In ons artikel over bevestigingsmiddelenhebben we kort verschillende verbindingstechnieken met bevestigingsmiddelen vermeld. Om technische of structurele redenen kunnen veel kunststof producten of onderdelen worden samengesteld uit onderdelen van verschillende materialen en functies. Om twee onderdelen samen te voegen, moet er een verbinding tussen hen worden ontworpen. Het doel van het ontwerpen van verbindingen is om de meest geschikte verbindingsmethode te creëren op basis van verschillende factoren om de onderdelen samen te voegen en te beveiligen.
Omdat kunststof verbindingsmethoden een belangrijke les zijn voor productontwerpers, gaat dit artikel verder in op de verbindingsmethoden tussen kunststof onderdelen.
Verbindingsmethoden voor kunststof onderdelen
Er zijn veel manieren om plastic onderdelen met elkaar te verbinden. Ze kunnen grofweg worden onderverdeeld in afneembare verbindingen, semi-afneembare verbindingen en niet-afneembare verbindingen. Deze indeling is niet erg nauwkeurig. Sommige verbindingsmethoden kunnen van het ene type naar het andere veranderen als de structurele parameters veranderen. Als de sluiting bijvoorbeeld te sterk vastzit, kan het moeilijk of onmogelijk worden om deze los te maken. Sommige lijmen kunnen worden verwijderd door ze te verhitten. Daarom is de volgende classificatie alleen bedoeld als referentie en mag deze niet als standaard worden beschouwd.
Voor de verbinding en bevestiging van kunststof onderdelen kan één methode worden gebruikt of een combinatie van twee of meer methoden, zoals een combinatie van gesp en schroef. Ongeacht de verbindingsmethode moeten de volgende hoofdfactoren worden overwogen voordat de verbindingsmethode wordt gekozen:
- Demontageprestaties: Of demontage nodig is, de frequentie van demontage, de omkeerbaarheid van demontage en het gemak van demontage.
- Eigenschappen van de verbindende onderdelen: Of de geometrische vorm toelaatbaar is, of er voldoende ruimte is en of de materiaaleigenschappen voldoen aan de vereisten.
- Gebruiksomgeving: Belasting (vereisten voor sterkte), temperatuur (vereisten voor temperatuurbestendigheid) en medium (vereisten voor stofdichtheid en waterdichtheid).
- Economische factoren: Bijkomende materiaalkosten, assemblagekosten en onderhoudskosten.
- Esthetische vereisten: De integriteit van het uiterlijk en de esthetische effecten.
Het is moeilijk of zelfs onmogelijk om aan al deze factoren tegelijk te voldoen, dus moet de juiste verbindingsmethode worden gekozen op basis van het specifieke product of de structurele vereisten.
Vervolgens introduceren we verschillende verbindingsmethoden tussen plastic onderdelen aan de hand van voorbeelden. Bijvoorbeeld, gegeven de volgende twee onderdelen (de specifieke grootte en structuur moet worden ontworpen op basis van het specifieke product), welke verbindingsmethoden zijn er beschikbaar en zijn er vergelijkbare structuren in het dagelijks leven?
1. Past
Er zijn vele soorten pasvormen. Hieronder worden enkele veelvoorkomende besproken.
Tips: Als je meer wilt weten, kun je klikken op de "snap fit gids" om er meer over te leren.
a). Sledestukken
1). Rechte arm Snap Fit: Deze methode wordt vaak gebruikt voor het verbinden en vastzetten van decoratieve onderdelen. Het is eenvoudig en snel te installeren, esthetisch aantrekkelijk en of het los te maken is hangt af van de mate van betrokkenheid.
2). U-vormige Snap Fit: Wordt vaak gezien bij batterijklepverbindingen. De U-vormige structuur biedt ruimte voor elastische vervorming en maakt meerdere assemblages en demontages mogelijk.
De volgende snap-fit structuur is een variant van de U-vormige snap-fit. De langwerpige inkeping biedt elastische vervormingsruimte, waardoor meerdere assemblages en demontages mogelijk zijn.
De volgende is een andere vorm van de vorige, waarbij de vervormingsruimte naar het interieur wordt verplaatst. Het veroorzaakt veel minder schade aan het uiterlijk in vergelijking met de twee bovenstaande types. Het nadeel is echter dat de batterijklep om de onderrand van de behuizing moet worden gewikkeld, waardoor deze minder geschikt is voor batterij-installaties in het midden van het product.
3). Snap Fit + schroef: Deze verbindingsmethode voor het batterijklepje wordt vaak gebruikt in speelgoedproducten om te voorkomen dat kinderen de batterij uit elkaar halen.
4). Zachte pasvorm: Bereikt door tweekleurig spuitgieten. De zachte kliksluiting heeft een goede elastische vervorming en kan herhaaldelijk worden gemonteerd en gedemonteerd. De kleine greep heeft geen invloed op de integriteit van het uiterlijk en wordt vaak gebruikt voor stofhoezen op interfaces van elektronische en digitale producten.
b). Annulaire passing
Voor deze snap fit moet één onderdeel een vervormbaar onderdeel zijn en het vervormbare onderdeel moet bij voorkeur gemaakt zijn van een materiaal met een goede taaiheid om scheuren na meerdere assemblages te voorkomen.
De ringvormige snap fit hoeft geen volledige cirkel te zijn. Het ontwerp moet zijn afgestemd op de feitelijke situatie. De flessendop hieronder heeft bijvoorbeeld vier gelijkmatig verdeelde binnenste kliksluitingen in plaats van een volledige cirkel. De reden om geen volledige cirkel te ontwerpen is waarschijnlijk het gemak van montage en een goed gevoel in de hand. Als de snap fit niet strak is, kan de lengte van de binnenste snap fit worden verlengd door lijm toe te voegen voor latere aanpassing van de mal.
c). Torsie
Deze snap fit werkt anders dan de bovenstaande snap fits. Er zijn twee handelingen nodig: eerst worden de twee onderdelen in positie gebracht en vervolgens worden ze gedraaid om de klikverbinding en het bevestigingseffect te bereiken.
2. Schroefdraadverbinding
Vaak gebruikt in vloeistofflessen of pijpleidinggebieden, zoals mineraalwaterflessen, doppen van drankflessen en pijpleidingverbindingen.
Tips: Klik voor meer informatie over "soorten draden“.
3. Schroefverbinding
Een veelgebruikte methode die de meesten wel kennen.
4. Magnetische verbinding
Over het algemeen gebruikt in producten die vaak gedemonteerd moeten worden. Hoewel het toevoegen van een magneet de kosten verhoogt, zorgt een goed ontworpen magnetische verbinding voor een uitstekende gebruikerservaring, is deze duurzaam en is deze niet schadelijk voor het uiterlijk.
5. Aansluiting scharnierdelen
Verwijst specifiek naar geïntegreerde plastic scharnieren gemaakt van polypropyleen (PP), bekend om zijn "honderdvoudige plastic" kwaliteit. Door elastische ondersteuning toe te voegen, kan voorspanning worden voorzien voor de open en gesloten toestand.
Tips: Klik op de link voor een uitgebreid begrip van "PP-kunststoffen".
6. Perspassing van onderdelen
Verwijst voornamelijk naar interferentiepasverbindingen. Tijdens mechanische assemblage hebben veel onderdelen een nauwe passing nodig om te voorkomen dat ze losraken of om een aanzienlijk koppel over te brengen, wat resulteert in interferentietechnologie. Interferentiepassen maakt gebruik van de elasticiteit van materialen om het gat uit te zetten of te vervormen en op de as te passen (of een holle as te gebruiken om de as te vervormen). Wanneer het gat terugkeert naar zijn oorspronkelijke vorm, klemt het de as vast en verbindt het de twee onderdelen. Bij kunststof onderdelen wordt bij bouwsteenverbindingen vaak gebruik gemaakt van interferentiepasverbindingen.
Andere voorbeelden zijn verschillende rubberen pluggen voor externe interfaces en rubberen schroefpluggen.
7. Ultrasoon lassen
Een niet-afneembare verbinding wordt veel gebruikt in producten die niet gedemonteerd mogen worden of die afgedicht moeten worden, zoals voedingsadapters.
8. Klinken
Klinken is ook complex en vereist veel kennis. Onderverdeeld in ultrasoon klinken, warm klinken en hete lucht klinken op basis van de energiebron. Het is een niet-verwijderbare verbinding, vooral geschikt voor het verbinden en bevestigen van dunne onderdelen zoals printplaten, metalen platen en knoppen.
9. Verbinding klevende onderdelen
Verwijst naar het gebruik van een laag medium (lijm) om twee onderdelen te verbinden en vast te zetten, die over het algemeen moeilijk of onmogelijk te demonteren zijn.
Drukgevoelig:
Verwijst voornamelijk naar plakband dat gevoelig is voor druk. Als je een bepaalde druk uitoefent, krijg je een goede hechting. Meestal wordt dubbelzijdige tape gebruikt om twee vlakke delen met elkaar te verbinden!
Bij kamertemperatuur uithardende lijmen
Deze lijmen kunnen uitharden bij kamertemperatuur, zoals RTV siliconenrubber en gele lijm voor elektronica, die meestal worden gebruikt om elektronische onderdelen te bevestigen en losraken te voorkomen.
Thermohardende lijmen
Hardt uit bij verwarming en wordt vaak gebruikt voor het inkapselen en bevestigen van elektronische componenten, zoals epoxy inkapselingen en rode lijm.
Thermoplastische lijmen
Vast bij kamertemperatuur, moet voor gebruik verwarmd worden om een viskeuze vloeistof te worden, vereist voorpersen en uithardingstijd na gebruik. Gebruikelijke soorten zijn EVA smeltlijm en PUR smeltlijm. Verschillen:
Samenstelling:
PUR is polyurethaan, EVA is ethyleenvinylacetaat.
Reactiemechanisme:
PUR hardt uit door vocht, een onomkeerbare reactie. Na verhitting en verlijming reageert het met vocht in de lucht en wordt het onomkeerbaar (het smelt niet bij heropwarming maar verliest zijn kleefkracht, dus moet het over het algemeen opnieuw worden opgewarmd voor demontage). Deze onomkeerbare reactie zorgt voor een betere sterkte en betere prestaties bij hoge en lage temperaturen, met een hoge betrouwbaarheid. Vaak gebruikt in elektronische en digitale producten zoals telefoons, tablets, oortelefoons en auto-elektronica, voor het bevestigen van schermen en achterdeksels van smartphones met een smalle rand en voor het waterdicht maken.
EVA bindt fysiek, koelt af en stolt na het aanbrengen. Door heropwarming smelt het opnieuw, waardoor het opnieuw kan hechten en omkeerbaar is. De kleefkracht is laag en het heeft een laag verwekingspunt en is niet bestand tegen hoge temperaturen.
Fotokunst:
Verwijst naar lijmen die uitharden onder ultraviolet licht, zoals UV-lijm, ook bekend als UV-uithardende lijm of schaduwloze lijm. Het is een 1-component, lage viscositeit, hoge sterkte acrylaatlijm met een lange houdbaarheid, zonder oplosmiddelen, snelle uitharding, goede transparantie en uitstekende hittebestendigheid en chemische weerstand!
Op waterbasis:
In vergelijking met lijmen op basis van oplosmiddelen gebruiken lijmen op waterbasis water als oplosmiddel of dispergeermiddel, waardoor giftige organische oplosmiddelen die het milieu vervuilen, worden vervangen. De huidige lijmen op waterbasis zijn niet 100% oplosmiddelvrij en kunnen beperkte vluchtige organische stoffen bevatten als hulpstoffen om de viscositeit of het vloeien te regelen. De populairste lijm op waterbasis is witte lijm of houtlijm, die vaak wordt gebruikt in woningdecoratie. De pasta die gebruikt wordt voor het plakken van coupletten tijdens het Chinese Nieuwjaar is ook een lijm op waterbasis, geschikt voor het plakken van papier. Vanwege het ongemak hebben ontwikkelaars later vaste lijm gemaakt, die vooral geschikt is voor kantoorgebruik.
Op basis van oplosmiddelen:
Verwijst naar lijmen die organische oplosmiddelen (benzeen, tolueen, enz.) gebruiken als oplosmiddel of dispergeermiddel. Vanwege de schadelijke stoffen voor de menselijke gezondheid, zoals vluchtige organische stoffen, benzeen en tolueen, is het niet milieuvriendelijk. Typische lijmen op basis van oplosmiddelen zijn universele lijm.
Onmiddellijke lijm:
Gemaakt van α-cyanoacrylaat als hoofdcomponent, waaraan tackifiers, stabilisatoren, hardingsmiddelen en polymerisatieremmers zijn toegevoegd. Het is een 1-component, onmiddellijk uithardende lijm die snel uithardt bij contact met sporen van vocht in de lucht, waardoor de onderdelen stevig aan elkaar hechten.
Tweedelige lijm:
Bestaat uit twee vloeistoffen die bij vermenging hard worden en wordt vaak AB-lijm genoemd. Gebruikelijke soorten zijn acryl, epoxy en polyurethaan AB lijm. Mensen noemen het ook wel sterke lijm omdat het een hoge hechtkracht heeft, vergelijkbaar met lassen.
10. Spuitgieten in de matrijs
De perfecte manier om twee onderdelen met elkaar te verbinden, door verschillende materialen of kleuren kunststof of kunststof + metaal met elkaar te combineren, zodat er geen montagestappen meer nodig zijn. Het is echter een niet-verwijderbare verbinding met hoge matrijskosten, dus de verbindingsmethode moet gekozen worden op basis van de specifieke productstructuur. Er zijn drie hoofdtypen: tweekleurig spuitgieten, secundair spuitgietenen nanospuitgieten. Raadpleeg voor meer informatie de inleiding tot tweekleurige matrijsstructuur.
- Tweekleurig spuitgieten
- Overspuiten
- Nano-spuitgieten
Conclusie
Elke verbindingsmethode kan zich uitstrekken tot veel inhoud. Je kunt naar meer informatie zoeken als je geïnteresseerd bent, voor een beter begrip. Ik zal in toekomstige artikelen ook uitgebreide individuele inleidingen geven op sommige van deze verbindingsmethoden. Blijf op de hoogte.
NL 
EN 
ES 
FR 
DE 
IT 
PT 
PL 
AR 
JA 
KO 
ZH