Selecció d'elements de fixació en components compostos

Barreres terminològiques, exemples de vies de selecció de fixació

Com determinar de manera eficient el tipus de fixació "correcte" per a components o components que involucren materials compostos i plàstics?Per definir quins materials i conceptes són aplicables als tipus de fixació, cal entendre els materials implicats, el seu procés de conformació i les funcions de connexió o muntatge requerides.

Prenent com a exemple el panell intern d'un avió.Simplement descriure'l com un "material compost aeroespacial" simplifica massa els rics materials i processos disponibles.De la mateixa manera, el terme "fixadors d'aviació" manca d'especificitat pel que fa als materials més adequats per a les fixacions i la seva funcionalitat.Els elements de subjecció, com ara tacs d'inserció, tacs de reblons, elements de fixació adherits a superfícies i elements de subjecció soldats, poden ser adequats per a aplicacions aeroespacials, però hi ha diferències significatives en els materials i les funcions amb què es poden estrènyer.

El problema de cercar al món dels fixadors és com classificar els productes de fixació, normalment utilitzant termes relacionats específicament amb els fixadors en lloc dels materials per als quals són més adequats.No obstant això, els termes específics de material compost sovint tenen una rellevància limitada a l'hora de navegar per categories de fixació.Per exemple, sense una comprensió detallada de la unió superficial o de la soldadura per ultrasons a la instal·lació de subjeccions, com sabeu si la unió superficial o els elements de subjecció de soldadura per ultrasons són opcions de fixació adequades per a materials laminats formats en calent?Si el vostre món tracta sobre les propietats de la matriu de polímers, les estructures reforçades amb fibra i els paràmetres de processament, com cerqueu i trieu en un món que parla d'estratègies de muntatge, direccions d'estrenyiment, expectatives de parell d'estrenyiment i precàrregues objectiu?

Contactar amb proveïdors o distribuïdors de fixació per obtenir assessorament i orientació sol ser un primer pas eficaç i reeixit;Tanmateix, presentant l'aplicació d'una manera que permeti una cerca senzilla i ràpida d'opcions rellevants, es pot aconseguir una simplificació addicional.Aquí, prenem el panell interior de l'avió termoplàstic com a exemple per il·lustrar els aspectes importants d'aquest enfocament per millorar la selecció de fixació.

Requisits d'enduriment
En primer lloc, és útil definir els requisits de fixació.Vols crear un punt de fixació per a materials compostos o components plàstics per preparar-se per a les operacions de muntatge posteriors?O, voleu fixar directament el component a materials compostos o components plàstics o fixar-los?
Per al nostre exemple, el requisit és crear punts de fixació, especialment proporcionant punts de connexió roscat en panells compostos.Per tant, canviarem cap a la tecnologia que ofereix mètodes per instal·lar i fixar punts de connexió, en lloc de la tecnologia utilitzada per fixar directament components.És relativament fàcil classificar les tècniques de subjecció utilitzant aquests termes, i els termes són relativament senzills, de manera que tothom es pot comunicar en el mateix idioma.

Concepte material
Els factors relacionats amb els materials implicats poden afectar l'aplicabilitat dels tipus de fixació, però la rellevància d'aquests factors depèn normalment del tipus de fixació que es consideri.Per trencar aquest cicle i evitar un diàleg massa detallat durant el procés de filtració inicial, generalment podem definir materials compostos i materials plàstics com:
Sense polímer reforçat.
Materials polimèrics reforçats amb fibra discontinua.
Laminats de polímer reforçat amb fibra contínua.
Material sandvitx.
Materials no teixits i fibres.
En el nostre exemple, el material del panell intern de l'avió és un polímer continu reforçat amb fibra en una estructura laminada.En definir els conceptes materials d'aquesta manera senzilla, podem centrar-nos ràpidament en una sèrie de consideracions materials relacionades:
Com s'integraran els elements de fixació a la cadena del procés de fabricació?
Com afecten els materials a la integració o instal·lació de la subjecció?

Per exemple, la integració de elements de fixació en materials de reforç continu abans o durant la conformació en calent pot provocar una complexitat del procés no desitjada, com ara tallar o canviar fibres, que pot tenir un impacte no desitjat en les propietats mecàniques.En altres paraules, el reforç continu de la fibra pot suposar reptes per a la integració de fixacions coprocessades i la gent pot voler evitar aquests reptes.
Al mateix temps, només requereix una comprensió bàsica de la tecnologia de subjecció per determinar si s'utilitza la instal·lació del procés conjunt o la instal·lació posterior al procés.Simplificant el material i la terminologia de subjecció, és possible veure de manera ràpida i senzilla quines coincideixen i quines no.En el nostre exemple, la selecció d'elements de fixació s'ha de centrar en les tècniques de postprocessament, tret que vulguem integrar els elements de fixació en processos de fabricació/materials reforçats amb fibres continus.

Requisits detallats
En aquest punt, per determinar les tècniques de fixació rellevants, hem de definir més detalls sobre l'estratègia de subjecció, els materials implicats i el procés de conformació.Per al nostre exemple de laminats continus reforçats amb fibra, definirem l'aplicació de la següent manera:
L'aplicació general són els panells laterals interns dels avions.
L'estratègia de fixació és proporcionar un cargol de doble cap a la part posterior del panell (no visible) per connectar la zona de la finestra de polímer amb una femella.
El requisit de fixació és un punt de connexió roscat extern cec i invisible (cec significa instal·lació/subjecció des d'un costat del component), capaç de suportar una força d'extracció d'aproximadament 500 Newtons.
El panell és un material termoplàstic reforçat amb fibra contínua i la instal·lació dels elements de subjecció s'ha de dur a terme després del procés d'emmotllament per evitar danyar l'estructura reforçada.

Ordena més els factors i selecciona cap avall
Mirant el nostre exemple, podem començar a veure que diversos factors poden influir en la nostra decisió sobre quin tipus de fixació utilitzar.La pregunta és, quin d'aquests factors és el més important, sobretot si el cost de la fixació no és l'únic factor decisiu?En el nostre exemple, reduirem l'interval de selecció als elements de fixació adherits a la superfície o als elements de fixació soldats per ultrasons.
Aquí, fins i tot la informació simple de l'aplicació pot ser útil.Per exemple, saber que estem utilitzant materials termoplàstics ens ajuda a establir expectatives de rendiment rellevants.Tenint en compte la disponibilitat d'adhesius professionals i tecnologies de tractament de superfícies, podem esperar que el rendiment mecànic d'ambdues tecnologies assoleixi un nivell raonable.
Tanmateix, com que sabem que l'aplicació és a l'aeroespacial, les connexions d'enclavament mecànic poden proporcionar garanties de rendiment i vies de certificació més senzilles.L'adhesiu triga temps a curar-se, mentre que la instal·lació d'ultrasons es pot carregar immediatament, per la qual cosa hem de tenir en compte l'impacte del temps de procés.Les restriccions d'accés també poden ser un factor clau.Tot i que els panells interiors sovint es proporcionen fàcilment per a la instal·lació de subjeccions amb aplicadors d'adhesius automàtics o màquines d'ultrasons, s'han d'inspeccionar acuradament abans de la selecció final.

Preneu la decisió final
És impossible prendre decisions basant-se únicament en la identificació del mètode de connexió i el temps fix;La decisió final dependrà de consideracions d'inversió en equips, rendiment mecànic i durabilitat, impacte general del temps del procés, restriccions d'accés i estratègies d'aprovació o certificació.A més, les operacions de disseny, fabricació i muntatge poden implicar diferents grups d'interès, de manera que la decisió final requereix la seva participació.A més, prendre aquesta decisió requereix considerar tota la proposta de valor, inclosa la productivitat i el cost total de propietat (TCO - cost total de propietat).Tenint una visió holística dels problemes de fixació i tenint en compte tots els factors rellevants durant la fase de disseny inicial, el procés de fabricació i les operacions de muntatge final, la productivitat i el TCO es poden calcular i afectar positivament.Aquests són un dels principis clau del portal d'educació d'experts en tecnologia d'assemblatge de Bossard, destinat a ajudar les persones a adquirir coneixements de tecnologia d'assemblatge.
En última instància, la decisió sobre quina estratègia o producte d'enduriment utilitzar depèn de múltiples factors: no hi ha una solució única i hi ha moltes opcions diferents a tenir en compte.Tanmateix, com hem esbossat anteriorment, fins i tot definir els detalls de l'aplicació d'una manera relativament senzilla pot simplificar el procés de selecció, ressaltar els factors de presa de decisions rellevants i identificar àrees que poden requerir l'aportació de les parts interessades.