Gondolkozott már azon, hogy a műanyag alkatrészek miként maradnak biztonságosan rögzítve csavarok vagy ragasztó nélkül? A szegecselés megbízható megoldást kínál. Ebben az útmutatóban megvizsgáljuk a műanyag szegecselés alapvető elemeit, annak jelentőségét a különböző iparágakban, és hogyan lehet kiválasztani a megfelelő módszert. Megtanulja a szegecselő műanyag alkatrészek kifogásait az erős, tartós csatlakozásokhoz.
Mi a műanyag szegecselés?
A műanyag szegecselés mechanikus rögzítési módszer. Ez magában foglalja az axiális erő használatát a szegecs szárának deformálására egy lyuk belsejében. Ez fejet alkot, több alkatrészt összekapcsolva.
A fémszegecseléshez képest a műanyag szegecselésnek van néhány kulcsfontosságú különbsége. Nem igényel további szegecseket vagy hozzászólásokat. Ehelyett műanyag szerkezeteket, például oszlopokat vagy bordákat használ. Ők a műanyag test része.
A műanyag szegecselés előnyei és hátrányai
A műanyag szegecselésnek számos előnye és hátránya van. Vessen egy pillantást.
Általános előnyök:
Egyszerű alkatrészszerkezet, a penészköltségek csökkentése
Könnyű összeszerelés, nincs szükség extra anyagokra vagy kötőelemekre
Nagy megbízhatóság
Több pontot képes egyszerre szegecselni, javítva a hatékonyságot
Csatlakozik a műanyag, a fém és a nem fém alkatrészekhez, még szűk terekben is
Ellenáll a hosszú távú rezgésnek és a szélsőséges körülményeknek
Egyszerű, energiatakarékos, gyors folyamat
Könnyű vizuális minőség -ellenőrzés
Általános hátrányok:
További szegecselő berendezéseket és szerszámokat igényel
Nem alkalmas nagy szilárdságú vagy hosszú távú terhelésekre
Állandó kapcsolat, nem leszerelhető vagy javítható
Nehéz megjavítani, ha kudarcot vall
Szükség lehet redundanciára a tervezési szakaszban
| előny | hátránya |
| Egyszerű szerkezet, alacsony penészköltségek | Extra felszerelésre és szerszámokra van szüksége |
| Könnyű összeszerelés, nagy megbízhatóság | Nem nagy szilárdságú vagy hosszú távú terhelésekre |
| Hatékonyan csatlakozik a különféle anyagokhoz | Állandó, nem leszerelhető vagy javítható |
| Ellenáll a rezgésnek és a szélsőséges körülmények között | Nehezen javítható, redundanciára lehet szükség |
| Egyszerű, gyors, energiatakarékos folyamat | - |
| Könnyű vizuális minőség -ellenőrzések | - |
A műanyag szegecselési folyamatok típusai
A műanyag szegecselési folyamat három fő típusa létezik. Forró olvadék szegecselés, forró levegő szegecselés és ultrahang szegecselés.
Forró olvadék szegecselés
A forró olvadék szegecselés egy kontakt típusú folyamat. Ez magában foglalja egy fűtőcsövet a szegecselő fej belsejében. Ez melegíti a fém szegecselő fejét, amely ezután megolvad és formálja a műanyag szegecset.
Előnyök:
Kompakt berendezések kialakítása
Alkalmas kis alkatrészekhez, szorosan elhelyezett szegecs oszlopokkal
Hátrányok:
Az elégtelen hűtés a műanyag fejéhez tartozik
Nem alkalmas nagyobb szegecs oszlopokra
Magas maradék stressz és alacsonyabb kihúzási szilárdság
Nem ajánlott a magas pozicionálási/rögzítési követelményekkel rendelkező termékekhez
A forró olvadék szegecselést általában PCB -táblákhoz és műanyag dekoratív alkatrészekhez használják.
Forró levegő szegecselés (meleg levegő hideg szegecselés)
A forró levegő szegecselés nem érintkezés nélküli folyamat. Forró levegőt használ a műanyag szegecs oszlop melegítésére és lágyítására. Ezután egy hideg szegecselő fej megnyomja és formálja.
A folyamatnak két szakasza van:
Fűtés: A forró levegő egyenletesen melegíti a szegecs oszlopot, amíg ez nem lesz.
Hűtés: A hideg szegecselő fej megnyomja a lágyított oszlopot, szilárd fejet képezve.
Előnyök:
Az egységes fűtés csökkenti a belső stresszt
A hideg szegecselő fej gyorsan kitölti a hiányosságokat, jó rögzítő hatást érve
Hátrányok:
A forró levegő szegecselés a legtöbb hőre lágyuló anyaghoz és az üvegszál megerősített műanyagokhoz alkalmas.
Ultrahangos szegecselés
Az ultrahangos szegecselés egy másik kontakt típusú folyamat. Nagyfrekvenciás rezgéseket használ a hő előállításához és a műanyag szegecs oszlop megolvadásához.
Előnyök:
Gyors folyamat (kevesebb, mint 5 másodperc)
A filamentáció alacsony valószínűsége, mivel a hegesztőfejben nincs maradék hő
Hátrányok:
Az egyenetlen fűtés laza vagy lebomlott oszlopokat okozhat
Korlátozott eloszlási távolság, ha egyetlen hegesztőfejet használ
A rezgések bizonyos mértékben károsíthatják az alkatrészeket
Az ultrahangos szegecselés nem alkalmas üvegszálas anyagokra, vagy azok számára, akiknek magas olvadási pontja van.
Íme egy összehasonlító táblázat a három folyamatról:
| folyamat | fűtési módszer | szegecselés szilárdság | rögzítése A hatás | sebességének | rugalmassága |
| Forró olvadék | Kapcsolat (fémfej) | Megbízhatatlan, érzékeny a rezgésre | Hiányos a hiányos lágyulás miatt | 6-60-as évek | Integrált, összetett áthelyezés |
| Forró levegő | Nem érintkezés (forró levegő) | Magas, nem érzékeny a rezgésre | Kiváló, teljesen kitölti a hiányosságokat | 8-12S | Állítható fűtés és szegecselés |
| Ultrahangos | Érintkezés (rezgés) | Megbízhatatlan | Hiányos a hiányos lágyulás miatt | <5s | Korlátozott irányítás integrált fejjel |
Általános szegecsfejű műanyag alkatrészekhez
A műanyag szegecselés szempontjából a szegecsfejek geometriája és mérete döntő jelentőségű. Vessen egy pillantást néhány általános típusra.
1. félkör alakú szegecsfej (nagy profil)
Ez a leggyakoribb típus. Akkor használják, ha nincs szükség nagy szilárdságra, például a PCB -kben vagy a dekoratív alkatrészekben.
Kulcsfontosságú pontok:
Alkalmas szegecs oszlopokra D1 <3mm -rel (ideális esetben> 1 mm, hogy megakadályozzák a törést)
A H1 általában (1,5-1.75) * D1
D2 körülbelül 2 d1, a H2 körülbelül 0,75 d1
Különleges számok a kötetkonverzió alapján: s_head = (85%-95%) * S_Column
2. félkör alakú szegecsfej (kis profil)
Ennek a típusnak rövidebb szegecselési ideje van, mint a nagy profil. Ez alacsony szilárdságú alkalmazásokhoz is, például FPC kábelek vagy fémrugókhoz is szolgál.
Tervezési szempontok:
D1 <3mm, lehetőleg> 1 mm
A H1 általában 1,0 * d1
A D2 körülbelül 1,5 d1, a H2 körülbelül 0,5 d1
Kötet-átalakítás: S_HEAD = (85%-95%) * S_Column
3. dupla félkör alakú szegecsfej
Az itt található szegecsoszlopok valamivel nagyobbak, mint a félkör alakú típusok. Ez a kialakítás lerövidíti a szegecselési időt és javítja az eredményeket. Akkor használják, ha magasabb rögzítési szilárdságra van szükség.
Kulcsfontosságú pontok:
Megfelelő szegecs oszlopokhoz, amelyek D1 között 2-5 mm között vannak
A H1 általában 1,5 * d1
D2 körülbelül 2 d1, a H2 0,5 d1
A hangerő -átalakítás érvényes
A szegecs oszlop és a penész forró szegecselő fejközpontoknak igazodniuk kell az ügyes kialakításhoz
4. gyűrűs szegecsfej
A szegecsoszlop átmérőjének növekedésével üreges oszlopokat használnak. Rövidítik a szegecselési időt, javítják az eredményeket és megakadályozzák a zsugorodási hibákat. Ez a típus a magasabb rögzítési szilárdságra szoruló alkalmazások számára készült.
Jellemzők:
D1> 5 mm
A H1 (0,5-1,5) * D1, kisebb érték a nagyobb átmérőhöz
A belső D 0,5 * d1
A D2 1,5 d1 körül , a H2 körülbelül 0,5 d1
A hangerő -átalakítás érvényes
Még az üreges oszlopok fűtése is elősegíti a képzett fejek kialakulását
5. lapos szegecsfej
A lapos fejek megfelelőek, ha a kialakult fejnek nem szabad kinyúlni a felszínről.
Tervezési megjegyzések:
D1 <3mm
A H1 általában 0,5 * d1
D2 és H2 a hangerő -átalakítás alapján
A csatlakoztatott alkatrésznek elegendő vastagságra van szüksége az elszámoláshoz
Az elégtelen vastagság megbízhatatlan kapcsolathoz és nem megfelelő szilárdsághoz vezet
6. bordázott szegecsfej
Használjon bordázott fejeket, ha nagyobb érintkezési területre van szüksége, de nincs helye az üreges oszlopokhoz.
Kulcsfontosságú pontok:
Alapátmérő D1 <3mm, felső átmérő D3 = (0,4-0,7) * D1
H1 (1,5-2) * d1, kevesebb, mint az L oszlopmagasság
D2 körülbelül 2 d1, a H2 1,0 d1 körül van
A hangerő -átalakítás érvényes
7. karimás szegecsfej
A karimás fejek ideálisak a krimpáláshoz vagy csomagolást igénylő csatlakozókhoz.
Tervezési szempontok:
Alapátmérő D1 <3mm, felső átmérője D3 = (0,3-0,5) * D1
H1 (1,5-2) * d1, kevesebb, mint az L oszlophossz
D2 általában 2 d1, h2 körülbelül 1,0 d1
A hangerő -átalakítás érvényes
A szegecs oszlopok és a szegecsfejek tervezési megfontolásai
A szegecs oszlopok és fejek tervezésekor számos kulcsfontosságú tényezőt kell szem előtt tartani. Fedezzük fel őket részletesen.
Szegecs oszlopok tervezése ferde felületeken vagy messze az alaptól
Ha a szegecs oszlop egy ferde síkon vagy az alapfelülettől messze van, külön kialakításra van szükség. Itt van két módszer:
A szegecs oszlopok tervezési módja a ferde felületeken
A ferde felületeknél a szegecsoszlopnak merőlegesnek kell lennie a felületre. Ez biztosítja a megfelelő igazítást és a biztonságos rögzítést.
A szegecs oszlop tervezési módja az alapfelület felett magasan elhelyezve
Ha az oszlop magasan van az alap felett, a tartószerkezetek hozzáadása döntő jelentőségű. Megakadályozzák a meghajlást vagy a törést a szegecselés során.
A redundancia -tervezés fontossága
A műanyag szegecselés állandó kapcsolatokat hoz létre, amelyeket nehéz megjavítani, ha meghibásodnak. Alapvető fontosságú a redundancia beépítése a formatervezésbe.
Az egyik megközelítés a szegecs oszlopok és lyukak számának megduplázása. Kezdetben csak az elsődleges készletet (pl. Sárga) használják. Ha javításra van szükség, a másodlagos készlet (pl. White) biztonsági másolatot nyújt.
Ez a redundancia második esélyt ad a javításkor, növelve a szegecselt összeszerelés általános megbízhatóságát.
A szegecs fej és az oszlop dimenziók közötti kapcsolat
A szegecsfej és az oszlop mérete szorosan kapcsolódnak egymáshoz. Íme néhány kulcsfontosságú kapcsolat, amelyet figyelembe kell venni:
A szegecsfej átmérője (D2) általában az oszlop átmérőjének (D1) kb.
A szegecs fejmagassága (H2) általában körülbelül 0,75-szer a D1-es nagy félkör alakú fejeknél és 0,5-szer a D1 kis félkör alakú fejeknél
A specifikus dimenzióknak a térfogat-átalakításon kell alapulniuk: S_HEAD = (85%-95%) * S_Column
Ez a kötet -átalakítás biztosítja, hogy a szegecsfejnek elegendő anyag legyen ahhoz, hogy erős, biztonságos kapcsolatot képezzen túlzott hulladék nélkül.
Anyagi alkalmazkodóképesség a műanyag szegecseléshez
Nem minden műanyag alkalmas szegecselésre. Vizsgáljuk meg azokat a kulcsfontosságú tényezőket, amelyek meghatározzák az anyag alkalmazkodóképességét.
Hőre lágyuló műanyagok vs. hőszerelvények
A hőre lágyuló műanyagok megolvadhatnak és átalakíthatók egy meghatározott hőmérsékleti tartományon belül. Ideálisak a szegecseléshez.
Ezzel szemben a hőszerelvények fűtéskor véglegesen megkeményednek. Nehéz szegecselni standard módszerekkel.
Ezért a termékszerkezetek gyakran magukban foglalják a hőre lágyuló anyagot, amikor szegecselésre van szükség.
Amorf és félig kristályos műanyagok
A hőre lágyuló műanyagokat tovább osztják amorf és félig kristályos típusokra. Mindegyiknek egyedi tulajdonságai vannak, amelyek befolyásolják a szegecselést.
Amorf (nem kristályos) műanyag
Rendezetlen molekuláris elrendezés
Fokozatos lágyulás és olvadás az üveg átmeneti hőmérsékleten (TG)
Alkalmas mindhárom szegecselési folyamathoz (forró olvadék, forró levegő, ultrahang)
Félig kristályos műanyagok
Rendelt molekuláris elrendezés
Megkülönböztetett olvadási pont (TM) és átkristályosítási pont
Maradjon szilárd, amíg el nem éri az olvadási pontot, majd hűtés közben gyorsan megszilárdul
A kombinált fűtés és kialakítás miatti forró olvadék szegecseléshez alkalmasabb
A rendszeres rugószerű szerkezet elnyeli az ultrahangos energiát, így az ultrahangos szegecselés kihívást jelent
A magasabb olvadáspontok több ultrahangos energiát igényelnek az olvadáshoz
Gondos tervezési megfontolások az ultrahangos szegecseléshez (magasabb amplitúdó, ízületi kialakítás, hegesztőfej érintkezés, távolság, szerelvények)
Minimalizálja a kezdeti érintkezést a szegecs oszlop teteje és a hegesztő fej között az energia koncentrálásához
A töltőanyagok (pl. Üvegszálak) hatása
A töltőanyagok jelentősen befolyásolhatják a műanyag szegecselési teljesítményét. Nézzük meg példaként az üvegszálakat.
Kulcsfontosságú pontok:
Nagy különbség az olvadási pontokban a műanyag és az üvegszálak között
Forró olvadék szegecselés: Pontos hőmérséklet -szabályozás (± 10 °) kritikus
A magas hőmérsékletek üvegszál csapadékot, tapadást és durva felületeket okoznak
Az alacsony hőmérséklet repedésekhez és hideg képződéshez vezet
Ultrahangos szegecselés: Több rezgési energia szükséges a műanyag megolvadásához
Töltő tartalmi iránymutatások:
<10%: Minimális hatás az anyagtulajdonságokra, hasznos a lágy anyagokhoz (PP, PE, PPS)
10-30%: Csökkenti a szegecselés szilárdságát
-
30%: Jelentősen befolyásolja a szegecselés teljesítményét
Egyéb anyagtulajdonságok, amelyek befolyásolják az ultrahangos szegecselést:
Keménység: A magasabb keménység általában javítja a szegecselést
Olvadási pont: A magasabb olvadáspontok több ultrahangos energiát igényelnek
Tisztítás: A magasabb tisztaság fokozza a szegecselést, míg az újrahasznosított anyagok szennyeződései csökkentik a teljesítményt
A szegecseléshez használt műanyag anyagok
A megfelelő műanyag anyag kiválasztása elengedhetetlen a sikeres szegecseléshez. Vessen egy pillantást néhány általános lehetőségre.
Alacsony sűrűségű polietilén (LDPE)
Az LDPE alacsony sűrűségű, lazán csomagolt molekuláris szerkezete miatt. Rugalmas, de kemény.
Legfontosabb tulajdonságok:
Polipropilén (PP)
A PP -t széles körben használják az iparágakban, az autóiparól a csomagolásig. Jó kémiai ellenállást és elektromos szigetelést kínál.
Alkalmazások:
Háztartási folyadék- és mosószer -csomagolás
Férfi/női racsnis szegecsek
Bepattanó becsapás felső szegecsek
FIR fa szegecsek
Nejlon
A nylon, különösen a Nejlon 6/6, népszerű a gyártásban. Alacsony súrlódása ideális a fogaskerekekhez és a csapágyakhoz.
Jellemzők:
Ellenáll a legtöbb vegyi anyagnak, de erős savak, alkoholok és lúgok támadhatók meg
Rossz ellenállás a híg savakkal szemben, kiváló az olajokkal és a zsírokkal szembeni ellenállás
Pattanó szegecsekhez, csavaró szegecsekhez és beillesztési gombbal szegecsekhez használják
Acetális (polioxi -metilén, POM)
Az acetális vagy pom, erős, merev és ellenálló a nedvesség, a hő, a vegyi anyagok és az oldószerek számára. Jó elektromos szigetelési tulajdonságokkal rendelkezik.
Használat:
Fogaskerekek, perselyek, autóipari ajtófogantyúk
Negyed forduló panel rögzítőelemek
Panel sztrájkolók
Bepattanó becsapás felső szegecsek
Poliszulfon (PSU)
A PSU -t speciális alkalmazásokban használják, nagy termikus és mechanikai képessége miatt.
Főbb jellemzők:
Jó kémiai ellenállás
Orvosi technológiában, gyógyszerekben, élelmiszer -feldolgozásban és elektronikában használják
Pillanatszegetekhez alkalmas
Az anyagtulajdonságok összehasonlítása
Íme egy táblázat, amely összehasonlítja ezen anyagok tulajdonságait:
| Tulajdonságok | LDPE | PP | Nylon 6/6 | Acetal | PSU |
| Szakítószilárdság (psi) | 1400 | 3 800-5 400 | 12 400 | 9 800-10 000 | 10 200 |
| Az ütközési szilárdság (j/m²) | Nincs szünet | 12.5-1.2 | 1.2 | 1,0-1,5 | 1.3 |
| Dielektromos szilárdság (kv/mm) | 16-28 | 20-28 | 20-30 | 13.8-20 | 15-10 |
| Sűrűség (g/cm³) | 0,917-0,940 | 0,900-0,910 | 1.130-1.150 | 1.410-1.420 | 1.240-1,250 |
| Max. Folyamatos szolgáltatási hőmérséklet. | 212 ° F (100 ° C) | 266 ° F (130 ° C) | 284 ° F (140 ° C) | 221 ° F (105 ° C) | 356 ° F (180 ° C) |
| Hőszigetelés (w/m · k) | 0,320-0,350 | 0,150-0.210 | 0,250-0,250 | 0,310-0.370 | 0,120-0.260 |
Ne feledje, hogy az adalékanyagok és a stabilizátorok javíthatják bizonyos tulajdonságokat. Például az UV stabilizátorok javíthatják a Nylon kültéri teljesítményét.
Hogyan válasszuk ki a megfelelő méretű szegecset
Általános hüvelykujjszabály
Egy egyszerű megközelítés a szegecs átmérőjének alapja a csatlakoztatott lemezek vastagságára. Itt van a hüvelykujjszabály:
szegecs átmérője = 1/4 × lemez vastagsága
Ez az arány biztosítja, hogy a szegecs arányos legyen a tartott anyaggal. A Grip Range néven is ismert.
Figyelembe veendő tényezők
Noha az általános szabály jó kiindulási pont, más tényezőket kell szem előtt tartani:
Anyagi tulajdonságok
Közös kialakítás
Ízület típusa (öl, feneke stb.)
Betöltési feltételek (nyíró, feszültség stb.)
Esztétika
Összeszerelési folyamat
Ezek a tényezők befolyásolhatják az optimális szegecsméretet. Bizonyos esetekben a legjobb eredmény elérése érdekében el kell térnie az általános szabálytól.
Példák és számítások
Nézzünk meg néhány példát a méretezési folyamat szemléltetésére.
1. példa:
2. példa:
Lemez vastagsága: 10 mm
Szegecs átmérője = 1/4 × 10 mm = 2,5 mm
Kerekítse fel a legközelebbi szabványos méretre, pl. 3 mm
3. példa:
Lemez vastagsága: 2 mm (vékony lemezek)
Szegecs átmérője = 1/4 × 2 mm = 0,5 mm
Növelje a minimális gyakorlati méretre, pl. 1 mm, a telepítés és az erő megkönnyítése érdekében
Ne feledje, hogy ezek a számítások kiindulási pontot jelentenek. Mindig vegye figyelembe az alkalmazás konkrét követelményeit, és szükség szerint végezze el a kiigazításokat.
| Lemez vastagsága (mm) | szegecs átmérője (mm) |
| 1-2 | 1 |
| 3-4 | 1-2 |
| 5-8 | 2-3 |
| 9-12 | 3-4 |
| 13-16 | 4-5 |
Következtetés
Ebben az útmutatóban feltártuk a műanyag alkatrészek különféle szegecselési folyamatait, beleértve a forró olvadékot, a forró levegőt és az ultrahangos módszereket. Megvitattuk a különböző szegecsfejtípusokat és azok konkrét alkalmazásait is.
A megfelelő szegecselési folyamat és az anyagok kiválasztása elengedhetetlen az erős és tartós kapcsolatok biztosítása érdekében a műanyag szerelvényekben. A helyes szelekció jelentősen befolyásolhatja termékeinek hosszú élettartamát és teljesítményét.
Most, hogy megvan ez a tudás, javasoljuk, hogy alkalmazza ezeket a betekintést a projektjeire. Ezzel jobb eredményeket és megbízhatóbb szerelvényeket biztosít a gyártási törekvések során. Vegye fel velünk a kapcsolatot ma !
