تا به حال فکر کرده اید که قطعات پلاستیکی چگونه بدون پیچ و چسب ایمن می ماند؟ Riveting یک راه حل قابل اعتماد ارائه می دهد. در این راهنما ، ملزومات پرچین پلاستیکی ، اهمیت آن در صنایع مختلف و نحوه انتخاب روش مناسب را بررسی خواهیم کرد. شما می توانید از قطعات پلاستیکی پرچین برای اتصالات قوی و بادوام یاد بگیرید.
پرچ پلاستیکی یک روش اتصال مکانیکی است. این شامل استفاده از نیروی محوری برای تغییر شکل نیمکت پرچ در داخل یک سوراخ است. این یک سر را تشکیل می دهد و چندین قسمت را به هم وصل می کند.
در مقایسه با پرچین فلزی ، پرچ های پلاستیکی تفاوت های کلیدی دارند. نیازی به پرچ یا پست اضافی ندارد. در عوض ، از سازه های پلاستیکی مانند ستون یا دنده استفاده می کند. آنها بخشی از بدنه پلاستیکی هستند.
پرچ های پلاستیکی دارای چندین مزیت و مضرات است. بیایید نگاهی دقیق تر بیندازیم.
ساختار قسمت ساده ، کاهش هزینه های قالب
مونتاژ آسان ، بدون نیاز به مواد اضافی یا اتصال دهنده
قابلیت اطمینان بالا
می تواند چندین امتیاز را همزمان داشته باشد ، و باعث بهبود کارایی می شود
به قسمت های پلاستیکی ، فلز و غیر فلزی ، حتی در فضاهای تنگ می پیوندد
مقاومت در برابر لرزش طولانی مدت و شرایط شدید را تحمل می کند
فرآیند ساده ، صرفه جویی در مصرف انرژی
بازرسی با کیفیت بصری آسان
به تجهیزات و ابزار پرچین اضافی نیاز دارد
برای بارهای با استحکام بالا یا بلند مدت مناسب نیست
اتصال دائمی ، قابل جدا شدن یا تعمیر نیست
در صورت عدم موفقیت ، تعمیر آن دشوار است
ممکن است در مرحله طراحی نیاز به افزونگی داشته باشد
مزیت | ضرر |
---|---|
ساختار ساده ، هزینه های قالب کم | به تجهیزات و ابزار اضافی نیاز دارد |
مونتاژ آسان ، قابلیت اطمینان بالا | نه برای بارهای با استحکام بالا یا طولانی مدت |
به طور کارآمد به مواد مختلف می پیوندد | دائمی ، قابل جدا شدن یا قابل تعمیر نیست |
مقاومت در برابر لرزش و شرایط شدید | تعمیر سخت ، ممکن است نیاز به افزونگی داشته باشد |
فرآیند ساده ، سریع و صرفه جویی در مصرف انرژی | - |
بررسی آسان کیفیت بصری | - |
سه نوع اصلی فرآیند پرچ پلاستیکی وجود دارد. آنها پرچین داغ ، پرچ کننده هوای گرم و پرچین اولتراسونیک هستند.
Riveting Melt Hot یک فرآیند از نوع تماس است. شامل یک لوله گرمایش در داخل سر پرچین است. این سر پرچی فلزی را گرم می کند ، که سپس پرچ پلاستیکی را ذوب و شکل می دهد.
مزایای:
طراحی تجهیزات جمع و جور
مناسب برای اجزای کوچک با ستون های پرچ از فاصله نزدیک
مضرات:
خنک کننده کافی نمی تواند باعث شود پلاستیک به سر بچسبد
برای ستون های پرچ بزرگتر مناسب نیست
استرس باقیمانده بالا و قدرت کشش پایین
برای محصولاتی که دارای موقعیت یابی بالا/تثبیت بالا هستند توصیه نمی شود
پرچم گرم ذوب معمولاً برای تابلوهای PCB و قطعات تزئینی پلاستیکی استفاده می شود.
Riveting Air Hot یک فرآیند غیر تماسی است. از هوای گرم برای گرم کردن و نرم شدن ستون پلاستیکی پرچ استفاده می کند. سپس ، یک سر پرچین سرد آن را فشار داده و آن را شکل می دهد.
این روند دو مرحله دارد:
گرمایش: هوای گرم به طور یکنواخت ستون پرچ را تا زمانی که قابل انعطاف باشد ، گرم می کند.
خنک کننده: سر پرچین سرد ستون نرم شده را فشار می دهد و یک سر محکم را تشکیل می دهد.
مزایای:
گرمایش یکنواخت باعث کاهش استرس داخلی می شود
سر پرچین سر به سرعت شکاف ها را پر می کند ، و به یک اثر خوب برطرف می شود
مضرات:
شکاف بین ستون پرچ و قسمت متصل نباید خیلی بزرگ باشد
پرچ هوا گرم برای بیشتر مواد ترموپلاستیک و پلاستیک های تقویت شده با فیبر شیشه ای مناسب است.
Riveting Ultrasonic یکی دیگر از فرآیندهای تماس با شما است. از ارتعاشات با فرکانس بالا برای تولید گرما و ذوب ستون پرچ پلاستیکی استفاده می کند.
مزایای:
فرآیند سریع (کمتر از 5 ثانیه)
احتمال کمبود رشته به دلیل عدم گرمای باقیمانده در سر جوش
مضرات:
گرمایش ناهموار می تواند باعث ایجاد ستون های سست یا تخریب شده شود
فاصله توزیع محدود در صورت استفاده از یک سر جوشکاری
ارتعاشات می توانند تا حدی به اجزای آسیب برساند
پرچین اولتراسونیک برای مواد فیبر شیشه ای یا مواردی که دارای نقاط ذوب بالا هستند مناسب نیست.
در اینجا یک جدول مقایسه ای از سه فرآیند آورده شده است:
فرآیند | روش گرمایش | مقاومت در برابر | تقویت مقاومت تجهیزات سرعت | تجهیزات | تجهیزات سرعت |
---|---|---|---|---|---|
ذوب شدن | تماس (سر فلزی) | غیرقابل اعتماد ، حساس به لرزش | نقص به دلیل نرم شدن ناقص | 6-60s | یکپارچه و تغییر پیچیده |
هوای گرم | بدون تماس (هوای گرم) | زیاد ، حساس به لرزش نیست | عالی ، کاملاً شکاف ها را پر می کند | 8-12 | گرمایش و پرچین قابل تنظیم |
ماوراء الطبیعه | تماس (ارتعاش) | غیرقابل اعتماد | نقص به دلیل نرم شدن ناقص | <5s | کنترل محدود با سر یکپارچه |
وقتی صحبت از پرچین پلاستیکی می شود ، هندسه و ابعاد سرهای پرچ بسیار مهم است. بیایید نگاهی به برخی از انواع مشترک بیندازیم.
این رایج ترین نوع است. از آن استفاده می شود که در صورت نیاز به مقاومت بالا ، مانند PCB یا قسمت های تزئینی لازم نیست.
نکات کلیدی:
مناسب برای ستون های پرچ با D1 <3mm (در حالت ایده آل> 1 میلی متر برای جلوگیری از شکستگی)
H1 به طور کلی (1.5-1.75) * D1
D2 حدود 2 D1 است ، H2 در حدود 0.75 D1 است
اعداد خاص بر اساس تبدیل حجم: s_head = (85 ٪ -95 ٪) * s_column
این نوع زمان پرچین کوتاه تر از مشخصات بزرگ است. همچنین برای برنامه های کم فشار مانند کابل های FPC یا چشمه های فلزی است.
ملاحظات طراحی:
D1 <3mm ، ترجیحاً> 1 میلی متر
H1 به طور معمول 1.0 * D1 است
D2 حدود 1.5 D1 است ، H2 در حدود 0.5 D1 است
تبدیل حجم: s_head = (85 ٪ -95 ٪) * s_column
ستون های پرچ در اینجا کمی بزرگتر از انواع نیمه دایره هستند. این طرح زمان پرچین را کوتاه می کند و نتایج را بهبود می بخشد. از آن استفاده می شود در صورت نیاز به مقاومت در برابر ثابت.
نکات کلیدی:
مناسب برای ستون های پرچ با D1 بین 2-5 میلی متر
H1 به طور معمول 1.5 * D1 است
D2 حدود 2 D1 است ، H2 در حدود 0.5 D1 است
تبدیل حجم اعمال می شود
ستون پرچ و قالب مراکز سر پرچ داغ باید برای شکل گیری مرتب تراز شود
با افزایش قطر ستون پرچ ، از ستون های توخالی استفاده می شود. آنها زمان پرچین را کوتاه می کنند ، نتایج را بهبود می بخشند و از نقص انقباض جلوگیری می کنند. این نوع برای برنامه های کاربردی است که نیاز به مقاومت بالاتری دارند.
خصوصیات:
D1> 5mm
H1 (0.5-1.5) * D1 ، مقدار کمتری برای قطرهای بزرگتر
داخلی D 0.5 * D1 برای جلوگیری از انقباض عقب است
D2 حدود 1.5 D1 است ، H2 در حدود 0.5 D1 است
تبدیل حجم اعمال می شود
حتی گرم کردن ستون های توخالی به تشکیل سرهای واجد شرایط کمک می کند
سرهای مسطح مناسب هستند که سر تشکیل شده نباید از سطح بیرون بیاید.
یادداشت های طراحی:
D1 <3mm
H1 به طور معمول 0.5 * d1 است
D2 و H2 بر اساس تبدیل حجم
قسمت متصل به ضخامت کافی برای پیشخوان نیاز دارد
ضخامت کافی منجر به اتصال غیرقابل اعتماد و مقاومت ناکافی می شود
در صورت نیاز به یک منطقه تماس بزرگتر از سرهای دنده ای استفاده کنید اما فضایی برای ستون های توخالی ندارید.
نکات کلیدی:
قطر پایه D1 <3mm ، قطر بالا D3 = (0.4-0.7) * D1
H1 (1.5-2) * D1 ، کمتر از ارتفاع ستون L
D2 حدود 2 D1 است ، H2 حدود 1.0 D1 است
تبدیل حجم اعمال می شود
سرهای فلنج برای اتصالات که نیاز به چسباندن یا بسته بندی دارند ، ایده آل است.
ملاحظات طراحی:
قطر پایه D1 <3mm ، قطر بالا D3 = (0.3-0.5) * D1
H1 (1.5-2) * D1 ، کمتر از طول ستون L
D2 به طور معمول 2 D1 است ، H2 حدود 1.0 D1 است
تبدیل حجم اعمال می شود
هنگام طراحی ستون ها و سرهای پرچ ، چندین عامل مهم برای در نظر گرفتن وجود دارد. بیایید آنها را با جزئیات کشف کنیم.
اگر ستون پرچ در یک صفحه شیب دار یا دور از سطح پایه باشد ، به طراحی ویژه نیاز است. در اینجا دو روش آورده شده است:
روش طراحی برای ستون های پرچ در سطوح شیب دار
برای سطوح شیب دار ، ستون پرچ باید عمود بر سطح باشد. این باعث می شود تراز مناسب و اتصال ایمن باشد.
روش طراحی برای ستون پرچ که در بالای سطح پایه قرار گرفته است
هنگامی که ستون بالاتر از پایه است ، افزودن ساختارهای پشتیبانی بسیار مهم است. آنها از خم شدن یا شکستن در هنگام پرچین جلوگیری می کنند.
پرچ های پلاستیکی اتصالات دائمی ایجاد می کند که در صورت عدم موفقیت ، تعمیر آنها دشوار است. ترکیب افزونگی در طراحی ضروری است.
یک رویکرد دو برابر شدن تعداد ستون ها و سوراخ های پرچ است. در ابتدا ، فقط از مجموعه اصلی (به عنوان مثال ، زرد) استفاده می شود. در صورت نیاز به تعمیر ، مجموعه ثانویه (به عنوان مثال ، سفید) نسخه پشتیبان تهیه می کند.
این افزونگی شانس دوم را برای تعمیر به شما می دهد و قابلیت اطمینان کلی مونتاژ پرچین را افزایش می دهد.
ابعاد سر و ستون پرچ از نزدیک مرتبط است. در اینجا برخی از روابط اساسی که باید در نظر بگیرید:
قطر سر پرچ (D2) به طور کلی حدود 2 برابر قطر ستون (D1) است
ارتفاع سر پرچ (H2) به طور معمول حدود 0.75 برابر D1 برای سرهای نیمه دایره ای بزرگ و 0.5 برابر D1 برای سرهای نیمه دایره ای کوچک است
ابعاد خاص باید بر اساس تبدیل حجم باشد: S_head = (85 ٪ -95 ٪) * S_Column
این تبدیل حجم تضمین می کند که سر پرچ از مواد کافی برای ایجاد یک اتصال قوی و ایمن و بدون زباله های بیش از حد برخوردار است.
همه پلاستیک ها برای پرچین مناسب نیستند. بیایید عوامل اصلی تعیین کننده سازگاری یک ماده را بررسی کنیم.
ترموپلاستیک می تواند در یک محدوده دمای خاص ذوب و تغییر شکل یابد. آنها برای پرچین ایده آل هستند.
در مقابل ، ترموست ها هنگام گرم شدن دائمی سخت می شوند. پرچین با استفاده از روشهای استاندارد دشوار هستند.
بنابراین ، ساختار محصول اغلب در صورت نیاز به پرچین ، ترموپلاستیک را درگیر می کند.
ترموپلاستیک بیشتر به انواع آمورف و نیمه کریستالی تقسیم می شود. هر کدام از ویژگی های منحصر به فرد برخوردار هستند که بر پرچین تأثیر می گذارد.
آرایش مولکولی بی نظم
نرم شدن و ذوب تدریجی در دمای انتقال شیشه (TG)
مناسب برای هر سه فرآیند پرچین (ذوب داغ ، هوای گرم ، اولتراسونیک)
ترتیب مولکولی سفارش داده شده
نقطه ذوب مجزا (TM) و نقطه تبلور مجدد
تا رسیدن به نقطه ذوب ، جامد بمانید ، سپس هنگام خنک شدن به سرعت محکم کنید
مناسب تر برای پرچم گرم شدن ذوب به دلیل گرمایش و تشکیل ترکیبی
ساختار منظم بهاری مانند انرژی اولتراسونیک را جذب می کند ، و پرچین اولتراسونیک را به چالش می کشد
نقاط ذوب بالاتر برای ذوب شدن به انرژی اولتراسونیک نیاز دارند
ملاحظات دقیق طراحی مورد نیاز برای پرچین اولتراسونیک (دامنه بالاتر ، طراحی مشترک ، تماس با سر جوش ، فاصله ، وسایل)
تماس اولیه بین بالای ستون پرچ و سر جوش را برای تمرکز انرژی به حداقل برسانید
پرکننده ها می توانند به طور قابل توجهی بر عملکرد پرچین پلاستیک تأثیر بگذارند. بیایید به عنوان نمونه به الیاف شیشه ای نگاه کنیم.
نکات کلیدی:
تفاوت زیادی در نقاط ذوب بین الیاف پلاستیکی و شیشه ای
پرچم گرم ذوب: کنترل دقیق دما (10 ±) بسیار مهم است
درجه حرارت بالا باعث بارش فیبر شیشه ای ، چسبندگی و سطوح خشن می شود
درجه حرارت پایین منجر به ترک و تشکیل سرما می شود
پرچین اولتراسونیک: انرژی لرزش بیشتر برای ذوب پلاستیک مورد نیاز است
محتوای پرکننده بالا باعث باقیمانده و جدا شدن در نقاط پرچین می شود
قدرت و قابلیت اطمینان پرچین را کاهش می دهد
دستورالعمل های محتوای پرکننده:
<10 ٪: تأثیر حداقل بر روی خواص مواد ، مفید برای مواد نرم (PP ، PE ، PPS)
10-30 ٪: قدرت پرچین را کاهش می دهد
30 ٪: به طور قابل توجهی بر عملکرد پرچین تأثیر می گذارد
سایر خصوصیات مواد مؤثر بر پرچین اولتراسونیک:
سختی: سختی بالاتر باعث افزایش پرچین می شود
نقطه ذوب: نقاط ذوب بالاتر به انرژی اولتراسونیک نیاز دارند
خلوص: خلوص بالاتر باعث افزایش پرچین می شود ، در حالی که ناخالصی در مواد بازیافت شده باعث کاهش عملکرد می شود
انتخاب مواد پلاستیکی مناسب برای پرچین موفق بسیار مهم است. بیایید نگاهی دقیق تر به برخی از گزینه های مشترک بیندازیم.
LDPE به دلیل ساختار مولکولی کاملاً بسته بندی شده چگالی کم دارد. انعطاف پذیر و در عین حال سخت است.
خصوصیات کلیدی:
شناور روی آب
مقاومت در برابر دمای سرد تا -58 درجه فارنهایت (-50 درجه سانتیگراد)
مورد استفاده برای پرچ های نر/زن
PP به طور گسترده در صنایع ، از خودرو گرفته تا بسته بندی استفاده می شود. این مقاومت شیمیایی خوب و عایق الکتریکی را ارائه می دهد.
برنامه ها:
بسته بندی مایع و مواد شوینده خانگی
پرچ های نر/زن
پرچین های بالای سرنشینان
پرچ های درخت صنوبر
نایلون ، به ویژه نایلون 6/6 ، در تولید محبوب است. اصطکاک کم آن ، آن را برای چرخ دنده ها و یاتاقان ها ایده آل می کند.
خصوصیات:
در بیشتر مواد شیمیایی مقاومت می کند ، اما می توان توسط اسیدهای قوی ، الکلها و قلیایی مورد حمله قرار گرفت
مقاومت ضعیف در برابر اسیدهای رقیق ، مقاومت عالی در برابر روغن ها و گریس ها
مورد استفاده برای پرچ های ضربه محکم و ناگهانی ، پرچ های قفل شده و پرچ های سر دست و پا
استال یا POM قوی ، سفت و سخت و مقاوم در برابر رطوبت ، گرما ، مواد شیمیایی و حلالها است. این خاصیت عایق الکتریکی خوبی دارد.
موارد استفاده:
چرخ دنده ها ، بوش ها ، دستگیره های درب خودرو
اتصال دهنده های پانل چرخشی چهارم
مهاجم تابلوی
پرچین های بالای سرنشینان
PSU به دلیل ظرفیت حرارتی و مکانیکی بالا در برنامه های تخصصی استفاده می شود.
ویژگی های کلیدی:
مقاومت شیمیایی خوب
در فناوری پزشکی ، داروسازی ، فرآوری مواد غذایی و الکترونیک استفاده می شود
مناسب برای پرچ های ضربه محکم و ناگهانی
در اینجا یک جدول با مقایسه خواص این مواد آورده شده است:
Properties | LDPE | PP | Nylon 6/6 | استال | PSU |
---|---|---|---|---|---|
مقاومت کششی (PSI) | 1400 | 3،800-5،400 | 12400 | 9،800-10،000 | 10،200 |
سختی ضربه (j/m⊃2 ؛) | بدون وقفه | 12.5-1.2 | 1.2 | 1.0-1.5 | 1.3 |
مقاومت دی الکتریک (kV/mm) | 16-28 | 20-28 | 20-30 | 13.8-20 | 15-10 |
چگالی (g/cm⊃3 ؛) | 0.917-0.940 | 0.900-0.910 | 1.130-1.150 | 1.410-1.420 | 1.240-1.250 |
حداکثر سرویس مداوم. | 212 درجه فارنهایت (100 درجه سانتیگراد) | 266 درجه فارنهایت (130 درجه سانتیگراد) | 284 درجه فارنهایت (140 درجه سانتیگراد) | 221 درجه فارنهایت (105 درجه سانتیگراد) | 356 درجه فارنهایت (180 درجه سانتیگراد) |
عایق حرارتی (w/m · k) | 0.320-0.350 | 0.150-0.210 | 0.250-0.250 | 0.310-0.370 | 0.120-0.260 |
به خاطر داشته باشید که مواد افزودنی و تثبیت کننده می توانند خاصیت خاصی را تقویت کنند. به عنوان مثال ، تثبیت کننده های اشعه ماوراء بنفش می توانند عملکرد در فضای باز نایلون را بهبود بخشند.
یک رویکرد ساده برای پایه گذاری قطر پرچ در ضخامت صفحات پیوسته است. در اینجا قاعده انگشت شست است:
قطر پرچ = 1/4 × ضخامت صفحه
این نسبت تضمین می کند که پرچ با ماده ای که در کنار هم قرار دارد متناسب باشد. همچنین به عنوان دامنه Grip شناخته می شود.
در حالی که قاعده کلی نقطه شروع خوبی است ، عوامل دیگری نیز باید در نظر داشته باشید:
خاصیت مواد
قدرت و سختی صفحات
خصوصیات انعطاف پذیری و تغییر شکل
طرح مشترک
نوع مفصل (دامان ، باسن و غیره)
شرایط بارگیری (برشی ، تنش و غیره)
زیبایی شناسی
مفصل قابل مشاهده یا پنهان
سر شستشو یا بیرون زده
روند مونتاژ
پرچ دستی یا خودکار
قابلیت دسترسی و ترخیص
این عوامل می توانند بر اندازه بهینه پرچ تأثیر بگذارند. در بعضی موارد ، برای دستیابی به بهترین نتیجه ، ممکن است شما نیاز به انحراف از قانون کلی داشته باشید.
بیایید به چند نمونه نگاه کنیم تا روند اندازه را نشان دهیم.
مثال 1:
ضخامت صفحه: 4 میلی متر
قطر پرچ = 4/4 × 4 میلی متر = 1 میلی متر
مثال 2:
ضخامت صفحه: 10 میلی متر
قطر پرچ = 10 × 10 میلی متر = 2.5 میلی متر
دور تا نزدیکترین اندازه استاندارد ، به عنوان مثال ، 3 میلی متر
مثال 3:
ضخامت صفحه: 2 میلی متر (صفحات نازک)
قطر پرچ = 1/4 × 2 میلی متر = 0.5 میلی متر
برای سهولت در نصب و استحکام به حداقل اندازه عملی ، به عنوان مثال 1 میلی متر افزایش دهید
به یاد داشته باشید ، این محاسبات نقطه شروع را ارائه می دهند. همیشه الزامات خاص برنامه خود را در نظر بگیرید و در صورت لزوم تنظیماتی را انجام دهید.
ضخامت صفحه (میلی متر) | قطر پرچ (میلی متر) |
---|---|
1-2 | 1 |
3-4 | 1-2 |
5-8 | 2-3 |
9-12 | 3-4 |
13-16 | 4-5 |
در این راهنما ، ما فرآیندهای مختلف پرچ برای قطعات پلاستیکی از جمله ذوب گرم ، هوای گرم و روشهای اولتراسونیک را مورد بررسی قرار دادیم. ما همچنین در مورد انواع مختلف سر پرچ و برنامه های خاص آنها بحث کردیم.
انتخاب فرآیند و مواد پرچین مناسب برای اطمینان از اتصالات قوی و بادوام در مجامع پلاستیکی بسیار مهم است. انتخاب صحیح می تواند به طور قابل توجهی بر ماندگاری و عملکرد محصولات شما تأثیر بگذارد.
اکنون که این دانش را دارید ، ما شما را تشویق می کنیم تا این بینش ها را در پروژه های خود اعمال کنید. با این کار ، نتایج بهتر و مجامع قابل اعتماد تر را در تلاشهای تولیدی خود تضمین می کنید. امروز با ما تماس بگیرید !
Team MFG یک شرکت تولیدی سریع است که در ODM تخصص دارد و OEM از سال 2015 شروع می شود.