elemanlar analizi simülasyonları aracılığıyla, kalıplanmış alüminyum-plastik model, kalıplanmamış alüminyum yapılara kıyasla gerilim azaltma ve enerji emme performansı açısından üstün darbe dayanımı performansı sergilemektedir. Bu bulgular, alüminyum-plastik kalıplamanın otomotiv bileşen tasarımını iyileştirme potansiyelini vurgulamakta ve üreticilerin güvenlik, dayanıklılık ve genel araç performansını optimize ederken mukavemet performansı gereksinimlerini karşılamalarını sağlamaktadır.

Abstract

The current research aims to determine the influence of thermoplastic overmolding on the impact response of aluminum alloys. The objective of the study is to improve the impact response of lightweight automotive components. The paper assesses the influence of adding polypropylene (PP) to aluminum alloy on the redistribution of stress and strain and energy absorption during impact loads. To achieve the objective, FEM simulation of an open box model made up of aluminum alloy and PP with overall thickness of 2 mm was done using ANSYS. In addition, the impact load of 10 m/s was simulated on the box. The results show that there is a significant reduction in the peak von Mises stress from 72 MPa in monolithic aluminum alloy to 52 MPa when the aluminum alloy is overmolded with PP. This is an indication of improvement in stress redistribution in the material. On the other hand, energy absorption improves when there is an overmolded polymer in the material since the impact load is absorbed better. However, the amount of deformation increases owing to the higher ductility of the polymer. Based on thickness comparison, 1 mm aluminum alloy with 1 mm polymer overmolding yields the best results in terms of stress reduction and deformation control.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Abebe, B. A., Kılıç, R. (2026). Otomotiv Hafif Uygulamaları için Termoplastiklerle Alüminyumun Üst Kalıplama Çalışması. International Journal of Automotive Engineering and Technologies, Cilt: 15 Sayı: 3, 151–161. https://doi.org/10.18245/ijaet.1877826

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (19)

  1. Hartley WD, McCann J, Davis S, et al (2022) Fracture characterization of overmold composite adhesion. Journal of Thermoplastic Composite Materials 35:977–997. https://doi.org/10.1177/0892705720925126
  2. Andrzejewski J (2023) The Use of Recycled Polymers for the Preparation of Self-Reinforced Composites by the Overmolding Technique: Materials Performance Evaluation. Sustainability (Switzerland) 15:. https://doi.org/10.3390/su151411318
  3. Grujicic M (2017) Joining Processes Based on Direct-Assembly Methods Injection Overmolding of Polymer – Metal Hybrid. Joining Processes Based on Direct-Assembly Methods Injection Overmolding of Polymer – Metal Hybrid 277–305
  4. Czerwinski F (2021) Current trends in automotive lightweighting strategies and materials. Materials 14:. https://doi.org/10.3390/ma14216631
  5. Horvath C.D., Advanced steels for lightweight automotive structures. LTD, 2020.
  6. Zhang W, Xu J (2022) Advanced lightweight materials for Automobiles: A review. Materials and Design 221:110994. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2022.110994
  7. Lucchetta G, Marinello F, Bariani PF (2011) Aluminum sheet surface roughness correlation with adhesion in polymer metal hybrid overmolding. CIRP Annals - Manufacturing Technology 60:559–562. https://doi.org/10.1016/j.cirp.2011.03.073
  8. Li X, Xu D, Gong N, et al (2019) Improving the strength of injection molded aluminum/polyphenylene sulfide lap joints dependence on surface microstructure and composition. Materials and Design 179:107875. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.107875
  9. Abrahami ST, Hauffman T, De Kok JMM, et al (2016) Effect of Anodic Aluminum Oxide Chemistry on Adhesive Bonding of Epoxy. Journal of Physical Chemistry C 120:19670–19677. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.6b04957
  10. Torabi A, Azadi F, Jafari SH, et al (2023) Correlation of morphology, rheology, thermal, and mechanical properties in PP/EOC blends in presence of nanoclay and compatibilizer. Polymer-Plastics Technology and Materials 62:1985–1997. https://doi.org/10.1080/25740881.2023.2243314
  11. Akil HM, Lily N, Razak JA, et al (2006) Effect of various coupling agents on properties of alumina-filled PP composites. Journal of Reinforced Plastics and Composites 25:745–759. https://doi.org/10.1177/0731684406062068
  12. Aliyeva N, Sas HS, Saner Okan B (2021) Recent developments on the overmolding process for the fabrication of thermoset and thermoplastic composites by the integration of nano/micron-scale reinforcements. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 149:106525. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2021.106525
  13. Candal M V., Santana OO, Sánchez JJ, et al (2019) Hard/soft combinations based on thermoplastic elastomer and a rigid thermoplastic polymer: Study of the adhesion strength. Elsevier Inc.
  14. Frick A, Spadaro M (2018) Process Influences on the Materials Interface of an Injection Molded Hard-Soft-Component. Macromolecular Symposia 378:1–8. https://doi.org/10.1002/masy.201600119
  15. Polymer Engineering Sci - 2023 - Vasconcelos - Injection overmolding of polymer‐metal hybrid structures A review (1).pdf
  16. Wang G, Zhao G, Wang X (2013) Effects of cavity surface temperature on reinforced plastic part surface appearance in rapid heat cycle moulding. Materials and Design 44:509–520. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2012.08.039
  17. Li X, Liu F, Gong N, et al (2017) Enhancing the joining strength of injection-molded polymer-metal hybrids by rapid heating and cooling. Journal of Materials Processing Tech 249:386–393. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2017.06.034
  18. Kuo CC, Pan XY (2023) Development of a Rapid Tool for Metal Injection Molding Using Aluminum-Filled Epoxy Resins. Polymers 15:. https://doi.org/10.3390/polym15173513
  19. Li X, Gong N, Yang C, et al (2018) Aluminum/polypropylene composites produced through injection molding. Journal of Materials Processing Technology 255:635–643. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2018.01.008