Te -ai întrebat vreodată cum sunt părțile din plastic să stea fixate în siguranță fără șuruburi sau lipici? Riveting oferă o soluție fiabilă. În acest ghid, vom explora elementele esențiale ale nituirii plastice, semnificația sa în diferite industrii și cum să alegem metoda potrivită. Veți învăța aspectele și o ieșire a pieselor de plastic nituite pentru conexiuni puternice și durabile.
Ce este nituirea din plastic?
Riveting -ul din plastic este o metodă mecanică de fixare. Ea implică utilizarea forței axiale pentru a deforma coada unui nit în interiorul unei găuri. Aceasta formează un cap, conectând mai multe părți.
În comparație cu nituirea metalică, nituirea din plastic are unele diferențe cheie. Nu necesită nituri sau postări suplimentare. În schimb, folosește structuri din plastic precum coloane sau coaste. Fac parte din corpul de plastic.
Avantaje și dezavantaje ale nituirii plastice
Riveting -ul din plastic are mai multe avantaje și dezavantaje. Să aruncăm o privire mai atentă.
Avantaje comune:
Structura simplă a părților, reducerea costurilor mucegaiului
Ansamblu ușor, nu este nevoie de materiale suplimentare sau elemente de fixare
Fiabilitate ridicată
Poate nivelează mai multe puncte simultan, îmbunătățind eficiența
Se alătură pieselor din plastic, metal și non-metal, chiar și în spații strânse
Rezistă vibrațiilor pe termen lung și condiții extreme
Simplu, economisire de energie, proces rapid
Inspecție ușoară a calității vizuale
Dezavantaje comune:
Necesită echipamente suplimentare de nituire și unelte
Nu este potrivit pentru încărcături de înaltă rezistență sau pe termen lung
Conexiune permanentă, nu este detașabilă sau reparabilă
Dificil de reparat dacă nu reușește
Poate avea nevoie de redundanță în faza de proiectare
| avantajului | dezavantajul |
| Structura simplă, costuri mici de mucegai | Are nevoie de echipamente suplimentare și unelte |
| Asamblare ușoară, fiabilitate ridicată | Nu pentru încărcături de înaltă rezistență sau pe termen lung |
| Se îmbină eficient diverse materiale | Permanent, nu detașabil sau reparabil |
| Rezistă vibrațiilor și condițiilor extreme | Greu de reparat, poate avea nevoie de redundanță |
| Procesul simplu, rapid, de economisire a energiei | - |
| Verificări ușoare de calitate vizuală | - |
Tipuri de procese de nituire din plastic
Există trei tipuri principale de procese de nituire din plastic. Sunt nituire topită fierbinte, nituire cu aer cald și nituire cu ultrasunete.
Topire fierbinte nituire
Rivetingul cu topire la cald este un proces de contact. Aceasta implică un tub de încălzire în interiorul capului de nituire. Acest lucru încălzește capul de nituire metalică, care apoi se topește și modelează nitul de plastic.
Avantaje:
Dezavantaje:
Răcirea insuficientă poate provoca lipirea plasticului la cap
Nu este potrivit pentru coloane mai mari de nit
Stres rezidual ridicat și rezistență mai scăzută
Nu este recomandat pentru produsele cu cerințe ridicate de poziționare/fixare
Rivetingul cu topire fierbinte este utilizat în mod obișnuit pentru plăci PCB și piese decorative din plastic.
Nituire cu aer cald (nituire rece cu aer cald)
Riveting-ul cu aer cald este un proces care nu este de contact. Folosește aer cald pentru a încălzi și înmuia coloana de nit. Apoi, un cap de nituire rece îl apasă și îl modelează.
Procesul are două etape:
Încălzire: aerul cald încălzește uniform coloana de nit până când este maleabilă.
Răcire: capul de nituire rece apasă coloana înmuiată, formând un cap ferm.
Avantaje:
Încălzirea uniformă reduce stresul intern
Capul de nituire rece umple rapid lacunele, obținând un efect de fixare bun
Dezavantaje:
Aerul cald este potrivit pentru majoritatea materialelor termoplastice și a materialelor plastice armate cu fibre de sticlă.
Nituire cu ultrasunete
Riveting-ul cu ultrasunete este un alt proces de contact. Folosește vibrații de înaltă frecvență pentru a genera căldură și topirea coloanei de nituri din plastic.
Avantaje:
Dezavantaje:
Încălzirea neuniformă poate provoca coloane libere sau degradate
Distanță limitată de distribuție dacă utilizați un singur cap de sudare
Vibrațiile pot deteriora componentele într -o anumită măsură
Riveting -ul cu ultrasunete nu este potrivit pentru materialele din fibră de sticlă sau pentru cele cu puncte de topire ridicate.
Iată un tabel de comparație al celor trei procese:
| proceselor | Metoda de încălzire a | de remediere a forței | de fixare a forței | de viteză | Flexibilitatea echipamentului |
| Topire fierbinte | Contact (Metal Head) | Nesigur, sensibil la vibrație | Defect din cauza înmuierii incomplete | 6-60s | Schimbare integrată, complexă |
| Aer cald | Fără contact (aer cald) | Înalt, nu este sensibil la vibrație | Excelent, umple complet lacunele | 8-12s | Încălzire reglabilă și nituire |
| Ultrasunete | Contact (vibrație) | Nesigur | Defect din cauza înmuierii incomplete | <5s | Control limitat cu capul integrat |
Tipuri comune de cap de nit pentru piese din plastic
Când vine vorba de nituire din plastic, geometria și dimensiunile capetelor de nit sunt cruciale. Să aruncăm o privire la unele tipuri comune.
1.. Cap de nitire semi-circulară (profil mare)
Acesta este cel mai frecvent tip. Este utilizat atunci când nu este nevoie de rezistență ridicată, cum ar fi în PCB -uri sau piese decorative.
Puncte cheie:
Potrivit pentru coloanele cu nituri cu D1 <3mm (ideal> 1mm pentru a preveni ruperea)
H1 este în general (1,5-1,75) * d1
D2 este în jur de 2 d1, H2 este de aproximativ 0,75 D1
Numere specifice bazate pe conversia volumului: s_head = (85%-95%) * s_column
2..
Acest tip are un timp de nituire mai scurt decât profilul mare. Este, de asemenea, pentru aplicații cu rezistență joasă, cum ar fi cabluri FPC sau arcuri metalice.
Considerații de proiectare:
D1 <3mm, de preferință> 1mm
H1 este în mod normal 1,0 * d1
D2 este de aproximativ 1,5 d1, H2 este în jur de 0,5 D1
Conversia volumului: s_head = (85%-95%) * s_column
3. Cap dublu semi-circular de nit
Coloanele de nit aici sunt puțin mai mari decât tipurile semi-circulare. Acest design scurtează timpul de nituire și îmbunătățește rezultatele. Este utilizat atunci când este necesară o rezistență mai mare la fixare.
Puncte cheie:
Potrivit pentru coloanele cu nituri cu D1 între 2-5mm
H1 este de obicei 1,5 * d1
D2 este de aproximativ 2 d1, H2 este în jur de 0,5 D1
Se aplică conversia volumului
Coloana de nit și mucegaiul centrelor de cap de nituire fierbinte trebuie să se alinieze pentru formarea îngrijită
4. Cap de nit
Pe măsură ce diametrul coloanei de nituri crește, se folosesc coloane goale. Scurtează timpul de nituire, îmbunătățesc rezultatele și previn defectele de contracție. Acest tip este destinat aplicațiilor care au nevoie de o rezistență mai mare la fixare.
Caracteristici:
D1> 5mm
H1 este (0,5-1,5) * D1, valoare mai mică pentru diametre mai mari
Interior D este 0,5 * d1 pentru a evita contracția din spate
D2 este în jur de 1,5 d1, H2 este de aproximativ 0,5 d1
Se aplică conversia volumului
Chiar și încălzirea coloanelor goale ajută la formarea capetelor calificate
5. Cap de nit
Capetele plate sunt potrivite atunci când capul format nu ar trebui să iasă de la suprafață.
Note de proiectare:
D1 <3mm
H1 este de obicei 0,5 * d1
D2 și H2 pe baza conversiei volumului
Partea conectată are nevoie de o grosime suficientă pentru contrabandă
Grosimea insuficientă duce la o conexiune nesigură și la o rezistență inadecvată
6. Cap de nituit
Folosiți capete cu nervuri atunci când aveți nevoie de o zonă de contact mai mare, dar nu aveți spațiu pentru coloane goale.
Puncte cheie:
Diametru de bază D1 <3mm, diametru superior D3 = (0,4-0,7) * D1
H1 este (1,5-2) * d1, mai puțin decât înălțimea coloanei L
D2 este de aproximativ 2 d1, H2 este în jur de 1,0 D1
Se aplică conversia volumului
7. Cap de nit
Capetele cu flanșă sunt ideale pentru conectorii care necesită sertizare sau înfășurare.
Considerații de proiectare:
Diametru de bază D1 <3mm, diametru superior D3 = (0,3-0,5) * D1
H1 este (1,5-2) * d1, mai puțin decât lungimea coloanei L
D2 este în mod normal 2 D1, H2 este de aproximativ 1,0 d1
Se aplică conversia volumului
Considerații de proiectare pentru coloane de nit și capete de nit
Când proiectați coloane și capete de nit, există mai mulți factori cheie de care trebuie să țineți cont. Să le explorăm în detaliu.
Proiectarea coloanelor de nit pe suprafețe înclinate sau departe de bază
Dacă coloana de nit este pe un plan înclinat sau departe de suprafața de bază, este necesar un design special. Iată două metode:
Metoda de proiectare pentru coloane de nit pe suprafețe înclinate
Pentru suprafețele înclinate, coloana de nit ar trebui să fie perpendiculară la suprafață. Acest lucru asigură alinierea corespunzătoare și fixarea sigură.
Metoda de proiectare pentru coloana de nituire poziționată în sus deasupra suprafeței de bază
Când coloana este mare deasupra bazei, adăugarea de structuri de sprijin este crucială. Ele împiedică îndoirea sau ruperea în timpul nituirii.
Importanța proiectării concedierii
Riveting -ul din plastic creează conexiuni permanente greu de reparat dacă nu reușesc. Încorporarea redundanței în proiectare este esențială.
O abordare este dublarea numărului de coloane și găuri de nit. Inițial, se folosește doar setul primar (de exemplu, galben). Dacă este nevoie de reparații, setul secundar (de exemplu, alb) oferă o copie de rezervă.
Această redundanță vă oferă o a doua șansă la reparații, crescând fiabilitatea generală a ansamblului nituit.
Relația dintre capul nitului și dimensiunile coloanei
Dimensiunile capului de nit și coloana sunt strâns legate. Iată câteva relații cheie de luat în considerare:
Diametrul capului de nit (D2) este, în general, de aproximativ 2 ori mai mult decât diametrul coloanei (D1)
Înălțimea capului de nit (H2) este de obicei de aproximativ 0,75 ori D1 pentru capete semicirculare mari și de 0,5 ori D1 pentru capete semicirculare mici
Dimensiunile specifice ar trebui să se bazeze pe conversia volumului: s_head = (85%-95%) * s_column
Această conversie a volumului asigură că capul de nituri are suficient material pentru a forma o conexiune puternică și sigură, fără deșeuri excesive.
Adaptabilitatea materialelor pentru nituire din plastic
Nu toate materialele plastice sunt potrivite pentru nituire. Să explorăm factorii cheie care determină adaptabilitatea unui material.
Termoplastică vs. termosets
Termoplastica se poate topi și poate fi redimensionată într -un interval de temperatură specific. Sunt ideale pentru nituire.
În schimb, termosetele se întăresc permanent atunci când sunt încălzite. Sunt dificil de nituit folosind metode standard.
Prin urmare, structurile de produse implică adesea termoplastice atunci când este necesară nituirea.
Plastice amorfe vs.
Termoplastica este împărțită în continuare în tipuri amorfe și semi-cristaline. Fiecare are caracteristici unice care afectează nituirea.
Materiale plastice amorfe (non-cristaline)
Aranjament molecular dezordonat
Înmuierea treptată și topirea la temperatura de tranziție a sticlei (TG)
Potrivit pentru toate cele trei procese de nituire (topire fierbinte, aer cald, ultrasunete)
Plastice semi-cristaline
Aranjament molecular ordonat
Punct de topire distinct (TM) și punct de recristalizare
Rămâneți solizi până la atingerea punctului de topire, apoi se solidificați rapid atunci când este răcit
Mai potrivit pentru nituirea topită caldă datorită încălzirii și formării combinate
Structura regulată de primăvară absoarbe energia cu ultrasunete, ceea ce face ca nituirea ultrasonică să fie provocatoare
Punctele de topire mai mari necesită mai multă energie cu ultrasunete
Considerații atente de proiectare necesare pentru nituire cu ultrasunete (amplitudine mai mare, proiectare articulară, contact cu cap de sudare, distanță, corpuri de fixare)
Minimizați contactul inițial între partea de sus a coloanei de nit și capul de sudură pentru a concentra energia
Impactul umpluturilor (de exemplu, fibre de sticlă)
Umpluturile pot afecta semnificativ performanța de nituire a unui plastic. Să privim ca exemplu fibrele de sticlă.
Puncte cheie:
Diferență mare în punctele de topire între fibrele din plastic și sticlă
Riveting topit la cald: control precis al temperaturii (± 10 °) crucial
Temperaturile ridicate provoacă precipitații din fibre de sticlă, aderență și suprafețe dure
Temperaturile scăzute duc la fisuri și la formarea rece
Riveting cu ultrasunete: mai multă energie de vibrație necesară pentru topirea plasticului
Ghiduri de conținut de umplere:
<10%: efect minim asupra proprietăților materialului, benefic pentru materiale moi (PP, PE, PPS)
10-30%: reduce rezistența nituirii
-
30%: are un impact semnificativ asupra performanței de nituire
Alte proprietăți ale materialului care afectează nituirea cu ultrasunete:
Duritate: Duritatea mai mare se îmbunătățește, în general, nituirea
Punctul de topire: punctele de topire mai mari necesită mai multă energie cu ultrasunete
Puritate: puritatea mai mare îmbunătățește nituirea, în timp ce impuritățile din materialele reciclate reduc performanța
Materiale plastice utilizate în nituire
Selectarea materialului plastic potrivit este crucială pentru nituirea cu succes. Să aruncăm o privire mai atentă asupra unor opțiuni comune.
Polietilenă cu densitate mică (LDPE)
LDPE are o densitate mică datorită structurii sale moleculare ambalate vag. Este flexibil, dar greu.
Proprietăți cheie:
Polipropilenă (pp)
PP este utilizat pe scară largă în industrii, de la automobile la ambalaje. Oferă o bună rezistență chimică și izolație electrică.
Aplicații:
Nailon
Nylon, în special nylon 6/6, este popular în fabricație. Fricțiunea sa scăzută o face ideală pentru angrenaje și rulmenți.
Caracteristici:
Rezistă la majoritatea substanțelor chimice, dar poate fi atacat de acizi puternici, alcooli și alcalini
Rezistență slabă la acizi diluați, rezistență excelentă la uleiuri și grăsimi
Folosit pentru nituri de prindere, nituri de deșurudare și nituri de cap de buton
Acetali (polioximetilenă, POM)
Acetal, sau POM, este puternic, rigid și rezistent la umiditate, căldură, substanțe chimice și solvenți. Are proprietăți bune de izolare electrică.
Utilizări:
Angrenaje, bucșe, mânere pentru uși auto
Elemente de fixare a panoului de rânduri de sfert
Strikeri de panou
Nituri de top snap-in
Polisulfone (PSU)
PSU este utilizat în aplicații de specialitate datorită capacității sale termice și mecanice ridicate.
Caracteristici cheie:
O bună rezistență chimică
Utilizat în tehnologie medicală, produse farmaceutice, prelucrarea alimentelor și electronice
Potrivit pentru nituri SNAP
Comparația proprietăților materialului
Iată un tabel care compară proprietățile acestor materiale:
| Proprietăți | LDPE | PP | Nylon 6/6 | acetal | PSU |
| Forța de tracțiune (PSI) | 1.400 | 3.800-5.400 | 12.400 | 9.800-10.000 | 10.200 |
| Durerea impactului (j/m²) | Fără pauză | 12.5-1.2 | 1.2 | 1.0-1.5 | 1.3 |
| Rezistență dielectrică (kV/mm) | 16-28 | 20-28 | 20-30 | 13.8-20 | 15-10 |
| Densitate (g/cm³) | 0.917-0.940 | 0.900-0.910 | 1.130-1.150 | 1.410-1.420 | 1.240-1.250 |
| Max. Tempa de servicii continue. | 212 ° F (100 ° C) | 266 ° F (130 ° C) | 284 ° F (140 ° C) | 221 ° F (105 ° C) | 356 ° F (180 ° C) |
| Izolație termică (W/M · K) | 0.320-0.350 | 0.150-0.210 | 0.250-0.250 | 0.310-0.370 | 0.120-0.260 |
Rețineți că aditivii și stabilizatorii pot îmbunătăți anumite proprietăți. De exemplu, stabilizatorii UV pot îmbunătăți performanța în aer liber a Nylonului.
Cum să alegeți nitul de dimensiuni potrivite
Regula generală
O abordare simplă este de a baza diametrul nitului pe grosimea plăcilor care sunt unite. Iată regula generală:
diametrul nitului = 1/4 × grosimea plăcii
Acest raport asigură că nitul este proporțional cu materialul pe care îl deține împreună. Este, de asemenea, cunoscut sub numele de Grip Game.
Factori de luat în considerare
În timp ce regula generală este un bun punct de plecare, există și alți factori de care trebuie să țineți cont:
Proprietăți materiale
Proiectare comună
Tip de articulație (poală, fund etc.)
Condiții de încărcare (forfecare, tensiune etc.)
Estetică
Procesul de asamblare
Acești factori pot influența dimensiunea optimă a nitului. În unele cazuri, poate fi necesar să vă abateți de la regula generală pentru a obține cele mai bune rezultate.
Exemple și calcule
Să ne uităm la câteva exemple pentru a ilustra procesul de dimensionare.
Exemplul 1:
Exemplul 2:
Grosimea plăcii: 10 mm
Diametrul nitului = 1/4 × 10 mm = 2,5 mm
Rotunjit până la cea mai apropiată dimensiune standard, de exemplu, 3 mm
Exemplul 3:
Grosimea plăcii: 2 mm (plăci subțiri)
Diametrul nitului = 1/4 × 2 mm = 0,5 mm
Creșteți la o dimensiune practică minimă, de exemplu, 1 mm, pentru o ușurință de instalare și rezistență
Nu uitați, aceste calcule oferă un punct de plecare. Luați în considerare întotdeauna cerințele specifice ale aplicației dvs. și faceți ajustări după cum este necesar.
| Grosimea plăcii (mm) | diametrul nitului (mm) |
| 1-2 | 1 |
| 3-4 | 1-2 |
| 5-8 | 2-3 |
| 9-12 | 3-4 |
| 13-16 | 4-5 |
Concluzie
În acest ghid, am explorat diferitele procese de nituire pentru piese din plastic, inclusiv topire caldă, aer cald și metode cu ultrasunete. Am discutat, de asemenea, diferite tipuri de cap de nit și aplicații specifice ale acestora.
Alegerea procesului și materialelor potrivite este crucială pentru asigurarea conexiunilor puternice și durabile în ansamblurile din plastic. Selecția corectă poate avea un impact semnificativ asupra longevității și performanței produselor dvs.
Acum că aveți aceste cunoștințe, vă încurajăm să aplicați aceste informații la proiectele dvs. Făcând acest lucru, veți asigura rezultate mai bune și ansambluri mai fiabile în eforturile dvs. de fabricație. Contactați -ne astăzi !
