W naszym artykule na temat elementy złącznewspomnieliśmy pokrótce o kilku technikach łączenia elementów złącznych. Ze względów technicznych lub konstrukcyjnych wiele produktów lub komponentów z tworzyw sztucznych może być montowanych z części wykonanych z różnych materiałów i o różnych funkcjach. Aby zmontować ze sobą dwie części, należy zaprojektować między nimi połączenie. Celem projektowania połączenia jest stworzenie najbardziej odpowiedniej metody połączenia w oparciu o różne czynniki, aby zmontować i zabezpieczyć części razem.
Ponieważ metody łączenia tworzyw sztucznych są ważną lekcją dla projektantów produktów, w tym artykule będziemy nadal badać metody łączenia części z tworzyw sztucznych.
Metody łączenia części z tworzyw sztucznych
Istnieje wiele sposobów łączenia plastikowych części. Można je z grubsza podzielić na połączenia rozłączne, połączenia częściowo rozłączne i połączenia nierozłączne. Ta klasyfikacja nie jest zbyt precyzyjna. Niektóre metody łączenia mogą zmieniać się z jednego typu na inny wraz ze zmianami parametrów strukturalnych. Na przykład, jeśli zapięcie jest zbyt mocne, może stać się trudne lub niemożliwe do rozłączenia. Niektóre kleje można usunąć przez podgrzanie. W związku z tym poniższa klasyfikacja służy wyłącznie jako odniesienie i nie powinna być traktowana jako standard.
Połączenie i mocowanie części z tworzywa sztucznego może wykorzystywać jedną metodę lub kombinację dwóch lub więcej metod, takich jak zapięcie + kombinacja śrub. Niezależnie jednak od metody połączenia, przed jej wyborem należy wziąć pod uwagę następujące główne czynniki:
- Wydajność demontażu: Czy konieczny jest demontaż, częstotliwość demontażu, odwracalność demontażu i wygoda demontażu.
- Właściwości części łączących: Czy kształt geometryczny jest dopuszczalny, czy jest wystarczająco dużo miejsca i czy właściwości materiału spełniają wymagania.
- Środowisko operacyjne: Obciążenie (wymagania dotyczące wytrzymałości), temperatura (wymagania dotyczące odporności na temperaturę) i medium (wymagania dotyczące pyłoszczelności i wodoodporności).
- Czynniki ekonomiczne: Koszty materiałów pomocniczych, montażu i konserwacji.
- Wymagania estetyczne: Integralność wyglądu i efekty estetyczne.
Jednoczesne spełnienie wszystkich tych czynników jest trudne lub nawet niemożliwe, dlatego należy wybrać odpowiednią metodę połączenia zgodnie z konkretnym produktem lub wymaganiami konstrukcyjnymi.
Następnie przedstawimy różne metody łączenia części z tworzyw sztucznych na przykładach. Na przykład, biorąc pod uwagę następujące dwie części (konkretny rozmiar i struktura powinny być zaprojektowane zgodnie z konkretnym produktem), jakie metody połączeń są dostępne i czy istnieją podobne struktury w życiu codziennym?
1. Zatrzaski
Istnieje wiele rodzajów zatrzasków. Poniżej przedstawimy kilka z nich.
Wskazówki: Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, możesz kliknąć "instrukcja montażu zatrzaskowego", aby się o nich dowiedzieć.
a). Zatrzaski wspornikowe
1). Mocowanie zatrzaskowe z prostym ramieniem: Metoda ta jest powszechnie stosowana do łączenia i zabezpieczania elementów dekoracyjnych. Jest łatwy i szybki w instalacji, estetyczny, a to, czy można go odłączyć, zależy od stopnia zaangażowania.
2). Mocowanie zatrzaskowe w kształcie litery U: Powszechnie spotykane w połączeniach pokrywy baterii. Struktura w kształcie litery U zapewnia miejsce na elastyczne odkształcenia i pozwala na wielokrotny montaż i demontaż.
Poniższa struktura zatrzaskowa jest wariantem zatrzasku w kształcie litery U. Wydłużone wycięcie zapewnia elastyczną przestrzeń odkształcenia, umożliwiając wielokrotny montaż i demontaż.
Jest to kolejna forma poprzedniej, z przestrzenią deformacji przeniesioną do wnętrza. Powoduje to znacznie mniejsze uszkodzenie wyglądu w porównaniu do dwóch powyższych typów. Minusem jest jednak to, że pokrywa baterii musi owijać się wokół dolnej krawędzi obudowy, co czyni ją mniej odpowiednią do instalacji baterii w środku produktu.
3). Mocowanie zatrzaskowe + śruba: Ta metoda połączenia pokrywy baterii jest powszechnie stosowana w zabawkach, aby uniemożliwić dzieciom demontaż baterii.
4). Miękki zatrzask: Osiągnięte poprzez dwukolorowe formowanie wtryskowe. Miękki zatrzask charakteryzuje się dobrą elastycznością i może być wielokrotnie montowany i demontowany. Mały uchwyt zatrzasku nie wpływa na integralność wyglądu i jest powszechnie stosowany do osłon przeciwpyłowych na interfejsach produktów elektronicznych i cyfrowych.
b). Pierścieniowe mocowanie zatrzaskowe
Zatrzaskowe dopasowanie wymaga, aby jedna część była odkształcalna, a odkształcalna część powinna być wykonana z materiału o dobrej wytrzymałości, aby uniknąć pękania po wielokrotnym montażu.
Pierścieniowe mocowanie zatrzaskowe nie musi być pełnym okręgiem. Powinno być zaprojektowane zgodnie z rzeczywistą sytuacją. Na przykład poniższy kapsel butelki ma cztery równomiernie podzielone wewnętrzne zatrzaski zamiast pełnego okręgu. Powodem, dla którego nie zaprojektowano pełnego okręgu, jest prawdopodobnie łatwość montażu i dobre wyczucie dłoni. Jeśli zatrzask nie jest ciasny, długość wewnętrznego zatrzasku można wydłużyć, dodając klej w celu późniejszej modyfikacji formy.
c). Skrętne mocowanie zatrzaskowe
Ten zatrzask działa inaczej niż powyższe zatrzaski. Obejmuje dwie czynności: najpierw umieszczenie dwóch części w odpowiedniej pozycji, a następnie obrócenie ich w celu uzyskania efektu zatrzaśnięcia i zamocowania.
2. Połączenie gwintowane
Powszechnie stosowane w butelkach z płynami lub rurociągach, takich jak butelki z wodą mineralną, zakrętki do butelek z napojami i złącza rurociągów.
Wskazówki: Kliknij, aby dowiedzieć się więcej o "rodzaje wątków“.
3. Połączenie śrubowe
Bardzo powszechna metoda znana większości.
4. Połączenie magnetyczne
Zazwyczaj stosowane w produktach, które wymagają częstego demontażu. Chociaż dodanie magnesu zwiększa koszty, dobrze zaprojektowane połączenie magnetyczne zapewnia doskonałe wrażenia użytkownika, jest trwałe i nie psuje wyglądu.
5. Połączenie części zawiasu
W szczególności odnosi się do zintegrowanych plastikowych zawiasów wykonanych z polipropylenu (PP), znanego z jakości "stukrotnego plastiku". Dodając elastyczne wsparcie, można zapewnić wstępne naprężenie w stanie otwartym i zamkniętym.
Wskazówki: Kliknij link, aby uzyskać kompleksowe zrozumienie "Tworzywa sztuczne PP".
6. Wciskane połączenie części
Odnosi się głównie do połączeń wciskowych. Podczas montażu mechanicznego wiele części wymaga ścisłego dopasowania, aby zapobiec rozłączeniu lub przenieść znaczny moment obrotowy, co skutkuje technologią interferencyjną. Pasowanie interferencyjne wykorzystuje elastyczność materiałów do rozszerzania lub odkształcania otworu i dopasowywania go do wału (lub użycia wydrążonego wału do odkształcenia wału). Gdy otwór powraca do swojego pierwotnego kształtu, zaciska mocno wał, łącząc obie części. W przypadku części plastikowych, połączenia blokowe często wykorzystują połączenia pasowane z wciskiem.
Inne przykłady obejmują różne gumowe zaślepki interfejsów zewnętrznych i gumowe zaślepki śrub.
7. Spawanie ultradźwiękowe
Nierozłączalne połączenie jest powszechnie stosowane w produktach, które zabraniają demontażu lub wymagają uszczelnienia, takich jak zasilacze.
8. Nitowanie
Nitowanie jest również złożone i wymaga dużej wiedzy. Ze względu na źródło energii dzieli się na nitowanie ultradźwiękowe, nitowanie na gorąco i nitowanie gorącym powietrzem. Jest to nierozłączne połączenie, szczególnie odpowiednie do łączenia i mocowania cienkich części, takich jak płytki PCB, blachy i przyciski.
9. Połączenie części samoprzylepnych
Odnosi się do użycia warstwy medium (kleju) do połączenia i zamocowania dwóch części, zazwyczaj trudnych lub niemożliwych do demontażu.
Wrażliwy na nacisk:
Odnosi się głównie do taśmy samoprzylepnej, wrażliwej na nacisk. Zastosowanie określonego nacisku zapewnia dobre wiązanie, zwykle przy użyciu taśmy dwustronnej do łączenia dwóch płaskich części!
Kleje utwardzalne w temperaturze pokojowej
Kleje te mogą utwardzać się w temperaturze pokojowej, takie jak guma silikonowa RTV i żółty klej elektroniczny, zwykle stosowane do mocowania elementów elektronicznych i zapobiegania ich poluzowaniu.
Kleje termoutwardzalne
Utwardza się po podgrzaniu, jest powszechnie stosowany do kapsułkowania i mocowania elementów elektronicznych, takich jak kapsułki epoksydowe i czerwony klej.
Kleje termoplastyczne
Stały w temperaturze pokojowej, wymaga podgrzania przed użyciem, aby stał się lepkim płynem, wymaga wstępnego prasowania i utwardzania po użyciu. Typowe rodzaje to klej termotopliwy EVA i klej termotopliwy PUR. Różnice między nimi:
Skład:
PUR to poliuretan, EVA to octan etylenu i winylu.
Mechanizm reakcji:
PUR utwardza się pod wpływem wilgoci, co jest reakcją nieodwracalną. Po podgrzaniu i związaniu reaguje z wilgocią zawartą w powietrzu, stając się nieodwracalnym (nie topi się po ponownym podgrzaniu, ale traci siłę klejenia, więc generalnie wymaga ponownego podgrzania w celu demontażu). Ta nieodwracalna reakcja zapewnia lepszą wytrzymałość i działanie w wysokich i niskich temperaturach oraz wysoką niezawodność. Powszechnie stosowany w produktach elektronicznych i cyfrowych, takich jak telefony, tablety, słuchawki i elektronika samochodowa, do mocowania ekranów i tylnych pokryw smartfonów z wąskimi ramkami oraz do hydroizolacji.
EVA wiąże się fizycznie, schładzając się i zestalając po aplikacji. Ponowne podgrzanie topi go, umożliwiając ponowne wiązanie, co czyni go odwracalnym. Jego siła klejenia jest niska i ma niską temperaturę mięknienia, nie jest odporny na wysokie temperatury.
Fotoutwardzanie:
Odnosi się do klejów utwardzanych w świetle ultrafioletowym, takich jak klej UV, znany również jako klej utwardzany promieniami UV lub klej bezcieniowy. Jest to jednoskładnikowy klej akrylanowy o niskiej lepkości i wysokiej wytrzymałości, o długim okresie trwałości, niezawierający rozpuszczalników, szybko utwardzający się, o dobrej przezroczystości i doskonałej odporności na ciepło i chemikalia!
Na bazie wody:
W porównaniu do klejów rozpuszczalnikowych, kleje na bazie wody wykorzystują wodę jako rozpuszczalnik lub dyspergator, zastępując toksyczne rozpuszczalniki organiczne, które zanieczyszczają środowisko. Obecne kleje na bazie wody nie są 100% wolne od rozpuszczalników i mogą zawierać ograniczone lotne związki organiczne jako środki pomocnicze do kontrolowania lepkości lub przepływu. Najpopularniejszym klejem na bazie wody jest biały klej lub klej do drewna, powszechnie stosowany w dekoracji wnętrz. Pasta używana do przyklejania kupletów podczas Chińskiego Nowego Roku jest również klejem na bazie wody, odpowiednim do klejenia papieru. Ze względu na jego niedogodności, twórcy później stworzyli stały klej, który jest szczególnie odpowiedni do użytku biurowego.
Na bazie rozpuszczalnika:
Odnosi się do klejów, które wykorzystują rozpuszczalniki organiczne (benzen, toluen itp.) jako rozpuszczalnik lub dyspergator. Ze względu na szkodliwe substancje wpływające na zdrowie ludzkie, takie jak lotne związki organiczne, benzen i toluen, nie są one przyjazne dla środowiska. Typowe kleje na bazie rozpuszczalników obejmują klej uniwersalny.
Błyskawiczny klej:
Wykonany z α-cyjanoakrylanu jako głównego składnika, z dodatkiem lepiszczy, stabilizatorów, utwardzaczy i inhibitorów polimeryzacji. Jest to jednoskładnikowy klej o natychmiastowym utwardzaniu, który szybko utwardza się w kontakcie ze śladową ilością wilgoci w powietrzu, trwale łącząc części.
Dwuskładnikowy klej:
Składa się z dwóch płynów, które twardnieją po zmieszaniu, często nazywany klejem AB. Typowe rodzaje obejmują akryl, epoksydowy i poliuretanowy klej AB. Ludzie nazywają go również mocnym klejem, ponieważ ma wysoką siłę wiązania, porównywalną do spawania.
10. Formowanie wtryskowe w formie
Idealny sposób na połączenie dwóch części, łącząc różne materiały lub kolory plastiku lub plastiku + metalu w jeden, eliminując kolejne etapy montażu. Jest to jednak połączenie nierozłączne o wysokich kosztach formowania, dlatego metodę łączenia należy wybrać zgodnie z konkretną strukturą produktu. Istnieją trzy główne typy: dwukolorowe formowanie wtryskowe, wtórne formowanie wtryskowei nanoformowanie wtryskowe. Aby uzyskać więcej informacji, zapoznaj się z wprowadzeniem do dwukolorowej struktury formy.
- Dwukolorowe formowanie wtryskowe
- Overmolding
- Nano formowanie wtryskowe
Wnioski
Każda metoda połączenia może obejmować wiele treści. Jeśli jesteś zainteresowany, możesz wyszukać więcej informacji, aby uzyskać głębsze zrozumienie. W przyszłych artykułach przedstawię również kompleksowe indywidualne wprowadzenia do niektórych z tych metod połączeń. Bądź na bieżąco.
PL 
EN 
ES 
FR 
DE 
IT 
PT 
NL 
AR 
JA 
KO 
ZH