Особенности конструкций соединения для полимерных композиций

Широкое применение находят сборные конструкции, получаемые различными способами соединения деталей и узлов из пластмасс. Использование этих способов целесообразно в тех случаях, когда требуется изготовить сложное по конструкции и крупное по размерам изделие с однородными физико-химическими и механическими свойствами. Эти способы также успешно могут быть применены, если в одной конструкции необходимо сочетать пластические массы различных видов или пластические массы с другими материалами.

Метод крепления и сборки должен обеспечить механическую связь между различными деталями, которые дополняют друг друга в конструкции. Во многих случаях процесс сборки осуществляется в процессе дополнительной обработки. Иногда возникает необходимость уменьшить количество деталей и материалов, входящих в состав изделия, чтобы упростить его конструкцию ил уменьшить затраты, связанные со сборкой и изготовлением. Главной целью при конструировании большинства пластмассовых изделий является минимизация количества сборочных операций за счет объединения их функций и формования элементов крепежа заодно с пластмассовой деталью.

Для изделий, изготовленных литьем под давлением существуют определенные требования сборки, поскольку они могут иметь очень сложную геометрию:

- необходимо минимизировать число деталей, входящих в сборочный узел и изделие в целом;

- нужно как можно реже использовать винты, вставки и аналогичные им крепежные элементы (особенно это касается механического крепежа, требующего при сборке вращения)

- нужно уменьшить количество таких технологических операций, как, например склеивание и сварка.

Различают следующие виды сборки:

- прессовые соединения;

- замковые соединения;

- механические крепления (болтовые, винтовые, окантовка);

- сварка;

- клеевые соединения;

- соединение с помощью растворителей.

Выбор метода сборки, который максимально соответствует данному изделию, осуществляется с учетом требований, и прежде всего экономических.

Очень большое значение имеют материалы, из которых изготавливают сборочные единицы. Например, для деталей из ПЭ лучше всего использовать прессовые или замковые соединения, поскольку его химическая стойкость и низкая поверхностная энергия затрудняют применение клеевых соединений. Сварные соединения предпочтительны для термопластов, но не для реактопластов. Если соединяемые детали изготовлены из разнородных материалов, или в процессе сборки вовлекся третий материал, как это имеет место при склеивании или механическом креплении, нужно уделять повышенное внимание коэффициенту линейного теплового расширения КЛТР.

На метод сборки влияют упругие свойства материала. Самонарезающие винты используются вместе с глухими бобышками для крепления корпусных деталей с крышками, если высокие требования предъявляются к внешнему виду только одной поверхности. Такое соединение недопустимо, если высокие требования предъявляются как к верхней, так и к нижней поверхностям корпуса. Параметры окружающей среды и конструкция изделия также влияют на выбор способа крепления. Если изделие из термопласта будет использоваться при повышенной температуре и влажности, механическое крепление и сварка предпочтительнее, чем клеевое соединение. Существует. Ряд факторов влияющих на выбор соединения. К ним относятся:

- характеристики соединения при действии ударных, усталостных, статических нагрузок, а также остаточных напряжений или термически индуцированных напряжений;

- возможность осуществления его повторной сборки или разборки для ремонта или замены какого либо компонента изделия.

Физико-химические процессы, которые протекают при выполнении клеевых или сварных соединений, не допускают повторную сборку, а замковое, прессовое или механическое крепление такую возможность допускают. Изделие собранное с помощью самонарезающих винтов, может быть собрано и разобрано один - два раза, но если предполагается собирать изделие чаще, следует использовать винты для металлов в сочетании со вставками.

Метод крепления играет решающую роль в обеспечении разборки.

- по мере возможности нужно избегать такие финишные операции, как окрашивание, печатание и металлизация поверхности.

В последние годы получил распространение принцип конструирования, обеспечивающий повторное использование материала и деталей изделий. Сущность этого принципа проста:

1) снижение количества материалов и деталей, которые используются для изготовления изделия;

2) использование материалов, которые легко могут быть переработаны повторно;

3) использование технологии, допускающей повторную сборку.