组装的塑料部件的表现如何取决于其组成件如何连接的重要性。那些由强硬塑料制成的,可以固定在一起或粘合。热塑性件允许更多选项,包括螺钉和铆钉,各种类型的粘合剂或焊接,铆接和卡扣。

在所有这些连接方法中,桩连接是最快、最便宜的一种。在打桩时,有一个或多个孔的零件被滑到固定在固定装置中的底座上相应的柱子(凸台)上。然后,柱子要么:直接接触和变形与热的工具;用冷工具加热和变形;或者直接用安装在压力机上的冷工具进行变形,使顶部紧贴底座。

医疗器械制造商定期使用铆接来组装小而大的零件。2012年,Thermal Press International Inc.开发了MicroLab热压,帮助医疗器械制造商在微小的植入设备上进行热刀具铆接。销售销售副总裁Lance Crawford表示,客户目前使用几种MicroLab压力机,该压力机用当地商店取代了超过15枚媒体。

该公司喜欢热压力的低维护和高灵活性,因为它们可以与各种执行器和工具组一起使用。另一个好处是所有压力机都具有共同的功能,例如HMI控件。Crawford表示,这使制造商能够减少20%,而简化培训流程。

汽车,家电和电子制造商也是铆接热塑性零件的大粉丝,包括聚乙烯,聚丙烯,ABS,聚碳酸酯,缩醛和聚酰胺制成的粉丝。许多公司使用基于热量的铆接方法,而其他公司更喜欢超声波或冷成型。哪种方法最好取决于年度体积,所需的循环时间,材料类型,零件尺寸等的特定应用程序的因素,以及它是否有一个或多个平面。

从一开始就热

基于热基的铆接方法包括热工具(也称为热),热空气冷,脉冲功率,热成型和红外光。所有这些方法都是有效的,热塑性树脂含有填料如玻璃或滑石,只要适合合理的过程控制措施即可。

热工具是最古老的基于热的贴片方法,在20世纪60年代末首次引入。用这种方法,柱子直接用加热的工具(或热头)熔化,压在上面。当金属需要保留在塑料外壳中时,后冷却是一个可选的步骤。

后冷却过程涉及在工具缩回后将压缩空气吹到柱上1至2秒,以在成型后稍微冷却柱子。这确保了部分清洁释放,并防止塑料弹回其原始形状。总循环时间从5到20秒变化。

该工具通过内部电线线或一个或多个盒式加热元件加热,该加热元件将电流转换为热能。刀具温度由控制器调节。

由于热刀铆接使热量定位在柱子上,因此对于具有高玻璃含量的塑料特别适用于塑料。该方法还允许制造商同时形成大量帖子,并且柱子不必位于同一平面中。

“包括电子产品的医疗器械零件,一直越来越细腻,”Dukane的国家销售和营销经理Jason Barton解释道。“热铆接对于这些应用是良好的,因为它是非振动的。例如,超声波铆接的振动可能会损坏这些部件。“

Dukane提供了STS-2000热热压印机,其特点是Z轴的伺服控制,因此用户可以调整行程距离0.001英寸的增量和速度,只有0.1英寸每分钟。压力机的标准冲程是20英寸,它的喉部距离每个刀头的中心12英寸。

过过程控制警告操作员需要太长以完成组件。机器的温度功能在每个循环之前检查系统,以确保正常的操作刀具温度。它可以在温度设定点上方和下方以1度增量调整。机器处理一个或多个热头,并允许它们安装在任何轴上。它还存储多达100个作业,并允许最终用户在每个周期内以多种速度,馈送和距离股份股份。用于气动部件夹紧和后冷却后的过滤器调节器 - 润滑器组件是标准的。

供应商说,一些制造商同时使用热工具铆接设备绘制了32名凸台。某些机器甚至能够形成多个老板并同时安装插入。有几家供应商为其设备提供快速更换工具,以提高灵活性。

“质量热铆接的关键是不过热,立即熔化塑料,但要使用右侧的热量和压力,使塑料流动并在负载下熔化,因此塑料存储器被重置,”克劳福德解释说。“这种方法的一个大的优点,与以熔化材料开始的其他方法相比,它通常会降低材料中产生的应力。”

Crawford表示,热压机专门为实现自动化和大容量热铆接的集成商和制造商开发了其工作站的压力线。压力机采用一到六个致动器,由单个PCB控制。它们还能与其他机器,实时和广泛的数据采集和遥控器进行通信。力反馈控制是可选的,涉及使用施加的数据来精确控制铆接过程。

“自2010年以来,一家知名的电子合同制造商在中国的植物中使用了大约200名印刷机,”克劳福德的笔记。“他们用它们来放置各种电子部件。其他客户使用它们用于汽车和白色商品中的零件。“

在热空气冷铆接中,通过侧面或架空喷嘴加热压缩空气并吹到柱上。一旦塑料软化,将空气冷却的铆接工具压在柱上以形成头部。该工具仍然在适当的地方,直到塑料凝固。循环时间可以从少数秒或简单的设计中的几秒钟,许多帖子或复杂部分的60秒。

热风冷法有两个主要优点。第一,关节有良好的外观和结构健全。这是因为塑料在与冷工具接触时迅速凝固,消除了塑料粘在工具上或当工具缩回时产生材料串的可能性。

热空气冷铆接的另一个好处是它可以用来同时形成几个柱,并且柱不需要位于同一平面中。然而,设计工程师应该为每个空气喷嘴提供足够的空间以达到其柱。他们还应该确保帖子附近的任何部分都不会受到热空气流的不利影响。这对敏感电子产品和薄巧妙的塑料零件尤为重要。

热空气冷铆接的主要缺点是需要一定量的充电时间。在循环之间,热量必须从工具中转移到冷却下来,然后必须再次加热工具。由于压缩空气成本,该过程也是相当嘈杂和昂贵的。

几家基于英国的一级厂家使用德尔西尼AG的高级热风冷热管道系统,以快速打造SUV座椅靠背组件。每个装配包括ABS-PC-尼龙混合材料背板,地图袋,地毯板和金属夹。各个物品被固定并连接到落地机器内的21个单独的桩点,为两种不同的车型生产左右座椅,以及带有和无空调的汽车的版本。

HACS系统采用伺服驱动的动力滑台,在操作员装卸位置、加热区域和桩站之间传递元件。在每45秒的周期开始之前,传感器会确认几件事情:每个组件的存在,正确的基板和地毯组件是否已加载,以及金属夹的数量是否正确。一个温度控制器确保了一致的热分布在21个支点和每个部分的可重复的结果。

关于创新的脉搏

大约8年前,Tooltex Inc.开始开发简化,这是一种施用塑料零件的冲动电力系统。该公司在一年内制定了一个概念证明,但通过新功能炼油,以优化效率,Notes Alex Spurgeon,ToolTex Operations Manager。2015年,介绍了该系统。

根据Spurgeon的说法,它的工作原理是通过一个特别设计的、正在申请专利的尖端发送低压电流,根据需要加热它。尖端在开始时是凉的,但在2秒内加热到400华氏度。只有当尖端接触到老板时,它才会保持这样的热度,并且在循环结束时是凉的。

“加热的尖端与凸台接触,赌注到最终深度,然后用压缩空气冷却,”施普顿解释。“在缩回之前完全冷却按钮,消除了塑料的弹性恢复和两个部分之间松动配合的风险。”

Spurgeon表示,该系统需要很少的维护,用于由本田Acura,丰田雷克萨斯,日产和福特设计和制造的股权。它可以将老板放在墙上的1毫米,传统上用于小到中型老板。此外,该公司正在开发股权6毫米空心凸台的提示,通常在门板上找到。Spurgeon表示,该系统也能够通过金属化表面股权,这使得照明制造商在气相沉积之前不必掩盖凸台。

在欧洲,KVT在本世纪初开发了两相热成型铆接方法。Dukane一年前购买了公司,现在提供了其Dukane-KVT Benchtop Press,带旋转索引器,用于铆接任意两部分,只要一个是热塑性的。

压力机内的加热元件加热氮气,然后吹出几个2毫米宽的管,并在凸台上吹到3或4秒。冷工具使老板变形1或2秒并将零件放在一起。当索引器旋转时,另一部分堆叠放置在管下方,并且操作者去除连接部分。

巴顿说,压力机可以同时安装多个部件,它们之间只有2毫米的距离。客户还喜欢两相热成型工艺不会在接头或加热元件上留下任何颗粒,而且很容易粘住低粘度的材料。

来自Extol公司的infrast是一种利用红外线在变形前加热柱子的工艺。成形工具内部的反射器将红外能量集中在一个狭窄的点上,均匀地加热柱子,并限制传递到周围部件的热量。当粘接pcb等部件时,热源的聚焦特性特别有利,因为这些部件的接头不能暴露在热或振动中。

超快速准确

Herrmann ultrasonics Inc.塑料部门的超声波工程经理查克·汉纳(Chuck Hannah)说:“为了制造出更好的零件,你必须测量每一个工艺过程。超声波机器以工艺监控签名的形式在打桩过程中提供这种测量。”这种反馈和速度是超声波在下注时的两种独特之处。”

通过传统的超声波铆接,熔化塑料的热量不会来自工具本身,在整个过程中保持冷却。相反,热量来自塑料和工具面之间的摩擦,该塑料面在超声波频率下振动。循环时间可以小于1秒,因为该过程不需要充电时间。

在过去的夏天,Herrmann推出了一种新的超声波铆接过程,称为压缩铆接。它能够在不同材料之间粘合,例如热塑性树脂,金属塑料杂交,热固性塑料和多组分系统。Hannah表示,该过程应使汽车制造商受益,这些制造商使用超声波对桩门板,前部和后柱,杯架和仪表板的内饰。

在压缩铆接中,振动超声波没有触及所绘制的上部。相反,旋流器升温,塑化和形状中空的管状铆钉进入连接件的形状配合珠子。铆接需要1.6秒,保持时间为1秒。为每个应用程序定制钻孔深度。

汉娜表示,超声波不受温度影响,该过程允许更快地生产零件,更高的粘接强度和比传统的超声铆接更高的重复性。

Herrmann还开发了AMG发电机,它在超声波发电机中产生超声波振动。1,200瓦发生器已经集成了一台距离测量装置,可自动确保每个铆接应用中的适当量的老板位移。如果位移过多或太少,则单元停止和操作员已通知为什么。

Dukane的I.Auto-Plus超声波发生器采用集成的多探头控制模块,使其适用于汽车内部门板和其他大型多点应用。发电机足够小,用于内部或外部安装到电气柜,适合盒式式自动化机器。

Barton表示发电机可以配置为具有八个绑定点,并且它具有0.5毫秒的处理速率和通过功率功能的触发器进行一致性。该装置有两个功率范围(600和1,200瓦),频率为20,30,35和40千赫兹。

为了快速的设备交互,生成器兼容EtherNet/IP, Modbus, Profinet, Profibus, Powerlink, EtherCAT和CC-Link通信协议。多色灯指示每个标记点的状态,简化故障排除。

没有热量的必要

有时,在帖子上形成头部没有必要。使用径向或轨道成型机或简单的树木压榨机可以冷却任何具有良好抗冲击性的可延长抗冲击性的热塑性热塑性塑料。玻璃塑料,如缩醛或尼龙,是冷成形的首选材料,因为它既不脆性也不是脆弱,它没有太多的记忆。

为防止屈曲柱,其长度不应超过直径的两倍。为防止断裂柱,必须逐渐施用成型力。一种冷成形的塑料柱将自然地想要返回其原始形状,但在形成后持有在压力下的柱子会限制发生多少弹簧。通常需要至少6,000psi的压力。

太多的回弹将使难以形成紧密的装配。另一个最佳做法是不要使用冷成型来装配暴露于热量的部件。冷形成的塑料柱也更容易受到细表面开裂(裂缝)和化学侵蚀的影响。