当实用专利不再受保护时，可能会有一个截止日期(从颁发之日起17年)，但制造商实施专利组装机器或工艺没有时间限制。通常，制造商很快就会尝试新机器或新工艺。然而，有时一项发明需要几十年的时间才能流行起来——到那个时候，专利早就过期了，发明者也早就死了。

后一种情况肯定适用于今天使用的快速和安全连接两个或更多层金属薄板的夹紧过程。1897年10月18日，德国发明家路易斯·蒂斯博士获得了一项专利，他发明了一种没有紧固件的金属薄板压接系统。然而，这种工艺直到20世纪70年代中期才在欧洲流行起来，当时汽车制造商开始寻找更快地连接钣金的方法。

在十年内，那里和美国的几家供应商开发了冲模压紧系统。如今，锁紧装置已被全球汽车制造商和Tier 1广泛使用。例如，福特汽车公司(Ford Motor Co.)在其新款F-150卡车的多个区域都使用了多层铝板。

另一个汽车OEM使用几个机器人安装的TZ连接钳(枪)托克斯Pressotechnik以高生产率固定铝罩组件。每个c型框架大钳由机电伺服驱动，并配备传感器，以记录联合力和模具位移的每个锁紧接头。该数据在HMI上显示为force-|位移曲线
统计过程控制。

在2015年中期，经过几个月的生产，传感器显示几个关节的力水平有所提高。OEM加盟经理打电话给TOX进行调查。经过初步评估，叠层高度厚度是正确的。

但是，经过进一步的检查，确定进入的铝的组成不同于最初测试的应用。TOX监测系统的工作是捕捉超出容许范围的点。

问题确定后，从生产中分离出来的铝制发动机罩被扣紧，重新检查。他们的联合强度进行了测试，以确保引擎盖满足进一步生产所需的所有标准。测试证实连接处足够坚固，无需拆卸和更换发动机罩。

这样的例子说明了为什么在汽车行业，以及电器、暖通空调和电子制造商中，握手越来越受欢迎。对于这些公司来说，clinching的快速操作，金属完整性的保存，以及广泛的安装系统，使其成为在发动机罩和后备箱，冰箱和洗衣机，加热和通风组件，以及打印机和电脑中创建坚固的金属接头的最佳选择。

(国际米兰)锁定是关键

当钣金组装应用不适合紧固件或焊接时，制造商有另一个选择:固定。在压紧过程中，冲头将金属板推入模具(由铁砧支撑)，以塑料形式在金属板之间形成机械联锁。这个过程产生了一个类似于压钉的接头，在底部的下面有一个圆形、椭圆形或矩形的按钮(高1至3毫米，直径1.5至26毫米)。一些供应商系统包括第二个过程，冲床是升起的，一个特殊的工具压在按钮上，使它与底版的底面齐平。

TOX Pressotechnik公司北美销售经理特洛伊•瓦尔德赫尔指出:“制造商们喜欢用压紧装置将材料相似或不同厚度的金属片连接在一起。“关键是这种金属至少有10%的伸长率。”

有五种抱紧的方法，最常见的是强迫抱紧。在这种方法中，冲头将金属片层压入刚性圆模的型腔中。压力机施加的压力迫使冲孔侧材料在模侧金属内变形并向外扩展，直到达到预先设定的压紧力。然后冲头从材料上剥离，模具脱离。

这种锁定方法通常需要不到1秒的时间。它对材料厚度的变化特别不敏感，因为材料的挤压发生在刚性模具的外部。

一种力控制方法的变化是冲击压紧，可从Eckold GmbH在特殊订单的基础上。不是用单一的冲程将金属层压入模具，而是在2秒内使用20到30次低冲击撞击达到相同的效果。

卢茨精密汽车有限责任公司(Lutz Precision Automotive LLC，在北美销售和服务Eckold机器)的总裁迈克·纽梅尔(Mike Neumayer)表示，喜欢这种方法的制造商使用的是产生微小变形的小型机器。该方法也适用于连接长度为2000毫米的管状金属片。它唯一的缺点是扩展的撞击噪声。

而力控压紧需要一个刚性模具，位移控制方法使用一个有两个活动边的模具(也称为刀片)。在位移控制的夹紧过程中，冲床将金属片层压入腔内。然而，当下料片接触模腔的底部时，材料会侧向流动并推动模侧向外，直到达到预先设定的锁紧力。当冲头被手动或自动拉回和模具脱离后，模具侧面再次闭合。

来自Eckold的CONFIX方法包括将顶部金属层通过底层预钻孔压入一个特殊的刚性模具。材料在模腔内流动，在底层下形成一个薄的联锁按钮。据Neumayer介绍，汽车制造商在将用于连接饰边和标题衬垫(粘在内部车顶上的复合材料)的弹簧钢夹连接到汽车上时更喜欢这种方法。

最后的夹紧方法是暖通空调制造商经常使用的切割和变形的组合过程。该模具是矩形的，而不是圆形的，它的特点是一个切割部分，在接合过程中，刺穿金属板的两个长边。两刀之间的材料被压缩、变形并在底板下互锁。未切割的一面保持完整，并形成一个斜坡从它下到变形的材料。

Neumayer说，HVAC制造商使用切割和变形方法时，应用程序需要稍厚的材料或超过两张板，并有足够的剪切强度，而不是最佳的金属联锁。制造商还喜欢模具要求较低的连接力量比联锁模具。

一大堆好处

Norlok Technology Inc.运营副总裁Jeff Boatright解释说:“大多数客户使用锁扣来连接两层堆栈，但有些客户需要连接三或四层，这取决于应用程序。唯一的要求是工具必须访问顶部和底部。”

压紧通常用于连接0.1至3毫米厚的单张，以及0.2至13毫米厚的2至4层堆栈。可夹紧的金属包括普通、软钢、不锈钢、弹簧和特种钢;铝板和铝型材;镁;黄铜;和铜。在任何两层之间也可以粘接粘合剂或织物。此外，漆面、镀锌层和涂层不会因粘结而损坏。

供应商表示，当堆栈总厚度为1到4毫米时，这个过程效果最好。如果纸张的厚度不一样，应该把较厚的纸张推入较薄的纸张中。常见的连接类型包括简单的重叠和法兰，重叠角，和圆管到平板。理想情况下，零件应该在连接区域重叠10毫米。

夹紧系统范围从手持单位(触发器激活，c框架)，台式单位和大型，独立的自动化机器。动力源可以是液压的、气动的、液压气动的或电动的，只要它能产生足够的力量使金属流动并产生联锁。冲压力可达350千牛顿(40吨)，取决于金属的大小、厚度和成分。

冲头和模具是标准组件，通常有超过25万个接头的使用寿命。它们需要相同的直径(1.5到12毫米)，以确保适当的对齐，金属插入和质量的夹具。

BTM公司的标准产品开发经理Glenn Koenigbauer说，该系统最初是在上世纪70年代末为当地通用汽车工厂开发的。那里的经理正在寻找一种比使用紧固件或点焊更快地连接钢板的方法。

今天，许多行业(汽车、白色家电、暖通空调、消费电子和钢框架)的制造商都使用Lance-N-Loc。科尼格鲍尔说，一些客户用它来固定多达七层的金属，用于各种部件的垫圈和膜片。

最近，该公司推出了V-Loc系统，该系统创造了一个具有凸起球形内径和同心外圈的连接按钮。这种设计旨在提供一个更传统的紧固件的外观，同时提供一个强大的，抗振动和防泄漏的接头。科尼鲍尔说，该系统是理想的，以固定更薄，更强的铝市场，不容易形成。

来自Norlok的地板安装的Surelok III平稳而有效地使用5吨的力，只使用90 psi的车间空气。它具有25英寸喉部和轻松可调的2.5英寸行程。为了确保精度，激光点出了将会做锁紧的地方。冲模转换很简单，只需要2分钟。可选的工具包括不锈钢的矩形工具和可逆工具，允许冲头或模具安装在上部或下部的工具上。

压紧接头的强度取决于冲头的大小和材料的厚度。例如，在Surelok III上使用的4.6毫米冲床在两块0.56毫米厚的轻镀锌钢板上，产生的接头剥离强度为70磅，拉力为285磅。同样的冲床用在两片2毫米厚的轻度镀锌钢板上，将产生一个具有剥离和拉力分别为300磅和1000磅的接头。

TOX的微型手持式CMH 03.45大钳在5800 psi的压力下可以产生5吨的压力。c型框架单元由一个气液增强器和一个HZ 40液压缸驱动。

Waldherr表示，标准大钳具有轴向连接方向，单手或双手控制，喉道深度分别为50、75和100毫米。如果有必要，该单位可以定制的应用程序或使用在一个分度幻灯片或简单的夹具安装的机器。

去年，Eckold将其电池供电的MCD 30/50 AH手持设备推向市场。它只有15磅重，但提供了5吨的锁紧力。它结合了3毫米厚的低碳钢烟囱和4毫米厚的铝烟囱。旋转头允许操作者在不改变位置的情况下进行角的压紧。充电时间为22分钟，循环时间约为4秒。据Neumayer介绍，该模型主要是为暖通空调和槽型发光字标识制造商设计的。

Waldherr总结道:“一开始，让公司从铆接和焊接转向铆接是一件很难的事情，但由于设备的巨大进步，情况不再如此。”“多年前，机器的控制力有限。现在，它们是完全可控的，具有精确到10微米的压力机驱动器。”