Oletko koskaan miettinyt, kuinka muoviset osat pysyvät turvallisesti kiinnitettynä ilman ruuveja tai liimaa? Niittaaminen tarjoaa luotettavan ratkaisun. Tässä oppaassa tutkimme muovisen niittaamisen, sen merkitystä eri toimialoilla ja kuinka valita oikea menetelmä. Opit niittaamisen muoviosien niittaamisen ja kestävien liitäntöjen niittaamisen ja out.
Mikä on muovinen niittaaminen?
Muovinen niittaaminen on mekaaninen kiinnitysmenetelmä. Se sisältää aksiaalivoiman käyttämisen niitin varren muodonmuutokseen reiän sisällä. Tämä muodostaa pään yhdistämällä useita osia.
Metallisiin niittaamiseen verrattuna muovisilla niittauksella on joitain keskeisiä eroja. Se ei vaadi ylimääräisiä niittejä tai viestejä. Sen sijaan se käyttää muovirakenteita, kuten pylväitä tai kylkiluita. Ne ovat osa muovisia runkoja.
Muovisen niittaamisen edut ja haitat
Muovisella niittauksella on useita etuja ja haittoja. Katsotaanpa tarkemmin.
Yleiset edut:
Yksinkertainen osan rakenne, vähentämällä muotikustannuksia
Helppo kokoonpano, ylimääräisiä materiaaleja tai kiinnittimiä ei tarvita
Korkea luotettavuus
Voi niittiä useita pisteitä samanaikaisesti parantamalla tehokkuutta
Liittyy muovi-, metalli- ja ei-metallisiin osiin, jopa tiukkoissa tiloissa
Kestää pitkäaikaisia tärinää ja äärimmäisiä olosuhteita
Yksinkertainen, energiansäästö, nopea prosessi
Helppo visuaalisen laadun tarkastus
haitat:
Vaatii ylimääräisiä niittauslaitteita ja työkaluja
Ei sovellu korkean lujuuden tai pitkäaikaisen kuormituksen kanssa
Pysyvä yhteys, ei irrotettava tai korjattavissa
Vaikea korjata, jos se epäonnistuu
Saattaa tarvita redundanssia suunnitteluvaiheessa
| etuhaito | Yleiset |
| Yksinkertainen rakenne, alhaiset muotikustannukset | Tarvitsee ylimääräisiä laitteita ja työkaluja |
| Helppo kokoonpano, korkea luotettavuus | Ei luja- tai pitkäaikaisia kuormituksia |
| Liittyy erilaisiin materiaaleihin tehokkaasti | Pysyvä, ei irrotettava tai korjattavissa |
| Kestää värähtelyä ja äärimmäisiä olosuhteita | Vaikea korjata, saattaa tarvita redundanssia |
| Yksinkertainen, nopea, energiansäästöprosessi | - |
| Helppo visuaalisen laadun tarkistukset | - |
Tyypit muoviset niittausprosessit
Muovisia niittausprosesseja on kolme päätyyppiä. Ne ovat kuumia sulamisjuhlia, kuumaa ilmaa niittaamista ja ultraääni -niittaamista.
Kuuma sula niittaus
Kuuma sulan niittaaminen on kontaktityyppinen prosessi. Se sisältää lämmitysputken niittauspään sisällä. Tämä lämmittää metallia niittauspäätä, joka sitten sulaa ja muotoilee muovisen niittien.
Edut:
Kompakti laitteiden suunnittelu
Sopii pienille komponenteille, joissa on tiiviisti etäisyydellä sijaitsevat niittipylväät
Haitat:
Riittämätön jäähdytys voi aiheuttaa muovin tarttumisen päähän
Ei sovellu suurempiin niittipylväisiin
Korkea jäännösjännitys ja alempi vetämislujuus
Ei suositella tuotteille, joilla on korkea paikannus-/kiinnitysvaatimukset
Kuuma sulamisniittaus käytetään yleisesti piirilevyihin ja muovisiin koristeisiin osiin.
Kuuma ilman niittaus (kuuma ilma kylmä niittaus)
Kuuma ilman niittaaminen on kosketukseen liittyvä prosessi. Se käyttää kuumaa ilmaa lämmittää ja pehmentää muovinen niittipylväs. Sitten kylmä niittauspää puristaa ja muotoilee sen.
Prosessissa on kaksi vaihetta:
Lämmitys: Kuuma ilma lämmittää niittipylvään tasaisesti, kunnes se on muokattavissa.
Jäähdytys: Kylmä niittauspää painaa pehmennettyä saraketta muodostaen kiinteän pään.
Edut:
Haitat:
Kuuma ilman niittaaminen sopii useimpiin kestomuovimateriaaleihin ja lasikuituvahvistettuihin muoveihin.
Ultraääni- niittaus
Ultraääni-niittaaminen on toinen kontaktityyppinen prosessi. Se käyttää korkeataajuisia värähtelyjä lämmön tuottamiseen ja muovisen niittipylvään sulattamiseen.
Edut:
Haitat:
Epätasainen lämmitys voi aiheuttaa löysät tai huonontuneet pylväät
Rajoitettu jakeluetäisyys, jos käytät yhtä hitsauspäätä
Värähtelyt voivat vahingoittaa komponentteja tietyssä määrin
Ultraääni -niittaaminen ei sovellu lasikuitumateriaaleihin tai niihin, joilla on korkeat sulamispisteet.
Tässä on vertailutaulukko kolmesta prosessista:
| Prosessin | lämmitysmenetelmä Niite | lujuus | kiinnittämällä vaikutuksen | nopeuslaitteet | joustavuus |
| Sulata | Kosketus (metallipää) | Epäluotettava, herkkä tärinälle | Puutteellinen epätäydellisen pehmenemisen vuoksi | 6-60 | Integroitu, monimutkainen vaihto |
| Kuuma ilma | Ei-kontakti (kuuma ilma) | Korkea, ei herkkä tärinälle | Erinomainen, täysin täyttää aukot | 8-12s | Säädettävä lämmitys ja niittaaminen |
| Ultraääni | Kosketus (tärinä) | Epäluotettava | Puutteellinen epätäydellisen pehmenemisen vuoksi | <5s | Rajoitettu ohjaus integroidulla pään kanssa |
Yleiset niitit päätyypit muoviosille
Muovisen niittaamisen suhteen niittapäiden geometria ja mitat ovat ratkaisevan tärkeitä. Katsotaanpa joitain yleisiä tyyppejä.
1. Puolipyöreä niittipää (suuri profiili)
Tämä on yleisin tyyppi. Sitä käytetään, kun suurta lujuutta ei tarvita, kuten PCB: issä tai koristeosissa.
Avainpisteet:
Sopii niittipylväisiin, joissa d1 <3 mm (ihannetapauksessa> 1 mm rikkoutumisen estämiseksi)
H1 on yleensä (1,5-1,75) * D1
D2 on noin 2 D1, H2 on noin 0,75 D1
Erityiset luvut, jotka perustuvat äänenvoimakkuuden muuntamiseen: s_head = (85%-95%) * s_column
2. puolipyöreä niittipää (pieni profiili)
Tämän tyyppinen on lyhyempi niittausaika kuin suurella profiililla. Se on tarkoitettu myös matalan lujuuden sovelluksille, kuten FPC-kaapeleille tai metallilähteille.
Suunnittelun näkökohdat:
D1 <3mm, mieluiten> 1 mm
H1 on yleensä 1,0 * D1
D2 on noin 1,5 D1, H2 on noin 0,5 D1
Volume Conversion: S_Head = (85%-95%) * S_Column
3. Kaksinkertainen puolipyöreä niittipää
Niiittipylväät ovat tässä hiukan suurempia kuin puolipyöreät tyypit. Tämä malli lyhentää niittaamista aikaa ja parantaa tuloksia. Sitä käytetään, kun tarvitaan korkeampaa kiinnityslujuutta.
Avainpisteet:
Sopii niittipylväisiin, joiden D1 on välillä 2-5 mm
H1 on tyypillisesti 1,5 * D1
D2 on noin 2 D1, H2 on noin 0,5 D1
Volume -muuntaminen koskee
Niittipylväs ja homeen kuumien niittauspäiden keskuksen on kohdistettu siistiä muodostumista varten
4. rengasmainen niittipää
Kun niittipylvään halkaisija kasvaa, käytetään onttoja pylväitä. Ne lyhentävät niittausaikaa, parantavat tuloksia ja estävät kutistumisvirheitä. Tämä tyyppi on tarkoitettu sovelluksille, jotka tarvitsevat korkeampaa kiinnityslujuutta.
Ominaisuudet:
D1> 5mm
H1 on (0,5-1,5) * D1, pienempi arvo suuremmille halkaisijoille
Sisäinen D on 0,5 * D1 takaisin kutistumisen välttämiseksi
D2 on noin 1,5 D1, H2 on noin 0,5 D1
Volume -muuntaminen koskee
Jopa onttojen pylväiden lämmitys auttaa muodostamaan päteviä päätä
5. litteä niittipää
Litteät päät ovat sopivia, kun muodostuneen pään ei pitäisi työntää pinnalta.
Suunnittelu Huomautuksia:
D1 <3mm
H1 on tyypillisesti 0,5 * D1
D2 ja H2 tilavuuden muuntamisen perusteella
Kytketty osa tarvitsee riittävän paksuuden laskuriin
Riittämätön paksuus johtaa epäluotettavaan yhteyteen ja riittämättömään lujuuteen
6. Unkittu niittipää
Käytä uritettuja päätä, kun tarvitset suurempaa kosketusaluetta, mutta sinulla ei ole tilaa onttoihin sarakkeisiin.
Avainpisteet:
Pohjahalkaisija D1 <3mm, ylimmän halkaisija D3 = (0,4-0,7) * D1
H1 on (1,5-2) * d1, vähemmän kuin sarakkeen korkeus L
D2 on noin 2 D1, H2 on noin 1,0 D1
Volume -muuntaminen koskee
7. laipallinen niittipää
Laitospäät ovat ihanteellisia yhdistäville liittimille, jotka vaativat puristamista tai käärimistä.
Suunnittelun näkökohdat:
Pohjahalkaisija D1 <3mm, ylimmän halkaisija D3 = (0,3-0,5) * D1
H1 on (1,5-2) * d1, vähemmän kuin sarakkeen pituus L
D2 on yleensä 2 D1, H2 on noin 1,0 D1
Volume -muuntaminen koskee
Suunnitteluun liittyviä näkökohtia niittipylväiden ja niittien päähän
Suunnitellessasi niittipylväitä ja päätä, mielessä on useita keskeisiä tekijöitä. Tutkitaan niitä yksityiskohtaisesti.
Niittäpylväiden suunnittelu kaltevilla pinnoilla tai kaukana pohjasta
Jos niittipylväs on kaltevalla tasolla tai kaukana pohjapinnasta, tarvitaan erityistä suunnittelua. Tässä on kaksi menetelmää:
Suunnittelumenetelmä niittipylväille kaltevilla pinnoilla
Kalteville pinnoille niittipylvään tulisi olla kohtisuorassa pintaan nähden. Tämä varmistaa asianmukaisen linjauksen ja kiinnittyneen kiinnittimen.
Suunnittelumenetelmä niittipylvälle, joka on sijoitettu korkealle pohjapinnan yläpuolelle
Kun pylväs on korkea pohjan yläpuolella, tukirakenteiden lisääminen on ratkaisevan tärkeää. Ne estävät taivuttamisen tai rikkoutumisen niittaamisen aikana.
Redundanssisuunnittelun merkitys
Muovinen niittaaminen luo pysyviä liitäntöjä, joita on vaikea korjata, jos ne epäonnistuvat. Redundanssin sisällyttäminen suunnitteluun on välttämätöntä.
Yksi lähestymistapa on niitta -sarakkeiden ja reikien lukumäärän kaksinkertaistaminen. Aluksi käytetään vain ensisijaista sarjaa (esim. Keltainen). Jos korjausta tarvitaan, toissijainen sarja (esim. Valkoinen) tarjoaa varmuuskopion.
Tämä redundanssi antaa sinulle toisen mahdollisuuden korjata, mikä lisää niitatun kokoonpanon yleistä luotettavuutta.
Niitit pään ja pylvään mitat
Riittipään ja pylvään mitat liittyvät läheisesti toisiinsa. Tässä on joitain keskeisiä suhteita, jotka on otettava huomioon:
Niittien pään halkaisija (D2) on yleensä noin 2 kertaa pylvään halkaisija (D1)
Niittien pään korkeus (H2) on tyypillisesti noin 0,75 kertaa D1 suurille puolipyöreille päille ja 0,5 kertaa D1 pienille puolipyöreille päille
Erityisten mittojen tulisi perustua äänenvoimakkuuden muuntamiseen: s_head = (85%-95%) * S_Column
Tämä äänenvoimakkuuden muuntaminen varmistaa, että niittipäässä on riittävästi materiaalia vahvan, turvallisen yhteyden muodostamiseksi ilman liiallista jätettä.
Materiaalin sopeutumiskyky muoviseen niittaamiseen
Kaikki muovit eivät sovellu niittaamiseen. Tutkitaan avaintekijöitä, jotka määrittävät materiaalin sopeutumiskyvyn.
Talmoplastit vs. termosetit
Termomyritteet voivat sulaa ja muuttaa uudelleen tietyllä lämpötila -alueella. Ne ovat ihanteellisia niittaamiseen.
Sitä vastoin termosetit kovettuvat pysyvästi kuumennettaessa. Niitä on vaikea niittiä standardimenetelmien avulla.
Siksi tuoterakenteisiin liittyy usein kestomuovia, kun niittausta vaaditaan.
Amorfinen vs. puolikiteinen muovit
Termoplistit jaetaan edelleen amorfisiin ja puolikiteisiin tyyppeihin. Jokaisella on ainutlaatuisia ominaisuuksia, jotka vaikuttavat niittaamiseen.
Amorfinen (ei-kiteinen) muovit
Epäjärjestynyt molekyylijärjestely
Asteittainen pehmeneminen ja sulaminen lasinsiirtymän lämpötilassa (TG)
Sopii kaikkiin kolmeen niittausprosessiin (kuuma sula, kuuma ilma, ultraääni)
Puolikiteinen muovit
Tilattu molekyylijärjestely
Erillinen sulamispiste (TM) ja uudelleenkiteytyspiste
Pysy kiinteänä, kunnes se saavuttaa sulamispisteen, sitten jähmettyä nopeasti jäähtyessään
Sopii paremmin kuumaan sulamiseen niittaamiseen yhdistetyn lämmityksen ja muodostumisen vuoksi
Säännöllinen kevään kaltainen rakenne absorboi ultraäänienergiaa, mikä tekee ultraäänistä niittaamista haastavaksi
Korkeammat sulatuspisteet vaativat enemmän ultraäänienergiaa sulamaan
Ultraäänien niittaamiseen tarvittavat huolelliset suunnittelun näkökohdat (korkeampi amplitudi, nivelen suunnittelu, hitsauspään kosketus, etäisyys, kalusteet)
Minimoi alkuperäinen kosketus niittipylvään ylä- ja hitsauspään välillä energian keskittämiseksi
Täyteaineiden vaikutus (esim. Lasikuidut)
Täyteaineet voivat vaikuttaa merkittävästi muovin niittaamiseen. Katsotaanpa esimerkkinä lasikuituja.
Avainpisteet:
Suuri ero sulatuspisteissä muovin ja lasikuitujen välillä
Kuuman sulamisen niittaaminen: Tarkka lämpötilanhallinta (± 10 °) ratkaisevan tärkeä
Korkeat lämpötilat aiheuttavat lasikuitua saostumista, tarttuvuutta ja karkeita pintoja
Matalat lämpötilat johtavat halkeamiin ja kylmään muodostumiseen
Ultraääninen niittaaminen: lisää värähtelyenergiaa, jota tarvitaan muovin sulamiseen
Täyteainesisällön ohjeet:
<10%: Minimaalinen vaikutus materiaalin ominaisuuksiin, hyödyllinen pehmeille materiaaleille (PP, PE, PPS)
10-30%: Vähentää niittauslujuutta
-
30%: Vaikuttaa merkittävästi niittaamisen suorituskykyyn
Muut ultraääni -niittaamiseen vaikuttavat materiaaliominaisuudet:
Kovuus: Korkeampi kovuus parantaa yleensä niittaamista
Sulamispiste: Korkeammat sulatuspisteet vaativat enemmän ultraäänenergiaa
Puhtaus: Suurempi puhtaus parantaa niittaamista, kun taas kierrätysmateriaalien epäpuhtaudet vähentävät suorituskykyä
Niittaamisessa käytetty muovimateriaalit
Oikean muovimateriaalin valitseminen on välttämätöntä onnistuneen niittaamisen kannalta. Katsotaanpa tarkemmin joitain yleisiä vaihtoehtoja.
Matalan tiheyden polyeteeni (LDPE)
LDPE: llä on alhainen tiheys johtuen löysästi pakatusta molekyylirakenteesta. Se on joustava, mutta kova.
Tärkeimmät ominaisuudet:
Polypropeeni (PP)
PP: tä käytetään laajasti toimialoissa, autojen pakkaamisesta. Se tarjoaa hyvän kemiallisen resistenssin ja sähköeristyksen.
Sovellukset:
Kotitalouksien neste ja pesuainepakkaus
Mies/naispuolinen räikkäriitit
Snap-in-huuhtelupinta-niitit
Kuusen niitit
Nylon
Nylon, erityisesti Nylon 6/6, on suosittu valmistuksessa. Sen matala kitka tekee siitä ihanteellisen hammaspyörille ja laakereille.
Ominaisuudet:
Vahvat hapot, alkoholit ja alkalit voivat hyökätä useimpiin kemikaaleihin, mutta niitä voi hyökätä
Huono vastus laimennetuille hapoille, erinomainen vastus öljyille ja rasvoille
Käytetään napsautuksen niiteissä, kiinnitettävissä niiteissä ja push-in nup -pään niiteissä
Asetaali (polyoksimetyleeni, pom)
Asetaali tai pom on vahva, jäykkä ja kosteuden, lämmön, kemikaalien ja liuottimien kestävä. Sillä on hyvät sähköeristysominaisuudet.
Käyttö:
Vaihteet, holkit, autoovenkahvat
Neljännesvuosipaneelin kiinnittimet
Paneelin lakkoilijat
Snap-in-huuhtelupinta-niitit
Polysulfoni (PSU)
PSU: ta käytetään erikoissovelluksissa sen korkean lämpö- ja mekaanisen kapasiteetin vuoksi.
Tärkeimmät ominaisuudet:
Hyvä kemiallinen vastus
Käytetään lääketieteellisessä tekniikassa, lääkkeissä, elintarvikkeiden jalostuksessa ja elektroniikassa
Sopii napsautusten niiteihin
Materiaalin ominaisuuksien vertailu
Tässä on taulukko, jossa verrataan näiden materiaalien ominaisuuksia:
| ominaisuudet | LDPE | PP | Nylon 6/6 | Asetaali | PSU |
| Vetolujuus (PSI) | 1 400 | 3 800-5 400 | 12 400 | 9 800-10 000 | 10 200 |
| Vaikutuslujuus (J/M⊃2;) | Ei taukoa | 12.5-1.2 | 1.2 | 1,0-1,5 | 1.3 |
| Dielektrinen lujuus (KV/mm) | 16-28 | 20-28 | 20-30 | 13.8-20 | 15-10 |
| Tiheys (g/cm³) | 0,917-0,940 | 0,900-0,910 | 1.130-1.150 | 1.410-1.420 | 1,240-1,250 |
| Enintään Jatkuva palvelun lämpötila. | 212 ° F (100 ° C) | 266 ° F (130 ° C) | 284 ° F (140 ° C) | 105 ° C) 221 ° F | 356 ° F (180 ° C) |
| Lämpöeristys (w/m · k) | 0,320-0,350 | 0,150-0,210 | 0,250-0,250 | 0,310-0,370 | 0,120-0,260 |
Muista, että lisäaineet ja stabilisaattorit voivat parantaa tiettyjä ominaisuuksia. Esimerkiksi UV -stabilisaattorit voivat parantaa nylonin ulko suorituskykyä.
Kuinka valita oikean kokoinen niitti
Yleinen nyrkkisääntö
Yksinkertainen lähestymistapa on perustaa niittien halkaisija liitettyjen levyjen paksuuteen. Tässä on nyrkkisääntö:
niittien halkaisija = 1/4 × levyn paksuus
Tämä suhde varmistaa, että niitti on verrannollinen materiaaliin, jota se pitää yhdessä. Se tunnetaan myös nimellä otevalikoima.
Harkittavia tekijöitä
Vaikka yleinen sääntö on hyvä lähtökohta, on myös muita tekijöitä, jotka pidetään mielessä:
Materiaaliominaisuudet
Yhteinen suunnittelu
Niveltyyppi (lap, pusku jne.)
Lastausolosuhteet (leikkaus, jännitys jne.)
Estetiikka
Kokoonpanoprosessi
Nämä tekijät voivat vaikuttaa optimaaliseen niittien kokoon. Joissakin tapauksissa joudut ehkä poiketa yleisestä säännöstä parhaiden tulosten saavuttamiseksi.
Esimerkkejä ja laskelmia
Katsotaanpa muutamia esimerkkejä mitoitusprosessin havainnollistamiseksi.
Esimerkki 1:
Esimerkki 2:
Levyn paksuus: 10 mm
Niittien halkaisija = 1/4 × 10 mm = 2,5 mm
Pyöristä lähimpään vakiokokoon, esim. 3 mm
Esimerkki 3:
Levyn paksuus: 2 mm (ohuet levyt)
Niittien halkaisija = 1/4 × 2 mm = 0,5 mm
Nouse vähimmäiskokoon, esim. 1 mm, asennuksen ja lujuuden helpottamiseksi
Muista, että nämä laskelmat tarjoavat lähtökohdan. Harkitse aina sovelluksesi erityisiä vaatimuksia ja tee säädöksiä tarpeen mukaan.
| Levyn paksuus (mm) | niittien halkaisija (mm) |
| 1-2 | 1 |
| 3-4 | 1-2 |
| 5-8 | 2-3 |
| 9-12 | 3-4 |
| 13-16 | 4-5 |
Johtopäätös
Tässä oppaassa tutkimme muoviosien erilaisia niittausprosesseja, mukaan lukien kuuma sula, kuuma ilma ja ultraäänimenetelmät. Keskustelimme myös erilaisista niittipään tyypeistä ja niiden erityisistä sovelluksista.
Oikean niittausprosessin ja materiaalien valitseminen on ratkaisevan tärkeää voimakkaita ja kestäviä liitäntöjä muovikokoonpanoissa. Oikea valinta voi vaikuttaa merkittävästi tuotteidesi pitkäikäisyyteen ja suorituskykyyn.
Nyt kun sinulla on tämä tieto, kehotamme sinua soveltamaan näitä oivalluksia projekteihisi. Näin tekemällä varmistat paremmat tulokset ja luotettavammat kokoonpanot valmistuspyrkimyksissäsi. Ota yhteyttä tänään !
