Selección de elementos de fixación en compoñentes compostos

Barreiras terminolóxicas, exemplos de vías de selección de fixadores

Como determinar de forma eficiente o tipo de fixación "correcto" para compoñentes ou compoñentes que inclúen materiais compostos e plásticos?Para definir que materiais e conceptos son aplicables aos tipos de fixación, é necesario comprender os materiais implicados, o seu proceso de conformación e as funcións de conexión ou montaxe requiridas.

Tomando como exemplo o panel interno dunha aeronave.Simplemente describilo como un "material composto aeroespacial" simplifica en exceso os ricos materiais e procesos dispoñibles.Do mesmo xeito, o termo "fixadores de aviación" carece de especificidade en canto aos materiais máis axeitados para fixadores e á súa funcionalidade.Os elementos de fixación, como os cravos de inserción, os remaches, os elementos de fixación unidos á superficie e os parafusos soldados, poden ser todos axeitados para aplicacións aeroespaciais, pero hai diferenzas significativas nos materiais e funcións cos que se poden apertar.

O problema de buscar no mundo dos fixadores é como clasificar os produtos de fixación, normalmente empregando termos relacionados especificamente cos elementos de fixación en lugar dos materiais para os que son máis axeitados.Non obstante, os termos específicos dos materiais compostos adoitan ter unha relevancia limitada ao buscar categorías de fixación.Por exemplo, sen unha comprensión detallada da unión de superficies ou da soldadura por ultrasóns na instalación de fixadores, como sabe se a unión de superficie ou os elementos de fixación de soldadura por ultrasóns son opcións de fixación adecuadas para materiais laminados formados en quente?Se o teu mundo trata sobre as propiedades da matriz de polímeros, as estruturas reforzadas con fibras e os parámetros de procesamento, como buscas e elixes nun mundo que discute estratexias de montaxe, direccións de apriete, expectativas de par de apriete e precargas obxectivos?

Contactar con provedores ou distribuidores de fixación para obter consello e orientación adoita ser un primeiro paso eficaz e exitoso;Non obstante, ao presentar a aplicación de forma que permita unha busca sinxela e rápida das opcións relevantes, pódese conseguir unha maior simplificación.Aquí, tomamos o panel interior de avión termoplástico como exemplo para ilustrar os aspectos importantes deste enfoque para mellorar a selección de fixadores.

Requisitos de endurecemento
En primeiro lugar, é útil definir os requisitos de fixación.Quere crear un punto de suxeición para materiais compostos ou compoñentes plásticos para preparar as operacións de montaxe posteriores?Ou, queres fixar directamente o compoñente a materiais compostos ou compoñentes plásticos ou fixalo a eles?
Para o noso exemplo, o requisito é crear puntos de fixación, especialmente proporcionando puntos de conexión roscados en paneis compostos.Polo tanto, cambiaremos cara a tecnoloxía que proporciona métodos para instalar e fixar puntos de conexión, en lugar da tecnoloxía utilizada para fixar directamente os compoñentes.É relativamente fácil clasificar as técnicas de fixación usando estes termos, e os termos son relativamente sinxelos, polo que todos poden comunicarse no mesmo idioma.

Concepto material
Os factores relacionados cos materiais implicados poden afectar a aplicabilidade dos tipos de fixación, pero a relevancia destes factores adoita depender do tipo de fixación que se considere.Para romper este ciclo e evitar un diálogo demasiado detallado durante o proceso de filtración inicial, podemos definir xeralmente os materiais compostos e os materiais plásticos como:
Sen polímero reforzado.
Materiais poliméricos reforzados con fibras discontinuas.
Laminados de polímero reforzado con fibra continua.
Material para bocadillos.
Materiais non tecidos e fibras.
No noso exemplo, o material do panel interno da aeronave é un polímero continuo reforzado con fibra nunha estrutura laminada.Ao definir os conceptos materiais deste xeito sinxelo, podemos concentrarnos rapidamente nunha serie de consideracións materiais relacionadas:
Como se integrarán os fixadores na cadea do proceso de fabricación?
Como afectan os materiais á integración ou instalación da fixación?

Por exemplo, a integración de elementos de fixación en materiais de reforzo continuo antes ou durante o conformado en quente pode producir unha complexidade de proceso non desexada, como o corte ou o desprazamento de fibras, o que pode ter un impacto indesexable nas propiedades mecánicas.Noutras palabras, o reforzo continuo de fibra pode supor retos para a integración de fixadores co procesados, e a xente pode querer evitar tales desafíos.
Ao mesmo tempo, só require unha comprensión básica da tecnoloxía de suxeición para determinar se se debe utilizar a instalación co proceso ou a instalación posterior ao proceso.Ao simplificar a terminoloxía do material e da fixación, é posible ver rápida e facilmente cales coinciden e cales non.No noso exemplo, a selección de elementos de fixación debería centrarse nas técnicas de post-procesamento, a non ser que queiramos integrar elementos de fixación en materiais/procesos de fabricación continuos reforzados con fibra.

Requisitos detallados
Neste punto, para determinar as técnicas de fixación relevantes, necesitamos definir máis detalles sobre a estratexia de suxeición, os materiais implicados e o proceso de conformación.Para o noso exemplo de laminados continuos reforzados con fibra, definiremos a aplicación do seguinte xeito:
A aplicación xeral son os paneis laterais internos das aeronaves.
A estratexia de fixación é proporcionar un parafuso de dobre cabeza na parte traseira do panel (non visible) para conectar a zona da fiestra de polímero cunha porca.
O requisito de fixación é un punto de conexión roscado externo cego e invisible - cego significa instalación/suxección desde un lado do compoñente - capaz de soportar unha forza de extracción de aproximadamente 500 Newtons.
O panel é un material termoplástico reforzado con fibras continuas, e a instalación de elementos de fixación debe realizarse despois do proceso de moldura para evitar danar a estrutura reforzada.

Ordena máis os factores e selecciona abaixo
Mirando o noso exemplo, podemos comezar a ver que varios factores poden influír na nosa decisión sobre que tipo de fixación usar.A pregunta é, cal destes factores é o máis importante, especialmente se o custo da fixación non é o único factor decisivo?No noso exemplo, restrinxiremos o intervalo de selección para fixadores unidos á superficie ou fixadores soldados por ultrasóns.
Aquí, incluso a información simple da aplicación pode ser útil.Por exemplo, saber que estamos a usar materiais termoplásticos axúdanos a establecer expectativas de rendemento relevantes.Tendo en conta a dispoñibilidade de adhesivos profesionais e tecnoloxías de tratamento de superficies, podemos esperar que o rendemento mecánico de ambas tecnoloxías alcance un nivel razoable.
Non obstante, porque sabemos que a aplicación está no sector aeroespacial, as conexións de enclavamento mecánico poden proporcionar garantías de rendemento e vías de certificación máis sinxelas.O adhesivo leva tempo en curarse, mentres que a instalación de ultrasóns pode cargarse inmediatamente, polo que debemos considerar o impacto do tempo de proceso.As restricións de acceso tamén poden ser un factor clave.Aínda que os paneis interiores adoitan proporcionarse facilmente para a instalación de fixadores con aplicadores automáticos de adhesivo ou máquinas de ultrasóns, deben ser inspeccionados coidadosamente antes da selección final.

Toma a decisión final
É imposible tomar decisións só baseándose na identificación do método de conexión e no tempo fixo;A decisión final dependerá das consideracións do investimento do equipamento, do rendemento mecánico e da durabilidade, do impacto global do tempo do proceso, das restricións de acceso e das estratexias de aprobación ou certificación.Ademais, as operacións de deseño, fabricación e montaxe poden involucrar a diferentes partes interesadas, polo que a decisión final require a súa participación.Ademais, tomar esta decisión require considerar toda a proposta de valor, incluíndo a produtividade e o custo total de propiedade (TCO - total cost of ownership).Ao ter unha visión holística dos problemas de fixación e considerando todos os factores relevantes durante a fase de deseño inicial, o proceso de fabricación e as operacións de montaxe final, a produtividade e o TCO pódense calcular e afectar positivamente.Estes son un dos principios fundamentais do portal de formación de expertos en tecnoloxía de montaxe de Bossard, destinado a axudar ás persoas a adquirir coñecementos sobre tecnoloxía de montaxe.
En definitiva, a decisión sobre a estratexia ou produto de endurecemento que se vai utilizar depende de varios factores: non hai unha solución única para todos e hai moitas opcións diferentes a considerar.Non obstante, como indicamos anteriormente, mesmo definir os detalles da solicitude dun xeito relativamente sinxelo pode simplificar o proceso de selección, resaltar os factores relevantes de toma de decisións e identificar áreas que poden requirir a entrada dos interesados.