انتخاب اتصال دهنده ها در اجزای کامپوزیتی

موانع اصطلاحی، نمونه هایی از مسیرهای انتخاب بست

چگونه می توان نوع "صحیح" بست را برای اجزا یا اجزای شامل مواد کامپوزیت و پلاستیک به طور موثر تعیین کرد؟برای تعریف اینکه کدام مواد و مفاهیم برای انواع اتصال دهنده ها قابل استفاده هستند، لازم است مواد درگیر، فرآیند شکل دهی آنها و عملکردهای اتصال یا مونتاژ مورد نیاز را درک کنید.

پانل داخلی یک هواپیما را به عنوان مثال در نظر بگیرید.توصیف ساده آن به عنوان یک "مواد ترکیبی هوافضا" مواد و فرآیندهای غنی موجود را بیش از حد ساده می کند.به طور مشابه، اصطلاح "بسته های هوایی" از نظر مناسب ترین مواد برای اتصال دهنده ها و عملکرد آنها فاقد ویژگی است.اتصال دهنده ها مانند ناودانی های داخلی، ناودانی های پرچ، بست های سطحی و بست های جوشی ممکن است برای کاربردهای هوافضا مناسب باشند، اما تفاوت های قابل توجهی در مواد و عملکردهایی وجود دارد که می توان با آنها سفت کرد.

مشکل جستجو در دنیای اتصال دهنده ها این است که چگونه محصولات بست را طبقه بندی کنیم، معمولاً از اصطلاحاتی که به طور خاص مربوط به اتصال دهنده ها هستند و نه موادی که برای آنها مناسب هستند، استفاده می شود.با این حال، اصطلاحات خاص مواد کامپوزیتی معمولاً هنگام مرور دسته‌های اتصال دهنده‌ها ارتباط محدودی دارند.به عنوان مثال، بدون درک دقیق از اتصال سطحی یا جوشکاری اولتراسونیک در نصب بست، چگونه می‌دانید که اتصال سطحی یا اتصال دهنده‌های جوش اولتراسونیک گزینه‌های مناسبی برای بست برای مواد لمینت شده گرم هستند؟اگر دنیای شما درباره ویژگی‌های ماتریس پلیمری، ساختارهای تقویت‌شده با الیاف و پارامترهای پردازش است، در دنیایی که درباره استراتژی‌های مونتاژ، جهت‌های سفت کردن، انتظارات گشتاور سفت‌تر و پیش‌بارهای هدف بحث می‌کند، چگونه جستجو و انتخاب می‌کنید؟

تماس با تامین کنندگان یا توزیع کنندگان بست برای مشاوره و راهنمایی معمولا اولین قدم موثر و موفق است.با این حال، با ارائه برنامه به گونه ای که امکان جستجوی ساده و سریع گزینه های مربوطه را فراهم کند، می توان به ساده سازی بیشتر دست یافت.در اینجا، پانل داخلی هواپیمای ترموپلاستیک را به عنوان مثال در نظر می گیریم تا جنبه های مهم این رویکرد برای بهبود انتخاب بست را نشان دهیم.

الزامات سفت کردن
در مرحله اول، تعریف الزامات اتصال مفید است.آیا می خواهید یک نقطه اتصال برای مواد کامپوزیت یا اجزای پلاستیکی ایجاد کنید تا برای عملیات مونتاژ بعدی آماده شوید؟یا آیا می خواهید مستقیماً جزء را به مواد کامپوزیتی یا اجزای پلاستیکی ثابت کنید یا آن را به آنها ثابت کنید؟
برای مثال ما، لازمه ایجاد نقاط اتصال است - به ویژه ارائه نقاط اتصال رزوه ای بر روی پانل های کامپوزیت.بنابراین، به جای فناوری مورد استفاده برای تعمیر مستقیم اجزا با هم، به سمت فناوری حرکت خواهیم کرد که روش هایی را برای نصب و اتصال نقاط اتصال ارائه می دهد.طبقه بندی تکنیک های بستن با استفاده از این اصطلاحات نسبتاً آسان است و اصطلاحات نسبتاً ساده هستند، بنابراین همه می توانند به یک زبان ارتباط برقرار کنند.

مفهوم مادی
عوامل مرتبط با مواد درگیر ممکن است بر کاربرد انواع اتصال دهنده ها تأثیر بگذارد، اما ارتباط این عوامل معمولاً به نوع بست مورد نظر بستگی دارد.برای شکستن این چرخه و اجتناب از گفتگوی بیش از حد دقیق در طول فرآیند فیلتراسیون اولیه، ما به طور کلی می‌توانیم مواد کامپوزیت و مواد پلاستیکی را به صورت زیر تعریف کنیم:
بدون پلیمر تقویت شده
مواد پلیمری تقویت شده با الیاف ناپیوسته.
ورقه های پلیمری تقویت شده با الیاف پیوسته.
مواد ساندویچی.
مواد غیر بافته شده و الیافی.
در مثال ما، مواد پانل داخلی هواپیما یک پلیمر پیوسته تقویت شده با الیاف در یک ساختار چند لایه است.با تعریف مفاهیم مادی به این روش ساده، می‌توانیم به سرعت روی یک سری ملاحظات مادی مرتبط تمرکز کنیم:
چگونه اتصال دهنده ها در زنجیره فرآیند تولید ادغام می شوند؟
چگونه مواد بر یکپارچه سازی یا نصب بست تأثیر می گذارند؟

به عنوان مثال، ادغام بست ها در مواد تقویت کننده پیوسته قبل یا در طول شکل دهی گرم ممکن است منجر به پیچیدگی فرآیند ناخواسته، مانند برش یا جابجایی الیاف شود، که ممکن است تأثیر نامطلوبی بر خواص مکانیکی داشته باشد.به عبارت دیگر، تقویت مداوم فیبر ممکن است چالش هایی را برای یکپارچه سازی اتصال دهنده های فرآوری شده ایجاد کند و مردم ممکن است بخواهند از چنین چالش هایی اجتناب کنند.
در عین حال، برای تعیین اینکه آیا از نصب هم‌فرایند یا نصب پس از فرآیند استفاده می‌شود، فقط به درک پایه‌ای از فناوری اتصال نیاز دارد.با ساده کردن متریال و اصطلاحات چفت و بست، می توان به سرعت و به راحتی متوجه شد که کدام کبریت و کدام یک مطابقت ندارند.در مثال ما، انتخاب اتصال دهنده ها باید بر روی تکنیک های پس از پردازش متمرکز شود، مگر اینکه بخواهیم اتصال دهنده ها را در مواد / فرآیندهای تولید الیاف تقویت شده پیوسته ادغام کنیم.

الزامات دقیق
در این مرحله، به منظور تعیین تکنیک های اتصال مربوطه، باید جزئیات بیشتری در مورد استراتژی بست، مواد درگیر و فرآیند شکل دهی تعریف کنیم.برای مثال ما از لمینت های تقویت شده با الیاف پیوسته، کاربرد را به صورت زیر تعریف می کنیم:
کاربرد کلی پانل های جانبی داخلی هواپیما است.
استراتژی بست این است که یک پیچ دو سر در پشت پانل (که قابل مشاهده نیست) برای اتصال ناحیه پنجره پلیمری با یک مهره ارائه شود.
لازمه اتصال یک نقطه اتصال رزوه ای خارجی کور و نامرئی است - کور به معنای نصب/چسبیدن از یک طرف قطعه است - قادر به تحمل نیروی بیرون کشیدن تقریباً 500 نیوتن است.
پانل یک ماده گرمانرم تقویت شده با الیاف پیوسته است و برای جلوگیری از آسیب رساندن به ساختار تقویت شده، نصب بست ها باید پس از فرآیند قالب گیری انجام شود.

بیشتر عوامل را مرتب کنید و به سمت پایین انتخاب کنید
با نگاهی به مثال ما، می‌توانیم متوجه شویم که عوامل متعددی می‌توانند بر تصمیم ما در مورد استفاده از نوع بست تأثیر بگذارند.سوال این است که کدام یک از این عوامل مهمتر است، به خصوص اگر هزینه بست تنها عامل تعیین کننده نباشد؟در مثال ما، محدوده انتخاب را به اتصال دهنده های سطحی یا اتصال دهنده های جوش داده شده اولتراسونیک محدود می کنیم.
در اینجا، حتی اطلاعات برنامه ساده نیز می تواند مفید باشد.به عنوان مثال، دانستن اینکه ما از مواد ترموپلاستیک استفاده می کنیم به ما کمک می کند تا انتظارات عملکرد مرتبط را تعیین کنیم.با توجه به در دسترس بودن چسب های حرفه ای و فناوری های تصفیه سطح، می توان انتظار داشت که عملکرد مکانیکی هر دو فناوری به سطح معقولی برسد.
با این حال، از آنجایی که می دانیم این برنامه در هوافضا است، اتصالات به هم پیوسته مکانیکی می توانند تضمین های عملکرد و مسیرهای صدور گواهینامه ساده تری را ارائه دهند.چسب زمان می برد تا درمان شود، در حالی که نصب اولتراسونیک می تواند بلافاصله بارگیری شود، بنابراین ما باید تاثیر زمان فرآیند را در نظر بگیریم.محدودیت دسترسی نیز ممکن است یک عامل کلیدی باشد.اگرچه پانل های داخلی اغلب به راحتی برای نصب بست ها با اعمال کننده های چسب اتوماتیک یا دستگاه های اولتراسونیک ارائه می شوند، باید قبل از انتخاب نهایی به دقت بررسی شوند.

تصمیم نهایی را بگیرید
تصمیم گیری صرفاً بر اساس شناسایی روش اتصال و زمان ثابت غیرممکن است.تصمیم نهایی به ملاحظات سرمایه گذاری تجهیزات، عملکرد مکانیکی و دوام، تأثیر کلی زمان فرآیند، محدودیت های دسترسی و استراتژی های تأیید یا گواهی بستگی دارد.علاوه بر این، عملیات طراحی، ساخت و مونتاژ ممکن است شامل ذینفعان مختلف باشد، بنابراین تصمیم گیری نهایی مستلزم مشارکت آنها است.علاوه بر این، اتخاذ این تصمیم مستلزم در نظر گرفتن کل ارزش پیشنهادی، از جمله بهره وری و هزینه کل مالکیت (TCO - هزینه کل مالکیت) است.با نگاهی کلی به مسائل مربوط به بست و در نظر گرفتن تمام عوامل مرتبط در مرحله طراحی اولیه، فرآیند ساخت و عملیات مونتاژ نهایی، بهره وری و TCO را می توان محاسبه کرد و بر آن تأثیر مثبت گذاشت.اینها یکی از اصول کلیدی پورتال آموزشی متخصص فناوری مونتاژ Bossard است که با هدف کمک به افراد برای دستیابی به دانش فناوری مونتاژ می باشد.
در نهایت، تصمیم گیری در مورد اینکه کدام استراتژی سفت کردن یا محصول مورد استفاده قرار گیرد به عوامل متعددی بستگی دارد - هیچ راه حلی برای همه وجود ندارد و انتخاب های مختلفی برای در نظر گرفتن وجود دارد.با این حال، همانطور که در بالا اشاره کردیم، حتی تعریف جزئیات برنامه به روشی نسبتاً ساده می‌تواند فرآیند انتخاب را ساده‌تر کند، عوامل تصمیم‌گیری مرتبط را برجسته کند، و حوزه‌هایی را که ممکن است به ورودی ذینفعان نیاز داشته باشد، شناسایی کند.