Terminologiske barrierer, eksempler på befæstelsesvalgsveje
Hvordan bestemmer man effektivt den "korrekte" fastgørelsestype for komponenter eller komponenter, der involverer komposit- og plastmaterialer?For at definere, hvilke materialer og koncepter der er anvendelige til befæstelsestyper, er det nødvendigt at forstå de involverede materialer, deres formningsproces og de nødvendige forbindelses- eller monteringsfunktioner.
Tager det indvendige panel af et fly som et eksempel.Blot at beskrive det som et "luftfartskompositmateriale" forenkler de rige tilgængelige materialer og processer.Tilsvarende mangler udtrykket "flyfastgørelseselementer" specificitet med hensyn til de bedst egnede materialer til fastgørelseselementer og deres funktionalitet.Fastgørelseselementer, såsom indsatsbolte, nittebolte, overfladebundne fastgørelseselementer og svejsede fastgørelseselementer, kan alle være velegnede til luftfartsapplikationer, men der er betydelige forskelle i de materialer og funktioner, de kan strammes med.
Problemet med at søge i fastener-verdenen er, hvordan man klassificerer fastener-produkter, normalt ved at bruge termer, der er specifikt relateret til fasteners frem for de materialer, de er bedst egnede til.Imidlertid har kompositmaterialespecifikke termer ofte begrænset relevans, når du gennemser kategorier af fastgørelseselementer.For eksempel, uden en detaljeret forståelse af overfladelimning eller ultralydssvejsning i fastenerinstallation, hvordan ved du, om overfladebonding eller ultralydssvejsefastgørelsesmidler er egnede fastgørelsesmuligheder til varmformede laminerede materialer?Hvis din verden handler om polymermatrixegenskaber, fiberforstærkede strukturer og procesparametre, hvordan søger og vælger du så i en verden, der diskuterer samlingsstrategier, stramningsretninger, stramning af drejningsmomentforventninger og målforspændinger?
At kontakte leverandører eller distributører af fastgørelseselementer for at få råd og vejledning er normalt et effektivt og vellykket første skridt;Men ved at præsentere ansøgningen på en måde, der giver mulighed for enkel og hurtig søgning af relevante muligheder, kan der opnås yderligere forenkling.Her tager vi det termoplastiske flys indre panel som et eksempel for at illustrere de vigtige aspekter af denne tilgang til at forbedre valg af fastgørelseselementer.
Krav til skærpelse
For det første er det nyttigt at definere fastgørelseskrav.Ønsker du at skabe et fastgørelsespunkt for kompositmaterialer eller plastikkomponenter til forberedelse til efterfølgende montageoperationer?Eller vil du fastgøre komponenten direkte til kompositmaterialer eller plastkomponenter eller fastgøre den til dem?
For vores eksempel er kravet at skabe fastgørelsespunkter - især at give gevindforbindelsespunkter på kompositpaneler.Derfor vil vi skifte mod teknologi, der giver metoder til at installere og fastgøre forbindelsespunkter, frem for teknologi, der bruges til direkte at fikse komponenter sammen.Det er relativt nemt at klassificere fastgørelsesteknikker ved hjælp af disse termer, og termerne er relativt enkle, så alle kan kommunikere på samme sprog.
Materiale koncept
Ingen forstærket polymer.
Diskontinuerlige fiberforstærkede polymermaterialer.
Kontinuerlige fiberforstærkede polymerlaminater.
Sandwich materiale.
Ikke-vævede og fibermaterialer.
I vores eksempel er flyets indvendige panelmateriale en kontinuerlig fiberforstærket polymer i en lamineret struktur.Ved at definere materielle begreber på denne enkle måde kan vi hurtigt fokusere på en række relaterede materielle overvejelser:
Hvordan vil fastgørelseselementer blive integreret i fremstillingsprocessens kæde?
Hvordan påvirker materialer fastgørelsesintegration eller installation?
For eksempel kan integration af fastgørelseselementer i kontinuerlige forstærkningsmaterialer før eller under varmformning resultere i uønsket proceskompleksitet, såsom skæring eller forskydning af fibre, hvilket kan have en uønsket indvirkning på de mekaniske egenskaber.Med andre ord kan kontinuerlig fiberforstærkning udgøre udfordringer for integrationen af co-forarbejdede fasteners, og folk vil måske undgå sådanne udfordringer.
Samtidig kræver det kun en grundlæggende forståelse af befæstelsesteknologi at afgøre, om der skal anvendes co-proces installation eller post process installation.Ved at forenkle materiale og fastgørelsesterminologi er det muligt hurtigt og nemt at se, hvilke matcher og hvilke der ikke matcher.I vores eksempel bør udvælgelsen af fastenere fokusere på efterbehandlingsteknikker, medmindre vi ønsker at integrere fasteners i kontinuerlige fiberarmerede materialer/fremstillingsprocesser.
Detaljerede krav
På dette tidspunkt, for at bestemme de relevante fastgørelsesteknikker, er vi nødt til at definere flere detaljer om fastgørelsesstrategien, involverede materialer og formningsprocessen.For vores eksempel på kontinuerlige fiberforstærkede laminater vil vi definere applikationen som følger:
Den generelle anvendelse er de indvendige sidepaneler på fly.
Fastgørelsesstrategien er at tilvejebringe en dobbelthovedet bolt på bagsiden af panelet (ikke synlig) til at forbinde polymervindueområdet med en møtrik.
Fastgørelseskravet er et blindt, usynligt udvendigt gevindforbindelsespunkt - blind betyder montering/fastgørelse fra den ene side af komponenten - der er i stand til at modstå en udtrækskraft på ca. 500 Newton.
Panel er et kontinuerligt fiberforstærket termoplastisk materiale, og monteringen af fastgørelseselementer skal udføres efter støbeprocessen for at undgå at beskadige den forstærkede struktur.
Sorter yderligere faktorerne og vælg nedad
Når vi ser på vores eksempel, kan vi begynde at se, at flere faktorer kan påvirke vores beslutning om, hvilken type befæstelse vi skal bruge.Spørgsmålet er, hvilken af disse faktorer er vigtigst, især hvis befæstelsesomkostningerne ikke er den eneste afgørende faktor?I vores eksempel vil vi indsnævre udvalgsområdet til overfladebundne fastgørelseselementer eller ultralydssvejsede fastgørelseselementer.
Her kan selv simple ansøgningsoplysninger være nyttige.At vide, at vi bruger termoplastiske materialer, hjælper os for eksempel med at stille relevante forventninger til ydeevnen.I betragtning af tilgængeligheden af professionelle klæbemidler og overfladebehandlingsteknologier kan vi forvente, at begge teknologiers mekaniske ydeevne når et rimeligt niveau.
Men fordi vi ved, at applikationen er i rumfart, kan mekaniske sammenlåsende forbindelser give enklere ydeevnegarantier og certificeringsveje.Klæbemiddel tager tid at hærde, mens ultralydsinstallation kan belastes med det samme, så vi bør overveje virkningen af procestid.Adgangsbegrænsninger kan også være en nøglefaktor.Selvom indvendige paneler ofte nemt kan leveres til montering af fastgørelseselementer med automatiske klæbeapplikatorer eller ultralydsmaskiner, bør de omhyggeligt inspiceres før det endelige valg.
Træf den endelige beslutning
Det er umuligt at træffe beslutninger udelukkende baseret på forbindelsesmetode-identifikation og fast tid;Den endelige beslutning vil afhænge af overvejelser om udstyrsinvestering, mekanisk ydeevne og holdbarhed, overordnet procestidspåvirkning, adgangsbegrænsninger og godkendelses- eller certificeringsstrategier.Derudover kan design-, fremstillings- og montageoperationer involvere forskellige interessenter, så den endelige beslutning kræver deres deltagelse.Derudover kræver det at tage denne beslutning, at man overvejer hele værdiforslaget, inklusive produktivitet og samlede ejeromkostninger (TCO - total cost of ownership).Ved at tage et holistisk syn på befæstelsesproblemer og overveje alle relevante faktorer i den indledende designfase, fremstillingsproces og endelige montageoperationer, kan produktivitet og TCO beregnes og påvirkes positivt.Disse er et af nøgleprincipperne i Bossards ekspertuddannelsesportal for monteringsteknologi, der har til formål at hjælpe enkeltpersoner med at erhverve viden om montageteknologi.
I sidste ende afhænger beslutningen om, hvilken opstramningsstrategi eller hvilket produkt, der skal bruges, af flere faktorer - der er ingen løsning, der passer til alle, og der er mange forskellige valg at overveje.Men som vi har skitseret ovenfor, kan selv definere ansøgningsdetaljer på en relativt enkel måde forenkle udvælgelsesprocessen, fremhæve relevante beslutningsfaktorer og identificere områder, der kan kræve input fra interessenter.
Indlægstid: 06-02-2024
