Har du någonsin undrat hur plastdelar förblir säkert fästa utan skruvar eller lim? Riveting erbjuder en pålitlig lösning. I den här guiden kommer vi att utforska det väsentliga med plastnätning, dess betydelse i olika branscher och hur man väljer rätt metod. Du lär dig ins och outs av spännande plastdelar för starka, hållbara anslutningar.
Vad är plast nitande?
Plastnivning är en mekanisk fästmetod. Det handlar om att använda axiell kraft för att deformera skaftet på en nit inuti ett hål. Detta bildar ett huvud och ansluter flera delar.
Jämfört med metallnätning har plastnitning några viktiga skillnader. Det kräver inte ytterligare nitar eller inlägg. Istället använder den plaststrukturer som kolumner eller revben. De är en del av plastkroppen.
Fördelar och nackdelar med plastnätning
Plastnivning har flera fördelar och nackdelar. Låt oss titta närmare.
Vanliga fördelar:
Enkel delstruktur, minska mögelkostnader
Enkel montering, inga extra material eller fästelement behövs
Hög tillförlitlighet
Kan nita flera punkter samtidigt och förbättra effektiviteten
Går i plast-, metall- och icke-metalldelar, även i trånga utrymmen
Tål långsiktiga vibrationer och extrema förhållanden
Enkel, energibesparande, snabb process
Lätt inspektion av visuell kvalitet
Vanliga nackdelar:
Kräver ytterligare nitningsutrustning och verktyg
Inte lämplig för höghållfast eller långvariga belastningar
Permanent anslutning, inte avtagbar eller reparerbar
Svårt att reparera om det misslyckas
Kan behöva redundans i designfasen
| Fördel | nackdel |
| Enkel struktur, låga mögelkostnader | Behöver extra utrustning och verktyg |
| Enkel montering, hög tillförlitlighet | Inte för högstyrka eller långvariga belastningar |
| Går med i olika material effektivt | Permanent, inte avtagbar eller reparerbar |
| Tål vibrationer och extrema förhållanden | Svårt att reparera, kan behöva redundans |
| Enkel, snabb, energibesparande process | - |
| Enkla visuella kvalitetskontroller | - |
Typer av plastnitningsprocesser
Det finns tre huvudtyper av plastnitningsprocesser. De är heta smältnitning, varma luftnätning och ultraljud nitande.
Hot Melt Riveting
Hot Melt Riveting är en process av kontakttyp. Det involverar ett värmeband inuti det spännande huvudet. Detta värmer det metallnitande huvudet, som sedan smälter och formar plastniten.
Fördelar:
Nackdelar:
Otillräcklig kylning kan leda till att plasten håller sig fast vid huvudet
Inte lämplig för större nitkolumner
Hög restspänning och lägre utdragningsstyrka
Rekommenderas inte för produkter med hög positionering/fixeringskrav
Hot smältitning används ofta för PCB -kort och plastdekorativa delar.
Hot Luft Riveting (Hot Air Cold Hiting)
Hot Luft-nitning är en icke-kontaktprocess. Den använder varm luft för att värma och mjukgöra plastnitkolonnen. Sedan trycker ett kallt nitande huvud och formar det.
Processen har två steg:
Uppvärmning: Varmluften värmer enhetligt nitkolonnen tills den är formbar.
Kylning: Det kalla nitande huvudet trycker på den mjukade kolumnen och bildar ett fast huvud.
Fördelar:
Nackdelar:
Humluftning är lämplig för de flesta termoplastiska material och glasfiberarmerad plast.
Ultrasonic niting
Ultrasonic-nitning är en annan process av kontakttyp. Den använder högfrekventa vibrationer för att generera värme och smälta plastnitkolonnen.
Fördelar:
Nackdelar:
Ojämn uppvärmning kan orsaka lösa eller nedbrutna kolumner
Begränsat distributionsavstånd om du använder ett enda svetshuvud
Vibrationer kan skada komponenter i viss utsträckning
Ultrasonic -nitning är inte lämplig för glasfibermaterial eller de med höga smältpunkter.
Här är en jämförelsetabell över de tre processerna:
| Process | Uppvärmningsmetod | Nitningsstyrka | Fixering Effekt | Hastighetsutrustning | Flexibilitet |
| Hetsmälta | Kontakt (metallhuvud) | Opålitlig, känslig för vibrationer | Defekt på grund av ofullständig mjukning | 6-60s | Integrerad, komplex byte |
| Varmluft | Icke-kontakt (varm luft) | Hög, inte känslig för vibrationer | Utmärkt, fyller helt luckor | 8-12S | Justerbar uppvärmning och nitning |
| Ultraljuds | Kontakt (vibration) | Opålitlig | Defekt på grund av ofullständig mjukning | <5s | Begränsad kontroll med integrerat huvud |
Vanliga nithuvudtyper för plastdelar
När det gäller plastnätning är geometri och dimensioner på nithuvuden avgörande. Låt oss ta en titt på några vanliga typer.
1. Halvcirkulär nithuvud (stor profil)
Detta är den vanligaste typen. Det används när hög styrka inte behövs, som i PCB eller dekorativa delar.
Nyckelpunkter:
Lämplig för nitkolumner med D1 <3mm (idealiskt> 1 mm för att förhindra brott)
H1 är i allmänhet (1,5-1,75) * D1
D2 är cirka 2 d1, H2 är cirka 0,75 d1
Specifika siffror baserade på volymkonvertering: s_head = (85%-95%) * S_Column
2. Semi-cirkulärt nithuvud (liten profil)
Denna typ har en kortare nitande tid än den stora profilen. Det är också för applikationer med låg styrka, till exempel FPC-kablar eller metallfjädrar.
Designöverväganden:
D1 <3mm, helst> 1mm
H1 är normalt 1,0 * d1
D2 är cirka 1,5 d1, H2 är cirka 0,5 d1
Volymkonvertering: S_head = (85%-95%) * S_Column
3. Dubbel halvcirkulär nithuvud
Nitkolumnerna här är något större än de halvcirkulära typerna. Denna design förkortar spännande tid och förbättrar resultaten. Det används när högre fixeringsstyrka behövs.
Nyckelpunkter:
Lämplig för nitkolumner med D1 mellan 2-5 mm
H1 är vanligtvis 1,5 * d1
D2 är cirka 2 d1, H2 är cirka 0,5 d1
Volymkonvertering gäller
Nitkolonn och mögel heta nitande huvudcentra måste anpassa sig för snygg bildning
4. Rivethuvud
När nitkolonnens diameter ökar används ihåliga kolumner. De förkortar nitande tid, förbättrar resultaten och förhindrar krympningsfel. Denna typ är för applikationer som behöver högre fixeringsstyrka.
Egenskaper:
D1> 5mm
H1 är (0,5-1,5) * D1, mindre värde för större diametrar
Inre d är 0,5 * d1 för att undvika ryggkrympning
D2 är cirka 1,5 d1, H2 är cirka 0,5 d1
Volymkonvertering gäller
Även uppvärmning av ihåliga kolumner hjälper till att bilda kvalificerade huvuden
5. Platt nithuvud
Platta huvuden är lämpliga när det bildade huvudet inte ska skjuta ut från ytan.
Designanteckningar:
D1 <3mm
H1 är vanligtvis 0,5 * d1
D2 och H2 baserat på volymkonvertering
Ansluten del behöver tillräckligt med tjocklek för räknare
Otillräcklig tjocklek leder till opålitlig anslutning och otillräcklig styrka
6. Ribbed nithuvud
Använd ribbade huvuden när du behöver ett större kontaktområde men har inte utrymme för ihåliga kolumner.
Nyckelpunkter:
Basdiameter D1 <3mm, översta diameter D3 = (0,4-0,7) * D1
H1 är (1,5-2) * d1, mindre än kolonnhöjd l
D2 är cirka 2 d1, H2 är cirka 1,0 d1
Volymkonvertering gäller
7. Flänsat nithuvud
Flänsade huvuden är idealiska för kontakter som kräver crimp eller inpackning.
Designöverväganden:
Basdiameter D1 <3mm, översta diameter D3 = (0,3-0,5) * D1
H1 är (1,5-2) * D1, mindre än kolonnlängden L
D2 är normalt 2 d1, H2 är cirka 1,0 d1
Volymkonvertering gäller
Designa överväganden för nitkolumner och nithuvuden
När du utformar nitkolumner och huvuden finns det flera viktiga faktorer att tänka på. Låt oss utforska dem i detalj.
Designa nitkolumner på lutande ytor eller långt ifrån bas
Om nitkolonnen är på ett lutande plan eller långt från basytan behövs specialdesign. Här är två metoder:
Designmetod för nitkolumner på lutande ytor
För lutande ytor bör nitkolonnen vara vinkelrätt mot ytan. Detta säkerställer korrekt justering och säker fästning.
Designmetod för nitkolonn placerad högt över basytan
När kolumnen är hög över basen är det viktigt att lägga till stödstrukturer. De förhindrar böjning eller brytning under nitning.
Betydelsen av redundansdesign
Plast nitande skapar permanenta anslutningar som är svåra att reparera om de misslyckas. Att integrera redundans i designen är väsentlig.
Ett tillvägagångssätt är att fördubbla antalet nitkolumner och hål. Ursprungligen används endast den primära uppsättningen (t.ex. gul). Om reparation behövs ger den sekundära uppsättningen (t.ex. vit) en säkerhetskopia.
Denna redundans ger dig en andra chans att reparera, vilket ökar den övergripande tillförlitligheten för den nitade enheten.
Förhållandet mellan nithuvud- och kolonndimensioner
Dimensionerna på nithuvudet och kolonnen är nära besläktade. Här är några viktiga relationer att tänka på:
Nithuvuddiametern (D2) är i allmänhet cirka 2 gånger kolonndiametern (D1)
Nithuvudets höjd (H2) är vanligtvis cirka 0,75 gånger D1 för stora halvcirkulära huvuden och 0,5 gånger D1 för små halvcirkulära huvuden
De specifika dimensionerna bör baseras på volymkonvertering: s_head = (85%-95%) * S_Column
Denna volymkonvertering säkerställer att nithuvudet har tillräckligt med material för att bilda en stark, säker anslutning utan överdrivet avfall.
Materialanpassningsförmåga för plast nitning
Inte alla plast är lämpliga för nitning. Låt oss utforska de viktigaste faktorerna som bestämmer ett materials anpassningsförmåga.
Termoplast kontra termosetter
Termoplast kan smälta och omformas inom ett specifikt temperaturområde. De är idealiska för nitande.
Däremot härdar termoset permanent när de värms upp. De är svåra att nitar med standardmetoder.
Därför involverar produktstrukturer ofta termoplast när nitning krävs.
Amorfa kontra halvkristallinplast
Termoplast är ytterligare uppdelade i amorfa och halvkristallina typer. Var och en har unika egenskaper som påverkar nitning.
Amorf (icke-kristallin) plast
Stört molekylär arrangemang
Gradvis mjukning och smältning vid glasövergångstemperatur (TG)
Lämplig för alla tre nitande processer (varm smält, varm luft, ultraljud)
Halvkristallinplast
Beställt molekylär arrangemang
Distinkt smältpunkt (TM) och omkristallisationspunkt
Förbli solid tills den når smältpunkten och sedan snabbt stelna när den kyls
Mer lämplig för hettnitning på grund av kombinerad uppvärmning och formning
Regelbunden vårliknande struktur absorberar ultraljudsenergi, vilket gör ultraljud nitande utmanande
Högre smältpunkter kräver mer ultraljudsenergi för att smälta
Noggrann designöverväganden som behövs för ultraljud nitning (högre amplitud, gemensam design, svetskontakt, avstånd, fixturer)
Minimera den första kontakten mellan nitskolonnens topp och svetshuvud för att koncentrera energi
Påverkan av fyllmedel (t.ex. glasfibrer)
Fyllmedel kan påverka en plasts spännande prestanda betydligt. Låt oss titta på glasfibrer som ett exempel.
Nyckelpunkter:
Stor skillnad i smältpunkter mellan plast- och glasfibrer
Hot Melt Riveting: Exakt temperaturkontroll (± 10 °) avgörande
Höga temperaturer orsakar utfällning av glasfiber, vidhäftning och grova ytor
Låga temperaturer leder till sprickor och kallformning
Ultraljud nitande: mer vibrationsenergi som behövs för att smälta plast
Riktlinjer för fyllmedelinnehåll:
<10%: Minimal effekt på materialegenskaper, gynnsamma för mjuka material (PP, PE, PPS)
10-30%: Minskar nitningsstyrkan
-
30%: påverkar spännande prestanda betydligt
Andra materialegenskaper som påverkar ultraljud nitning:
Hårdhet: Högre hårdhet förbättrar i allmänhet nitande
Smältpunkt: Högre smältpunkter kräver mer ultraljudsenergi
Renhet: Högre renhet förbättrar nitning, medan föroreningar i återvunna material minskar prestandan
Plastmaterial som används vid nitning
Att välja rätt plastmaterial är avgörande för framgångsrik nitning. Låt oss titta närmare på några vanliga alternativ.
Polyeten med låg densitet (LDPE)
LDPE har en låg densitet på grund av dess löst packade molekylstruktur. Det är flexibelt men tufft.
Viktiga egenskaper:
Polypropen (PP)
PP används allmänt inom branscher, från fordon till förpackning. Det erbjuder bra kemisk resistens och elektrisk isolering.
Applikationer:
Nylon
Nylon, särskilt nylon 6/6, är populär inom tillverkningen. Dess låga friktion gör den idealisk för växlar och lager.
Egenskaper:
Motstår de flesta kemikalier, men kan attackeras av starka syror, alkoholer och alkalier
Dålig motstånd mot utspädda syror, utmärkt motstånd mot oljor och fett
Används för snäppnitar, lossna nitar och push-in knopphuvudnitar
Acetal (polyoximetylen, POM)
Acetal, eller Pom, är stark, styv och resistent mot fukt, värme, kemikalier och lösningsmedel. Den har bra elektriska isoleringsegenskaper.
Användningar:
Polysulfone (PSU)
PSU används i specialapplikationer på grund av dess höga termiska och mekaniska kapacitet.
Nyckelfunktioner:
Jämförelse av materialegenskaper
Här är en tabell som jämför egenskaperna hos dessa material:
| Egenskaper | LDPE | PP | Nylon 6/6 | Acetal | PSU |
| Draghållfasthet (PSI) | 1 400 | 3 800-5 400 | 12 400 | 9 800-10 000 | 10 200 |
| Påverkan seghet (J/M⊃2;) | Ingen paus | 12.5-1.2 | 1.2 | 1,0-1,5 | 1.3 |
| Dielektrisk styrka (KV/mm) | 16-28 | 20-28 | 20-30 | 13.8-20 | 15-10 |
| Densitet (g/cm³) | 0,917-0.940 | 0,900-0,910 | 1.130-1.150 | 1.410-1.420 | 1.240-1.250 |
| Max. Kontinuerlig servicetemp. | 212 ° F (100 ° C) | 266 ° F (130 ° C) | 284 ° F (140 ° C) | 221 ° F (105 ° C) | 356 ° F (180 ° C) |
| Termisk isolering (w/m · k) | 0,320-0.350 | 0,150-0.210 | 0,250-0.250 | 0,310-0.370 | 0,120-0.260 |
Tänk på att tillsatser och stabilisatorer kan förbättra vissa egenskaper. Till exempel kan UV -stabilisatorer förbättra nylons utomhusprestanda.
Hur man väljer rätt storlek nit
Allmän tumregel
Ett enkelt tillvägagångssätt är att basera nitdiametern på tjockleken på plattorna som förenas. Här är tumregeln:
Rivet diameter = 1/4 × platttjocklek
Detta förhållande säkerställer att niten är proportionell mot materialet som det håller ihop. Det är också känt som greppområdet.
Faktorer att tänka på
Medan den allmänna regeln är en bra utgångspunkt, finns det andra faktorer att tänka på:
Materialegenskaper
Gemensam design
Typ av fog (varv, rumpa, etc.)
Laddningsförhållanden (skjuvning, spänning etc.)
Estetik
Monteringsprocess
Dessa faktorer kan påverka den optimala nitstorleken. I vissa fall kan du behöva avvika från den allmänna regeln för att uppnå bästa resultat.
Exempel och beräkningar
Låt oss titta på några exempel för att illustrera storleksprocessen.
Exempel 1:
Exempel 2:
Platttjocklek: 10 mm
Nitdiameter = 1/4 × 10 mm = 2,5 mm
Runda upp till närmaste standardstorlek, t.ex. 3 mm
Exempel 3:
Platttjocklek: 2 mm (tunna plattor)
Nitdiameter = 1/4 × 2 mm = 0,5 mm
Öka till en lägsta praktisk storlek, t.ex. 1 mm, för att underlätta installation och styrka
Kom ihåg att dessa beräkningar ger en utgångspunkt. Tänk alltid på de specifika kraven i din ansökan och gör justeringar efter behov.
| Platttjocklek (mm) | Rivetdiameter (mm) |
| 1-2 | 1 |
| 3-4 | 1-2 |
| 5-8 | 2-3 |
| 9-12 | 3-4 |
| 13-16 | 4-5 |
Slutsats
I den här guiden undersökte vi de olika nitande processerna för plastdelar, inklusive varmsmälta, varmluft och ultraljudsmetoder. Vi diskuterade också olika nithuvudtyper och deras specifika applikationer.
Att välja rätt nitningsprocess och material är avgörande för att säkerställa starka och hållbara anslutningar i plastenheter. Rätt urval kan påverka dina produkters livslängd och prestanda avsevärt.
Nu när du har denna kunskap uppmuntrar vi dig att tillämpa dessa insikter på dina projekt. Genom att göra det kommer du att säkerställa bättre resultat och mer pålitliga enheter i dina tillverkningsinsatser. Kontakta oss idag !
