Jeste li se ikad zapitali kako plastični dijelovi ostaju čvrsto pričvršćeni bez vijaka ili ljepila? Zakonici nude pouzdano rješenje. U ovom ćemo vodiču istražiti osnovne stvari plastičnog zakovaka, njegov značaj u različitim industrijama i kako odabrati pravu metodu. Naučit ćete ubode i izlaza za zakovce plastičnih dijelova za jake, izdržljive veze.
Što je plastična zakovaka?
Plastična zakovaka je mehanička metoda pričvršćivanja. To uključuje upotrebu aksijalne sile za deformiranje sječišta zakovice unutar rupe. To tvori glavu, povezujući više dijelova.
U usporedbi s metalnim zakovanjima, plastična zakovaka ima neke ključne razlike. Ne zahtijeva dodatne zakovice ili postove. Umjesto toga, koristi plastične strukture poput stupaca ili rebara. Dio su plastičnog tijela.
Prednosti i nedostaci plastičnog zakovaka
Plastična zakovaka ima nekoliko prednosti i nedostataka. Pogledajmo bliže.
Uobičajene prednosti:
Jednostavna struktura dijela, smanjenje troškova kalupa
Jednostavan sastanak, potrebni dodatni materijali ili pričvršćivači
Visoka pouzdanost
Može istovremeno zakivati više bodova, poboljšavajući učinkovitost
Pridružuje se plastičnim, metalnim i nemetalnim dijelovima, čak i u tijesnim prostorima
Izdržava dugoročne vibracije i ekstremne uvjete
Jednostavan, brzi postupak koji štedi energiju
Jednostavan pregled vizualne kvalitete
Uobičajeni nedostaci:
Zahtijeva dodatnu opremu za zakovice i alate
Nije prikladno za visoke ili dugoročne opterećenja
Stalna veza, ne odvojiva ili popravljiva
Teško popraviti ako ne uspije
Možda će trebati suvišnost u fazi dizajna
| prednost | nedostatka |
| Jednostavna struktura, niski troškovi kalupa | Treba dodatnu opremu i alate |
| Jednostavno sastavljanje, visoka pouzdanost | Nije za visokoteg ili dugoročnog opterećenja |
| Učinkovito se pridružuje raznim materijalima | Trajni, ne odvojivi ili popravljivi |
| Izdržava vibracije i ekstremne uvjete | Teško za popravak, možda će trebati suvišnost |
| Jednostavan, brz, proces uštede energije | - |
| Jednostavne provjere vizualne kvalitete | - |
Vrste procesa plastičnih zakova
Postoje tri glavne vrste procesa plastičnih zakovaka. Oni su vruće taline zakopčaju, za zakovanost vrućeg zraka i ultrazvučna zakovaka.
Vruće taline zakopčavanje
Vruće taline zakopka je postupak kontaktnog tipa. Uključuje cijev za grijanje unutar glave zakopčavanja. To zagrijava metalnu zakovitu glavu koja se tada topi i oblikuje plastičnu zakovicu.
Prednosti:
Nedostaci:
Nedovoljno hlađenje može uzrokovati da se plastika zalijepi za glavu
Nije prikladno za veće stupce za zakovice
Visoki preostali stres i niža čvrstoća izvlačenja
Ne preporučuje se proizvodima s visokim zahtjevima za pozicioniranje/fiksaciju
Vruće taline zakopka se obično koristi za PCB ploče i plastične ukrasne dijelove.
Vrući zrak za zakovce (hladno zakivanje vrućeg zraka)
Vrući zrak zakopčavanje je proces koji nije kontakt. Koristi vrući zrak za zagrijavanje i omekšavanje plastičnog stupca zakovice. Zatim, hladna zakovaka glava pritisne i oblikuje je.
Proces ima dvije faze:
Grijanje: Vrući zrak ravnomjerno zagrijava stupac zakovice dok se ne može podnijeti.
Hlađenje: Hladna glava za zakovce pritisne omekšani stupac, tvoreći čvrstu glavu.
Prednosti:
Jednoliko grijanje smanjuje unutarnji stres
Hladna glava za zakovanost brzo popunjava praznine, postižući dobar efekt popravljanja
Nedostaci:
Vrući zrak za zakovce pogodno je za većinu termoplastičnih materijala i plastike ojačane staklenim vlaknima.
Ultrazvučno zakovila
Ultrazvučna zakovaka je još jedan postupak kontaktnog tipa. Koristi visokofrekventne vibracije za generiranje topline i rastopanje plastičnog zakovičnog stupa.
Prednosti:
Nedostaci:
Nejednako grijanje može uzrokovati labave ili degradirane stupove
Ograničena udaljenost distribucije ako koristi jednu glavu zavarivanja
Vibracije mogu u određenoj mjeri oštetiti komponente
Ultrazvučna zakovaka nije prikladna za materijale od staklenih vlakana ili one s visokim taljenje.
Evo usporedne tablice triju procesa:
| procesa | Metoda grijanja | zakopčavanje snage | učvršćivanja | za brzinu brzine | Fleksibilnosti opreme |
| Vruća talina | Kontakt (metalna glava) | Nepouzdan, osjetljiv na vibraciju | Neispravan zbog nepotpunog omekšavanja | 6-60 | Integrirana, složena promjena |
| Topli zrak | Nekontakt (vrući zrak) | Visoka, nije osjetljiva na vibracije | Izvrsna, potpuno popunjava praznine | 8-12S | Podesivo grijanje i zakovanost |
| Ultrazvučni | Kontakt (vibracija) | Nepouzdan | Neispravan zbog nepotpunog omekšavanja | <5s | Ograničena kontrola s integriranom glavom |
Uobičajene tipove glave za zakovice za plastične dijelove
Kada je u pitanju plastično zakovila, geometrija i dimenzije glava zakovica su presudni. Pogledajmo neke uobičajene vrste.
1. polukružna glava zakovice (veliki profil)
Ovo je najčešći tip. Koristi se kada visoka čvrstoća nije potrebna, poput PCB -a ili ukrasnih dijelova.
Ključne točke:
Pogodno za stupce zakovica s d1 <3 mm (u idealnom slučaju> 1 mm za sprečavanje loma)
H1 je općenito (1,5-1,75) * d1
D2 je oko 2 d1, H2 je oko 0,75 d1
Specifični brojevi na temelju konverzije volumena: s_head = (85%-95%) * s_column
2. polukružna glava zakovice (mali profil)
Ova vrsta ima kraće vrijeme zakovaka od velikog profila. Također je za aplikacije niske čvrstoće, poput FPC kablova ili metalnih opruga.
Razmatranja dizajna:
D1 <3 mm, po mogućnosti> 1 mm
H1 je obično 1,0 * d1
D2 je oko 1,5 d1, H2 je oko 0,5 d1
Konverzija volumena: s_head = (85%-95%) * s_column
3. Dvostruka polukružna glava zakovice
Ovdje su stupci zakovice nešto veći od polukružnih tipova. Ovaj dizajn skraćuje vrijeme zakovaka i poboljšava rezultate. Koristi se kada je potrebna veća čvrstoća učvršćivanja.
Ključne točke:
Pogodno za stupce za zakovice s d1 između 2-5 mm
H1 je obično 1,5 * d1
D2 je oko 2 d1, H2 je oko 0,5 d1
Primjenjuje se konverzija volumena
Stupac zakovice i plijesan vrući centri za zakovice moraju se uskladiti za uredno oblikovanje
4. Ručana glava zakovice
Kako se promjer stupaca zakovice povećava, koriste se šuplji stupovi. Oni skraćuju vrijeme zakovaka, poboljšavaju rezultate i sprječavaju oštećenja skupljanja. Ova vrsta je za aplikacije kojima je potrebna veća čvrstoća učvršćivanja.
Karakteristike:
D1> 5 mm
H1 je (0,5-1,5) * D1, manja vrijednost za veće promjere
Unutarnji d je 0,5 * d1 kako bi se izbjeglo skupljanje leđa
D2 je oko 1,5 d1, H2 je oko 0,5 d1
Primjenjuje se konverzija volumena
Čak i grijanje šupljih stupaca pomaže u formiranju kvalificiranih glava
5. ravna glava zakovice
Ravne glave su prikladne kada formirana glava ne bi trebala strpati s površine.
Napomene o dizajnu:
D1 <3 mm
H1 je obično 0,5 * d1
D2 i H2 na temelju konverzije volumena
Povezanom dijelu treba dovoljna debljina za protivništvo
Nedovoljna debljina dovodi do nepouzdane povezanosti i neadekvatne čvrstoće
6. Rebrasta glava zakovice
Koristite rebraste glave kada vam treba veće područje kontakta, ali nemate mjesta za šuplje stupce.
Ključne točke:
Osnovni promjer D1 <3 mm, gornji promjer D3 = (0,4-0,7) * D1
H1 je (1,5-2) * d1, manja od visine stupca l
D2 je oko 2 d1, H2 je oko 1,0 D1
Primjenjuje se konverzija volumena
7. Prirubnica glava zakovice
Prirubnice glave idealne su za konektore koji zahtijevaju presijecanje ili omotavanje.
Razmatranja dizajna:
Osnovni promjer D1 <3 mm, gornji promjer D3 = (0,3-0,5) * D1
H1 je (1,5-2) * d1, manja od duljine stupca l
D2 je obično 2 d1, H2 je oko 1,0 d1
Primjenjuje se konverzija volumena
Razmatranja dizajna za stupce za zakovice i glave zakovica
Prilikom dizajniranja zakovica stupaca i glava, postoji nekoliko ključnih čimbenika koje treba imati na umu. Istražimo ih detaljno.
Dizajniranje zakovica stupaca na nagnutim površinama ili daleko od baze
Ako je stupac zakovice na nagnutoj ravnini ili daleko od osnovne površine, potreban je poseban dizajn. Evo dvije metode:
Metoda dizajna za stupce za zakovice na nagnutim površinama
Za nagnute površine, stupac zakovice treba biti okomit na površinu. To osigurava pravilno usklađivanje i sigurno pričvršćivanje.
Metoda dizajna za stupac za zakovice postavljena visoko iznad osnovne površine
Kad je stupac visok iznad baze, dodavanje potpornih struktura je presudno. Oni sprječavaju savijanje ili lomljenje tijekom zakova.
Važnost dizajna suvišnosti
Plastično zakovica stvara stalne veze koje je teško popraviti ako ne uspiju. Uključivanje suvišnosti u dizajn je neophodno.
Jedan pristup je udvostručenje broja zakovica stupaca i rupa. U početku se koristi samo primarni skup (npr. Žuta). Ako je potreban popravak, sekundarni set (npr. Bijeli) pruža sigurnosnu kopiju.
Ova suvišnost daje vam drugu šansu za popravak, povećavajući ukupnu pouzdanost zakopčanog sklopa.
Odnos između dimenzija glave i stupca
Dimenzije glave zakovice i stupaca usko su povezane. Evo nekoliko ključnih odnosa koje treba uzeti u obzir:
Promjer glave zakovice (D2) općenito je oko 2 puta veća od promjera stupca (D1)
Visina glave zakovice (H2) obično je oko 0,75 puta D1 za velike polukružne glave, a 0,5 puta D1 za male polukružne glave
Specifične dimenzije trebaju se temeljiti na konverziji volumena: s_head = (85%-95%) * s_column
Ova konverzija volumena osigurava da glava zakovice ima dovoljno materijala da tvori snažnu, sigurnu vezu bez pretjeranog otpada.
Prilagodljivost materijala za plastično zakovice
Nisu sve plastike prikladne za zakovice. Istražimo ključne čimbenike koji određuju prilagodljivost materijala.
Termoplastika nasuprot termosetima
Termoplastika se može rastopiti i preoblikovati unutar određenog temperaturnog raspona. Idealni su za zakovice.
Suprotno tome, termoseti se trajno stvrdnu kada se zagrijavaju. Teško ih je zakovati pomoću standardnih metoda.
Stoga strukture proizvoda često uključuju termoplastiku kada je potrebna zakovanost.
Amorfona nasuprot polukristalnoj plastici
Termoplastika je dalje podijeljena na amorfne i polukristalne tipove. Svaka ima jedinstvene karakteristike koje utječu na zakovice.
Amorfna (nekristalna) plastika
Neuredni molekularni raspored
Postepeno omekšavanje i topljenje na temperaturi stakla (TG)
Prikladno za sva tri procesa zakovaka (vruća talina, vrući zrak, ultrazvučni)
Polukristalna plastika
Naređeni molekularni raspored
Izrazita točka topljenja (TM) i točka rekristalizacije
Ostanite čvrsti dok ne dosegnu talinu, a zatim se brzo učvrstite kad se ohladi
Prikladnije za vruće taline zbog kombiniranog grijanja i formiranja
Redovita opružna struktura apsorbira ultrazvučnu energiju, čineći ultrazvučno zakoviteljstvo izazovnim
Veće točke topljenja zahtijevaju više ultrazvučne energije
Pažljiva razmatranja dizajna potrebna za ultrazvučno zakovanost (veća amplituda, zajednički dizajn, kontakt glave zavarivanja, udaljenost, učvršćenja)
Smanjite početni kontakt između vrha zakovice i glave za zavarivanje kako biste koncentrirali energiju
Utjecaj punila (npr. Staklena vlakna)
Punila mogu značajno utjecati na performanse zakovaka plastike. Pogledajmo staklena vlakna kao primjer.
Ključne točke:
Velika razlika u taljenju između plastičnih i staklenih vlakana
Vruće taline zakopljenje: Precizno kontrola temperature (± 10 °) Ključno
Visoke temperature uzrokuju oborine staklenih vlakana, adheziju i grube površine
Niske temperature dovode do pukotina i hladnog formiranja
Ultrazvučno zakovila: Više vibracijske energije potrebne za rastopljenje plastike
Smjernice za punjenje sadržaja:
<10%: Minimalni učinak na svojstva materijala, korisno za meke materijale (PP, PE, PPS)
10-30%: Smanjuje snagu zakovitosti
-
30%: značajno utječe na rad zakova
Ostala svojstva materijala koja utječu na ultrazvučno zakovice:
Tvrdoća: veća tvrdoća općenito poboljšava zakovice
Točka topljenja: veće točke taljenja zahtijevaju više ultrazvučne energije
Čistoća: veća čistoća povećava zakovitost, dok nečistoće u recikliranim materijalima smanjuju performanse
Plastični materijali koji se koriste u zakovici
Odabir pravog plastičnog materijala ključno je za uspješno zakovice. Pogledajmo bliže neke uobičajene opcije.
Polietilen niske gustoće (LDPE)
LDPE ima nisku gustoću zbog svoje lagano nabijene molekularne strukture. Fleksibilan je, a opet tvrd.
Ključna svojstva:
Polipropilen (PP)
PP se široko koristi u industrijama, od automobila do pakiranja. Nudi dobru kemijsku otpornost i električnu izolaciju.
Prijave:
Najlon
Najlon, posebno najlon 6/6, popularan je u proizvodnji. Njegovo slabo trenje čini ga idealnim za zupčanice i ležajeve.
Karakteristike:
Odolijeva većini kemikalija, ali ih može napasti snažne kiseline, alkohole i alkalije
Loša otpornost na razrijeđene kiseline, izvrsna otpornost na ulja i masti
Koristi se za zakovice, odvrnite zakovice i zakovice gumba glave glave
Acetal (polioksimetilen, pom)
Acetal, ili pom, jak je, krut i otporan na vlagu, toplinu, kemikalije i otapala. Ima dobra svojstva električne izolacije.
Koristi:
Zupčanici, čahure, ručke automobilskih vrata
Učvršćivači panela s četvrtine
Napadači ploče
Snap-in Flush Top Ick
Polisulfon (PSU)
PSU se koristi u specijalnim primjenama zbog visokog toplinskog i mehaničkog kapaciteta.
Ključne značajke:
Usporedba svojstava materijala
Evo tablice koja uspoređuje svojstva ovih materijala:
| Svojstva | LDPE | PP | najlon 6/6 | ACETAL | PSU |
| Snaga zatezanja (PSI) | 1.400 | 3.800-5.400 | 12.400 | 9.800-10.000 | 10.200 |
| Žilavost utjecaja (j/m²) | Nema pauze | 12.5-1.2 | 1.2 | 1.0-1.5 | 1.3 |
| Dielektrična čvrstoća (KV/MM) | 16-28 | 20-28 | 20-30 | 13.8-20 | 15-10 |
| Gustoća (g/cm³) | 0,917-0,940 | 0,900-0,910 | 1.130-1.150 | 1.410-1.420 | 1.240-1.250 |
| Maksimum Kontinuirana temp. | 212 ° F (100 ° C) | 266 ° F (130 ° C) | 284 ° F (140 ° C) | 221 ° F (105 ° C) | 356 ° F (180 ° C) |
| Toplinska izolacija (w/m · k) | 0,320-0,350 | 0,150-0,210 | 0,250-0,250 | 0,310-0,370 | 0,120-0,260 |
Imajte na umu da aditivi i stabilizatori mogu poboljšati određena svojstva. Na primjer, UV stabilizatori mogu poboljšati najlonske performanse na otvorenom.
Kako odabrati pravu zakovicu veličine
Opće pravilo palca
Jednostavan pristup je temeljiti promjer zakovica na debljinu ploča koje se spajaju. Evo pravila:
Promjer zakovice = 1/4 × debljina ploče
Ovaj omjer osigurava da je zakovica proporcionalna materijalu koji drži zajedno. Poznat je i kao raspon prianjanja.
Čimbenici koje treba uzeti u obzir
Iako je opće pravilo dobro polazište, postoje i drugi čimbenici koje treba imati na umu:
Svojstva materijala
Zajednički dizajn
Vrsta spoja (krug, guza itd.)
Uvjeti utovara (smicanje, napetost itd.)
Estetika
Postupak montaže
Ovi čimbenici mogu utjecati na optimalnu veličinu zakovice. U nekim ćete slučajevima možda trebati odstupiti od općeg pravila kako biste postigli najbolje rezultate.
Primjeri i proračuni
Pogledajmo nekoliko primjera kako bismo ilustrirali postupak veličine.
Primjer 1:
Primjer 2:
Debljina ploče: 10 mm
Promjer zakovice = 1/4 × 10 mm = 2,5 mm
Zaokružite do najbliže standardne veličine, npr. 3 mm
Primjer 3:
Debljina ploče: 2 mm (tanke ploče)
Promjer zakovice = 1/4 × 2 mm = 0,5 mm
Povećajte se na minimalnu praktičnu veličinu, npr. 1 mm, radi lakšeg ugradnje i snage
Zapamtite, ovi proračuni pružaju polazište. Uvijek razmotrite specifične zahtjeve vaše prijave i prilagodite se po potrebi.
| Debljina ploče (mm) | promjera zakovice (mm) |
| 1-2 | 1 |
| 3-4 | 1-2 |
| 5-8 | 2-3 |
| 9-12 | 3-4 |
| 13-16 | 4-5 |
Zaključak
U ovom smo vodiču istražili različite postupke zakovaka za plastične dijelove, uključujući vruće taline, vrući zrak i ultrazvučne metode. Također smo razgovarali o različitim tipovima glave zakovice i njihovim specifičnim aplikacijama.
Odabir pravog postupka zakova i materijala ključno je za osiguranje snažnih i izdržljivih spojeva u plastičnim sklopovima. Ispravan odabir može značajno utjecati na dugovječnost i performanse vaših proizvoda.
Sada kada imate to znanje, potičemo vas da primijenite ove uvide na svoje projekte. Radeći to, osigurat ćete bolje ishode i pouzdanije sklopove u svojim proizvodnim nastojanjima. Kontaktirajte nas već danas !
