Терминологични бариери, примери за пътища за избор на крепежни елементи
Как ефективно да се определи "правилният" тип закопчалка за компоненти или компоненти, включващи композитни и пластмасови материали?За да се определи кои материали и концепции са приложими за типовете крепежни елементи, е необходимо да се разберат включените материали, процесът на тяхното формоване и необходимите функции за свързване или сглобяване.
Да вземем за пример вътрешния панел на самолет.Простото описване като „аерокосмически композитен материал“ прекалено опростява богатите налични материали и процеси.По същия начин терминът „авиационни крепежни елементи“ не е конкретизиран по отношение на най-подходящите материали за крепежни елементи и тяхната функционалност.Закопчалки, като шпилки за вложки, шпилки за нитове, крепежни елементи с повърхностно свързване и заварени крепежни елементи, всички може да са подходящи за аерокосмически приложения, но има значителни разлики в материалите и функциите, с които могат да бъдат затегнати.
Проблемът на търсенето в света на крепежните елементи е как да се класифицират продуктите на крепежни елементи, като обикновено се използват термини, специално свързани с крепежни елементи, а не с материалите, за които са най-подходящи.Специфичните термини за композитни материали обаче често имат ограничено значение при преглеждане на категориите крепежни елементи.Например, без подробно разбиране на повърхностното залепване или ултразвуковото заваряване при монтаж на крепежни елементи, как да разберете дали повърхностното залепване или ултразвуковото заваряване на крепежните елементи са подходящи опции за закрепване за горещо формовани ламинирани материали?Ако вашият свят е свързан със свойства на полимерна матрица, подсилени с влакна структури и параметри на обработка, как търсите и избирате в свят, който обсъжда стратегии за сглобяване, посоки на затягане, очаквания момент на затягане и целеви предварителни натоварвания?
Свързването с доставчици или дистрибутори на крепежни елементи за съвет и насоки обикновено е ефективна и успешна първа стъпка;Въпреки това, чрез представяне на приложението по начин, който позволява лесно и бързо търсене на подходящи опции, може да се постигне допълнително опростяване.Тук ние вземаме термопластичния вътрешен панел на самолета като пример, за да илюстрираме важните аспекти на този подход за подобряване на избора на крепежни елементи.
Изисквания за затягане
Първо, дефинирането на изискванията за закрепване е полезно.Искате ли да създадете точка на закрепване за композитни материали или пластмасови компоненти, за да подготвите за последващи операции по сглобяване?Или искате директно да фиксирате компонента към композитни материали или пластмасови компоненти или да го фиксирате към тях?
За нашия пример изискването е да се създадат точки за закрепване - особено осигуряване на точки за свързване с резба върху композитни панели.Поради това ще преминем към технология, която предоставя методи за инсталиране и закрепване на свързващи точки, а не към технология, използвана за директно фиксиране на компоненти заедно.Сравнително лесно е да се класифицират техники за закрепване с помощта на тези термини, а термините са сравнително прости, така че всеки може да общува на един и същ език.
Материална концепция
Факторите, свързани с използваните материали, могат да повлияят на приложимостта на типовете крепежни елементи, но уместността на тези фактори обикновено зависи от вида на крепежния елемент, който се разглежда.За да прекъснем този цикъл и да избегнем прекалено подробен диалог по време на ранния процес на филтриране, можем най-общо да дефинираме композитните материали и пластмасовите материали като:
Без подсилен полимер.
Полимерни материали, подсилени с прекъснати влакна.
Полимерни ламинати, подсилени с непрекъснати влакна.
Сандвич материал.
Нетъкани и влакнести материали.
В нашия пример вътрешният панелен материал на самолета е непрекъснат полимер, подсилен с влакна в ламинирана структура.Като дефинираме материалните концепции по този прост начин, можем бързо да се съсредоточим върху поредица от свързани материални съображения:
Как крепежните елементи ще бъдат интегрирани във веригата на производствения процес?
Как материалите влияят върху интегрирането или инсталирането на закрепване?
Например, интегрирането на крепежни елементи в непрекъснати подсилващи материали преди или по време на горещо формоване може да доведе до нежелана сложност на процеса, като рязане или преместване на влакна, което може да има нежелано въздействие върху механичните свойства.С други думи, непрекъснатото усилване с влакна може да създаде предизвикателства пред интегрирането на съвместно обработени крепежни елементи и хората може да искат да избегнат подобни предизвикателства.
В същото време се изисква само основно разбиране на технологията на закрепване, за да се определи дали ще се използва инсталация съвместно или след инсталация.Чрез опростяване на терминологията за материали и закрепване е възможно бързо и лесно да се види кои съвпадат и кои не съвпадат.В нашия пример изборът на крепежни елементи трябва да се съсредоточи върху техниките за последваща обработка, освен ако не желаем да интегрираме крепежни елементи в материали/производствени процеси, подсилени с непрекъснати влакна.
Подробни изисквания
На този етап, за да определим съответните техники за закрепване, трябва да дефинираме повече подробности относно стратегията за закрепване, използваните материали и процеса на формоване.За нашия пример за ламинати, подсилени с непрекъснати влакна, ще дефинираме приложението, както следва:
Общото приложение е вътрешните странични панели на самолети.
Стратегията за закрепване е да се осигури двуглав болт на гърба на панела (не се вижда) за свързване на областта на полимерния прозорец с гайка.
Изискването за закрепване е сляпа, невидима външна точка на свързване с резба - сляпа означава инсталиране/закрепване от едната страна на компонента - способна да издържи сила на издърпване от приблизително 500 нютона.
Панелът е термопластичен материал, подсилен с непрекъснати влакна, и инсталирането на крепежни елементи трябва да се извърши след процеса на формоване, за да се избегне повреда на подсилената структура.
Допълнително сортирайте факторите и изберете надолу
Разглеждайки нашия пример, можем да започнем да виждаме, че множество фактори могат да повлияят на решението ни кой тип закопчалка да използваме.Въпросът е кой от тези фактори е най-важен, особено ако цената на крепежните елементи не е единственият решаващ фактор?В нашия пример ще стесним обхвата на избор до повърхностно залепени крепежни елементи или ултразвуково заварени крепежни елементи.
Тук дори простата информация за приложението може да бъде полезна.Например, знаейки, че използваме термопластични материали, ни помага да зададем подходящи очаквания за ефективност.Като се има предвид наличието на професионални лепила и технологии за повърхностна обработка, можем да очакваме механичните характеристики на двете технологии да достигнат разумно ниво.
Въпреки това, тъй като знаем, че приложението е в космическото пространство, механичните взаимосвързани връзки могат да осигурят по-прости гаранции за ефективност и пътища за сертифициране.Лепилото отнема време за втвърдяване, докато ултразвуковата инсталация може незабавно да се натовари, така че трябва да вземем предвид въздействието на времето на процеса.Ограниченията за достъп също могат да бъдат ключов фактор.Въпреки че вътрешните панели често се осигуряват лесно за монтаж на крепежни елементи с автоматични лепилни апликатори или ултразвукови машини, те трябва да бъдат внимателно проверени преди окончателния избор.
Вземете окончателното решение
Невъзможно е да се вземат решения само въз основа на идентифициране на метода на свързване и фиксирано време;Окончателното решение ще зависи от съображения за инвестиция в оборудване, механични характеристики и издръжливост, цялостно въздействие върху времето на процеса, ограничения за достъп и стратегии за одобрение или сертифициране.Освен това операциите по проектиране, производство и сглобяване могат да включват различни заинтересовани страни, така че окончателното решение изисква тяхното участие.В допълнение, вземането на това решение изисква разглеждане на цялото предложение за стойност, включително производителност и обща цена на притежание (TCO - обща цена на притежание).Като се вземе холистичен поглед върху проблемите със закрепването и се вземат предвид всички съответни фактори по време на първоначалната фаза на проектиране, производствения процес и операциите по окончателно сглобяване, производителността и TCO могат да бъдат изчислени и повлияни положително.Това са един от ключовите принципи на експертния образователен портал за технологии за сглобяване на Bossard, насочен към подпомагане на хората да придобият познания по технологиите за сглобяване.
В крайна сметка решението коя стратегия за затягане или продукт да се използва зависи от множество фактори - няма решение, което да отговаря на всички, и има много различни възможности за избор.Въпреки това, както посочихме по-горе, дори дефинирането на подробности за приложението по сравнително прост начин може да опрости процеса на подбор, да подчертае съответните фактори за вземане на решения и да идентифицира области, които може да изискват участие на заинтересованите страни.
Време на публикуване: 06 февруари 2024 г
