מדריך מרתק לחלקי פלסטיק: כל מה שאתה צריך לדעת

האם תהית אי פעם כיצד חלקי פלסטיק נשארים מהודקים היטב ללא ברגים או דבק? Riveting מציע פיתרון אמין. במדריך זה נחקור את יסודותיו של מרתק פלסטיק, את משמעותו בענפים שונים וכיצד לבחור את השיטה הנכונה. תלמד את הפרטים הקטנים של חלקי פלסטיק מרתקים לחיבורים חזקים ועמידים.

מהי מרתק פלסטיק?

מסמרת פלסטיק היא שיטת הידוק מכנית. זה כרוך בשימוש בכוח צירי כדי לעוות את שוק המסמרת בתוך חור. זה יוצר ראש ומחבר בין חלקים מרובים.

בהשוואה למסמרת מתכת, למרתק פלסטיק יש כמה הבדלי מפתח. זה לא דורש מסמרות או פוסטים נוספים. במקום זאת, הוא משתמש במבנים פלסטיים כמו עמודים או צלעות. הם חלק מגוף הפלסטיק.

יתרונות וחסרונות של מסמרת פלסטיק

לריסות פלסטיק יש מספר יתרונות וחסרונות. בואו נסתכל מקרוב.

יתרונות נפוצים:

• מבנה חלק פשוט, הפחתת עלויות עובש

• הרכבה קלה, אין צורך בחומרים או מחברים נוספים

• אמינות גבוהה

• יכול למסמר מספר נקודות בו זמנית, ולשפר את היעילות

• מצטרף לחלקים מפלסטיק, מתכת ולא מתכת, אפילו בחללים צמודים

• עומד בפני רטט ארוך טווח ותנאים קיצוניים

• תהליך מהיר, חיסכון באנרגיה, פשוט

• בדיקת איכות חזותית קלה

חסרונות נפוצים:

• דורש ציוד מרתק נוסף וכלי כלים

• לא מתאים לעומסים בעלי חוזק גבוה או לטווח הארוך

• חיבור קבוע, לא ניתן לניתוק או לתיקון

• קשה לתיקון אם זה נכשל

• עשוי להזדקק ליתירות בשלב העיצוב

חסרון	יתרון
מבנה פשוט, עלויות עובש נמוכות	זקוק לציוד וכלים נוספים
הרכבה קלה, אמינות גבוהה	לא לעומסים בעלי חוזק גבוה או לטווח הארוך
מצטרף לחומרים שונים ביעילות	קבוע, לא ניתן לניתוק או לתיקון
עומד בפני רטט ותנאים קיצוניים	קשה לתיקון, עשוי להזדקק ליתירות
תהליך פשוט, מהיר וחיסכון באנרגיה	-
בדיקות באיכות חזותית קלה	-

סוגי תהליכי מרתק פלסטיק

ישנם שלושה סוגים עיקריים של תהליכי מסמרת פלסטיק. הם מרתקים להמסה חמה, מרתקת אוויר חם ומרתק קולי.

מרתק להמסה חמה

מסמרת נמס חם היא תהליך מסוג מגע. זה כרוך בצינור חימום בתוך הראש המרתק. זה מחמם את הראש המרתק המתכת, אשר אז ממיס ומעצב את מסמרת הפלסטיק.

יתרונות:

• עיצוב ציוד קומפקטי

• מתאים לרכיבים קטנים עם עמודי מסמרת מרווחים מקרוב

חסרונות:

• קירור לא מספיק יכול לגרום לפלסטיק להיצמד לראש

• לא מתאים לעמודי מסמרת גדולים יותר

• לחץ שיורי גבוה וכוח נשיקה נמוכה יותר

• לא מומלץ למוצרים עם דרישות מיקום/קיבוע גבוה

מסמרת נמס חמה משמשת לרוב ללוחות PCB ולחלקים דקורטיביים מפלסטיק.

מסמרת אוויר חם (אוויר חם מסמרת קר)

מסמרת אוויר חם היא תהליך שאינו מגע. הוא משתמש באוויר חם כדי לחמם ולרכך את עמוד המסמרת הפלסטיק. ואז, ראש מרתק קר לוחץ ומעצב אותו.

בתהליך שני שלבים:

1. חימום: אוויר חם מחמם באופן אחיד את עמוד המסמרת עד שהוא ניתן לניעוד.

2. קירור: ראש המרתק הקר לוחץ על העמוד המרוכך ויוצר ראש יציב.

יתרונות:

• חימום אחיד מפחית לחץ פנימי

• ראש מסמרת קר ממלא במהירות פערים, ומשיג אפקט תיקון טוב

חסרונות:

• פערים בין עמוד המסמרת לחלק המחובר לא צריכים להיות גדולים מדי

מסמרת אוויר חם מתאימה לרוב החומרים התרמופלסטיים ולפלסטיקה מחוזקת של סיבי זכוכית.

מסמרת קולי

מסמרת קולית היא תהליך נוסף מסוג מגע. הוא משתמש בתנודות בתדר גבוה כדי לייצר חום ולהמיס את עמוד המסמרת הפלסטיק.

יתרונות:

• תהליך מהיר (פחות מחמש שניות)

• הסבירות הנמוכה לחוטם בגלל שום חום שיורי בראש ריתוך

חסרונות:

• חימום לא אחיד יכול לגרום לעמודים רופפים או מושפלים

• מרחק חלוקה מוגבל אם משתמשים בראש ריתוך יחיד

• תנודות יכולות לפגוע ברכיבים במידה מסוימת

מסמרת קולי אינה מתאימה לחומרי סיבי זכוכית או לאלה עם נקודות התכה גבוהות.

להלן טבלת השוואה של שלושת התהליכים:  

תהליכים	שיטת חימום	מרתקת חוזק קביעת	אפקט אפקט	מהירות	ציוד גמישות
נמס חם	איש קשר (ראש מתכת)	לא אמין, רגיש לרטט	פגום בגלל ריכוך לא שלם	6-60s	מעבר משולב ומורכב
אוויר חם	ללא קשר (אוויר חם)	גבוה, לא רגיש לרטט	מעולה, ממלא לחלוטין פערים	8-12s	חימום ומתכווננים מתכווננים
אולטרה סאונד	קשר (רטט)	לֹא מְהֵימָן	פגום בגלל ריכוך לא שלם	<5s	שליטה מוגבלת עם ראש משולב

סוגי ראש מסמרת נפוצים לחלקי פלסטיק

כשמדובר במסמרת פלסטיק, הגיאומטריה וממדי ראשי המסמרת הם מכריעים. בואו נסתכל על כמה סוגים נפוצים.

1. ראש מסמרת חצי עגול (פרופיל גדול)

זהו הסוג הנפוץ ביותר. הוא משמש כאשר אין צורך בחוזק גבוה, כמו ב- PCB או בחלקים דקורטיביים.

נקודות מפתח:

• מתאים לעמודות מסמרת עם D1 <3 מ'מ (באופן אידיאלי> 1 מ'מ למניעת שבירה)

• H1 הוא בדרך כלל (1.5-1.75) * D1

• D2 הוא סביב 2 D1, H2 הוא בערך 0.75 D1

• מספרים ספציפיים המבוססים על המרת נפח: s_head = (85%-95%) * S_COLUMN

2. ראש מסמרת חצי עגול (פרופיל קטן)

לסוג זה זמן מרתק קצר יותר מהפרופיל הגדול. זה מיועד גם ליישומים בעלי חוזק נמוך, כגון כבלי FPC או קפיצי מתכת.

שיקולי עיצוב:

• D1 <3 מ'מ, רצוי> 1 מ'מ

• H1 הוא בדרך כלל 1.0 * d1

• D2 הוא בערך 1.5 D1, H2 הוא סביב 0.5 D1

• המרת נפח: s_head = (85%-95%) * s_column

3. ראש מסמרת כפול חצי עגול

עמודות המסמרת כאן מעט גדולות יותר מהסוגים החצי-עגולים. עיצוב זה מקצר את זמן המרתק ומשפר את התוצאות. הוא משמש כאשר יש צורך בחוזק תיקון גבוה יותר.

נקודות מפתח:

• מתאים לעמודי מסמרת עם D1 בין 2-5 מ'מ

• H1 הוא בדרך כלל 1.5 * d1

• D2 הוא בערך 2 D1, H2 הוא סביב 0.5 D1

• המרת נפח חלה

• עמוד מסמרת ועובש מרכזי ראש מרתקים חמים חייבים להתיישר ליצירת מסודר

4. ראש מסמרת טבעי

ככל שקוטר עמוד המסמרת גדל, משתמשים בעמודים חלולים. הם מקצרים את זמן המרתק, משפרים את התוצאות ומונעים מומים עם הצטמקות. סוג זה מיועד ליישומים הזקוקים לחוזק תיקון גבוה יותר.

מאפיינים:

• D1> 5 מ'מ

• H1 הוא (0.5-1.5) * D1, ערך קטן יותר לקטרים ​​גדולים יותר

• הפנימי D הוא 0.5 * d1 כדי להימנע מתכווצות גב

• D2 הוא סביב 1.5 D1, H2 הוא בערך 0.5 D1

• המרת נפח חלה

• אפילו חימום של עמודים חלולים עוזר ליצור ראשים מוסמכים

5. ראש מסמרת שטוחה

ראשים שטוחים מתאימים כאשר הראש שנוצר לא אמור לבלוט מהשטח.

הערות עיצוב:

• D1 <3 מ'מ

• H1 הוא בדרך כלל 0.5 * d1

• D2 ו- H2 מבוסס על המרת נפח

• חלק מחובר זקוק לעובי מספיק עבור שינה דלילה

• עובי לא מספיק מוביל לחיבור לא אמין וכוח לא מספיק

6. ראש מסמרת מצולע

השתמש בראשים מצולעים כשאתה זקוק לאזור מגע גדול יותר אך אין לך מקום לעמודים חלולים.

נקודות מפתח:

• קוטר בסיס D1 <3 מ'מ, קוטר עליון D3 = (0.4-0.7) * D1

• H1 הוא (1.5-2) * D1, פחות מגובה העמודה l

• D2 הוא בערך 2 D1, H2 הוא סביב 1.0 D1

• המרת נפח חלה

7. ראש מסמרת אוגן

ראשים מאוגנים הם אידיאליים למחברים הדורשים לחיצה או לעטוף.

שיקולי עיצוב:

• קוטר בסיס D1 <3 מ'מ, קוטר עליון D3 = (0.3-0.5) * D1

• H1 הוא (1.5-2) * D1, פחות מאורך העמודה l

• D2 הוא בדרך כלל 2 D1, H2 הוא בערך 1.0 D1

• המרת נפח חלה

שיקולי עיצוב עבור עמודות מסמרת וראשי מסמרת

בעת תכנון עמודות וראשים מסמרת, ישנם מספר גורמים עיקריים שכדאי לזכור. בואו נחקור אותם בפירוט.

תכנון עמודות מסמרת על משטחים נוטים או רחוק מהבסיס

אם עמוד המסמרת נמצא במישור נוטה או רחוק משטח הבסיס, יש צורך בעיצוב מיוחד. להלן שתי שיטות:

שיטת תכנון לעמודי מסמרת על משטחים נוטים

עבור משטחים נוטים, עמוד המסמרת צריך להיות בניצב על פני השטח. זה מבטיח יישור נכון והידוק מאובטח.

שיטת תכנון עבור עמוד מסמרת ממוקמת גבוהה מעל פני הבסיס

כאשר העמודה גבוהה מעל הבסיס, הוספת מבני תמיכה היא קריטית. הם מונעים כיפוף או נשבר במהלך המסמרת.

החשיבות של עיצוב יתירות

מסמרת פלסטיק יוצרת חיבורים קבועים שקשה לתיקון אם הם נכשלים. שילוב יתירות בעיצוב הוא חיוני.

גישה אחת היא הכפלת מספר עמודות המסמרת והחורים. בתחילה משתמשים רק במערכה הראשית (למשל, צהוב). אם יש צורך בתיקון, הסט המשני (למשל, לבן) מספק גיבוי.

יתירות זו מעניקה לך הזדמנות שנייה לתיקון, מה שמגדיל את האמינות הכוללת של המכלול המסמרת.

קשר בין ממדי ראש מסמרת לעמודה

הממדים של ראש המסמרת ועמודה קשורים זה לזה. להלן כמה מערכות יחסים מרכזיות שיש לקחת בחשבון:

• קוטר ראש המסמר (D2) הוא בדרך כלל בערך פי 2 מקוטר העמוד (D1)

• גובה ראש מסמרת (H2) הוא בדרך כלל בערך 0.75 פעמים D1 עבור ראשים עגולים למחצה, ו- 0.5 פעמים D1 לראשים קטנים למחצה חצי עגולים

• הממדים הספציפיים צריכים להיות מבוססים על המרת נפח: s_head = (85%-95%) * s_column

המרת נפח זו מבטיחה כי לראש המסמרת יש מספיק חומר ליצירת חיבור חזק ומאובטח ללא פסולת מוגזמת.

יכולת הסתגלות חומרית למסמרת פלסטיק

לא כל הפלסטיקה מתאימה למרתק. בואו נחקור את גורמי המפתח שקובעים את יכולת ההסתגלות של החומר.

תרמופלסטיקה לעומת תרמוסטים

תרמופלסטים יכולים להמיס ולהיות מעוצבים מחדש בטווח טמפרטורות ספציפי. הם אידיאליים למרתק.

לעומת זאת, תרמוסטים מתקשרים לצמיתות כאשר הם מחוממים. הם קשים למסמרת בשיטות סטנדרטיות.

לפיכך, מבני מוצרים כוללים לרוב תרמופלסטיקה כאשר נדרשת מסמרת.

אמורפי לעומת פלסטיקה חצי-גבישית

התרמופלסטים מחולקים עוד יותר לסוגים אמורפיים וחצי גבישים. לכל אחד מהם מאפיינים ייחודיים המשפיעים על מרתק.

פלסטיקה אמורפית (לא גבישית)

• סידור מולקולרי מופרע

• ריכוך הדרגתי ונמס בטמפרטורת מעבר זכוכית (TG)

• מתאים לכל שלושת תהליכי המסמרות (נמס חם, אוויר חם, קולי)

פלסטיקה גבישית למחצה

• הסדר מולקולרי שהוזמן

• נקודת התכה מובחנת (TM) ונקודת התגבשות מחדש

• להישאר מוצק עד להגיע לנקודת התכה, ואז מתמצק במהירות כאשר מתקרר

• מתאים יותר למריסת נמס חם עקב חימום ויצירת משולבים

• מבנה רגיל דמוי קפיץ סופג אנרגיה קולית, מה שהופך את המרתק האולטרה-קולי למאתגר

• נקודות התכה גבוהות יותר דורשות אנרגיה קולית יותר להתמוסס

• שיקולי תכנון קפדניים הדרושים למסמרת קולית (משרעת גבוהה יותר, עיצוב משותף, מגע ראש ריתוך, מרחק, אביזרים)

• צמצם את המגע הראשוני בין ראש עמוד המסמרת לראש הריתוך לריכוז אנרגיה

השפעת חומרי מילוי (למשל, סיבי זכוכית)

חומרי מילוי יכולים להשפיע באופן משמעותי על ביצועי המרתק של הפלסטיק. בואו נסתכל על סיבי זכוכית כדוגמה.

נקודות מפתח:

• הבדל גדול בנקודות התכה בין סיבי פלסטיק וזכוכית

• מסמרת נמס חם: בקרת טמפרטורה מדויקת (± 10 °) מכריעה

• טמפרטורות גבוהות גורמות לשקעים של סיבי זכוכית, הדבקה ומשטחים מחוספסים

• טמפרטורות נמוכות מובילות לסדקים ויצירת קור

• מסמרת קולית: יותר אנרגיית רטט הדרושה להמיס פלסטיק

• תכולת מילוי גבוהה גורמת לאריות וניתוק בנקודות מסמרת

• מפחית את חוזק המרתקים ואמינות

הנחיות תוכן מילוי:

• <10%: השפעה מינימלית על תכונות החומר, מועילה לחומרים רכים (PP, PE, PPS)

• 10-30%: מפחית את חוזק המרתק

• 30%: משפיע באופן משמעותי על ביצועי מרתק

תכונות חומר אחרות המשפיעות על מסמרת קולי:

• קשיות: קשיות גבוהה יותר בדרך כלל משפרת את המרתק

• נקודת התכה: נקודות התכה גבוהות יותר דורשות יותר אנרגיה קולית

• טוהר: טוהר גבוה יותר משפר את המרתק, ואילו זיהומים בחומרים ממוחזרים מפחיתים את הביצועים

חומרים מפלסטיק המשמשים למרתק

בחירת חומר הפלסטיק הנכון היא קריטית למרתק מוצלח. בואו נסתכל מקרוב על כמה אפשרויות נפוצות.

פוליאתילן בצפיפות נמוכה (LDPE)

ל- LDPE צפיפות נמוכה בגלל המבנה המולקולרי הארוז באופן רופף. זה גמיש ועם זאת קשה.

מאפייני מפתח:

• צף על מים

• עומד בפני טמפרטורות קרות עד -58 מעלות צלזיוס (-50 מעלות צלזיוס)

• משמש לחסידות מחגר זכר/נקבות

פוליפרופילן (PP)

PP נמצא בשימוש נרחב בכל תעשיות, החל מרכב לאריזה. הוא מציע עמידות כימית טובה ובידוד חשמלי.

יישומים:

• אריזות נוזלים וחומר ניקוי ביתי

• מסמרות מחגר זכר/נקבה

• מסמרות עליונות סומק

• מסמרות עץ אש

ניילון

ניילון, במיוחד ניילון 6/6, פופולרי בייצור. החיכוך הנמוך שלו הופך אותו לאידיאלי עבור הילוכים ומסבים.

מאפיינים:

• מתנגד לרוב הכימיקלים, אך ניתן לתקוף אותם על ידי חומצות חזקות, אלכוהולים ואלקליס

• עמידות לקויה לחומצות מדוללות, עמידות מצוינת לשמנים ושומנים

• משמש למסמרות הצמד, מסמרות פתיחות ומסמרות ראש ידיות דחיפה

אצטל (פוליוקסימתילן, POM)

אצטל, או פום, חזק, נוקשה ועמיד בפני לחות, חום, כימיקלים וממסים. יש לו תכונות בידוד חשמליות טובות.

שימושים:

• הילוכים, תותבים, ידיות דלת רכב

• מחבקי פאנל רבע

• שוברי פאנל

• מסמרות עליונות סומק

Polysulfone (PSU)

PSU משמש ביישומים מיוחדים בגלל יכולתו התרמית והמכנית הגבוהה.

תכונות מפתח:

• עמידות כימית טובה

• משמש בטכנולוגיה רפואית, תרופות, עיבוד מזון ואלקטרוניקה

• מתאים למסמרות Snap

השוואה בין תכונות חומר

להלן טבלה המשווה בין המאפיינים של חומרים אלה:

מאפיינים	LDPE	PP	ניילון 6/6	אצטל	PSU
חוזק מתיחה (PSI)	1,400	3,800-5,400	12,400	9,800-10,000	10,200
קשיחות השפעה (J/M⊃2;)	אין הפסקה	12.5-1.2	1.2	1.0-1.5	1.3
חוזק דיאלקטרי (KV/MM)	16-28	20-28	20-30	13.8-20	15-10
צפיפות (g/cm³)	0.917-0.940	0.900-0.910	1.130-1.150	1.410-1.420	1.240-1.250
מקס. טמפ 'שירות רציף.	212 ° F (100 מעלות צלזיוס)	266 מעלות צלזיוס	284 מעלות צלזיוס	221 מעלות צלזיוס	356 מעלות צלזיוס
בידוד תרמי (w/m · k)	0.320-0.350	0.150-0.210	0.250-0.250	0.310-0.370	0.120-0.260

זכור כי תוספים ומייצבים יכולים לשפר תכונות מסוימות. לדוגמה, מייצבי UV יכולים לשפר את הביצועים החיצוניים של ניילון.

כיצד לבחור את מסמרת הגודל המתאים

כלל אצבע כללי

גישה פשוטה היא לבסס את קוטר המסמרת על עובי הלוחות המצטרפים. להלן כלל האצבע:

קוטר מסמרת = 1/4 × עובי צלחת

יחס זה מבטיח כי המסמרת תהיה פרופורציונלית לחומר שהוא מחזיק יחד. זה ידוע גם בשם טווח האחיזה.

גורמים שיש לקחת בחשבון

בעוד שהכלל הוא נקודת פתיחה טובה, ישנם גורמים אחרים שכדאי לזכור:

1. מאפייני חומר

• כוח וקשיות של הלוחות

• מאפייני פלסטיות ועיוות

2. עיצוב משותף

• סוג המפרק (הברכיים, התחת וכו ')

• תנאי טעינה (גזירה, מתח וכו ')

3. אֶסתֵטִיקָה

• מפרק גלוי או נסתר

• ראש סומק או בולט

4. תהליך הרכבה

• מסמרת ידנית או אוטומטית

• נגישות ופינוי

גורמים אלה יכולים להשפיע על גודל המסמרת האופטימלי. במקרים מסוימים, יתכן שתצטרך לסטות מהכלל הכללי כדי להשיג את התוצאות הטובות ביותר.

דוגמאות וחישובים

בואו נסתכל על כמה דוגמאות כדי להמחיש את תהליך הגודל.

דוגמא 1:

• עובי צלחת: 4 מ'מ

• קוטר מסמר = 1/4 × 4 מ'מ = 1 מ'מ

דוגמא 2:

• עובי צלחת: 10 מ'מ

• קוטר מסמר = 1/4 × 10 מ'מ = 2.5 מ'מ

• עיגול עד לגודל הסטנדרטי הקרוב ביותר, למשל, 3 מ'מ

דוגמא 3:

• עובי צלחת: 2 מ'מ (צלחות דקות)

• קוטר מסמר = 1/4 × 2 מ'מ = 0.5 מ'מ

• הגדל לגודל מעשי מינימלי, למשל, 1 מ'מ, כדי להקל על ההתקנה וכוח

זכרו, חישובים אלה מספקים נקודת התחלה. שקול תמיד את הדרישות הספציפיות של היישום שלך וביצע התאמות לפי הצורך.

עובי צלחת (מ'מ)	קוטר מסמרת (מ'מ)
1-2	1
3-4	1-2
5-8	2-3
9-12	3-4
13-16	4-5

מַסְקָנָה

במדריך זה, בדקנו את תהליכי המסמרות השונים עבור חלקי פלסטיק, כולל נמס חם, אוויר חם ושיטות קוליות. דנו גם בסוגי ראש מסמרת שונים וביישומים הספציפיים שלהם.

בחירת תהליך המסמרת והחומרים הנכונים היא קריטית להבטיח חיבורים חזקים ועמידים במכלולי פלסטיק. הבחירה הנכונה יכולה להשפיע באופן משמעותי על אריכות ימים וביצועי המוצרים שלך.

כעת, לאחר שיש לך את הידע הזה, אנו ממליצים לך ליישם תובנות אלה על הפרויקטים שלך. בכך תבטיח תוצאות טובות יותר ומכלולים אמינים יותר במאמצי הייצור שלך. צרו קשר עוד היום !