Stiprinājumu izvēle kompozītmateriālu sastāvdaļās

Terminoloģiskās barjeras, stiprinājumu izvēles ceļu piemēri

Kā efektīvi noteikt "pareizo" stiprinājuma veidu komponentiem vai detaļām, kurās izmantoti kompozītmateriāli un plastmasas materiāli?Lai noteiktu, kuri materiāli un jēdzieni ir piemērojami stiprinājumu veidiem, ir jāsaprot izmantotie materiāli, to formēšanas process un nepieciešamās savienošanas vai montāžas funkcijas.

Par piemēru ņemot gaisa kuģa iekšējo paneli.Vienkārši aprakstot to kā "viācijas un kosmosa kompozītmateriālu", tiek pārlieku vienkāršoti bagātīgie pieejamie materiāli un procesi.Tāpat terminam "aviācijas stiprinājumi" trūkst specifiskuma attiecībā uz stiprinājumiem piemērotākajiem materiāliem un to funkcionalitāti.Stiprinājumi, piemēram, ieliktņi, kniedes tapas, ar virsmu savienoti stiprinājumi un metinātie stiprinājumi, visi var būt piemēroti kosmosa lietojumiem, taču pastāv būtiskas atšķirības materiālos un funkcijās, ar kurām tos var pievilkt.

Meklēšanas problēma stiprinājumu pasaulē ir, kā klasificēt stiprinājumu izstrādājumus, parasti izmantojot terminus, kas īpaši saistīti ar stiprinājumiem, nevis materiāliem, kuriem tie ir vispiemērotākie.Tomēr kompozītmateriālu specifiskiem terminiem bieži ir ierobežota nozīme, pārlūkojot stiprinājumu kategorijas.Piemēram, ja nav detalizētas izpratnes par virsmas līmēšanu vai ultraskaņas metināšanu stiprinājumu uzstādīšanā, kā zināt, vai virsmas līmēšana vai ultraskaņas metināšanas stiprinājumi ir piemēroti stiprinājuma varianti karsti veidotiem laminētiem materiāliem?Ja jūsu pasaule ir saistīta ar polimēru matricas īpašībām, šķiedru pastiprinātām konstrukcijām un apstrādes parametriem, kā meklēt un izvēlēties pasaulē, kurā tiek apspriestas montāžas stratēģijas, pievilkšanas virzieni, pievilkšanas griezes momenta gaidas un mērķa priekšslodzes?

Sazināšanās ar stiprinājumu piegādātājiem vai izplatītājiem, lai saņemtu padomu un norādījumus, parasti ir efektīvs un veiksmīgs pirmais solis;Tomēr, iesniedzot lietojumprogrammu veidā, kas ļauj vienkārši un ātri meklēt atbilstošās iespējas, var panākt turpmāku vienkāršošanu.Šeit mēs ņemam termoplastisko lidmašīnas iekšējo paneli kā piemēru, lai ilustrētu šīs pieejas svarīgos aspektus stiprinājumu izvēles uzlabošanai.

Stingrākas prasības
Pirmkārt, ir noderīgi noteikt stiprinājuma prasības.Vai vēlaties izveidot kompozītmateriālu vai plastmasas detaļu stiprinājuma punktu, lai sagatavotos turpmākajām montāžas darbībām?Vai arī vēlaties tieši piestiprināt komponentu pie kompozītmateriāliem vai plastmasas detaļām vai piestiprināt to pie tiem?
Mūsu piemēram, prasība ir izveidot stiprinājuma punktus, īpaši nodrošinot vītņotus savienojuma punktus uz kompozītmateriāla paneļiem.Tāpēc mēs virzīsimies uz tehnoloģijām, kas nodrošina savienojuma punktu uzstādīšanas un nostiprināšanas metodes, nevis tehnoloģiju, ko izmanto komponentu tiešai savienošanai.Izmantojot šos terminus, ir salīdzinoši viegli klasificēt stiprinājumu paņēmienus, turklāt termini ir salīdzinoši vienkārši, tāpēc visi var sazināties vienā valodā.

Materiāla koncepcija
Faktori, kas saistīti ar iesaistītajiem materiāliem, var ietekmēt stiprinājumu veidu pielietojamību, taču šo faktoru atbilstība parasti ir atkarīga no ņemtā stiprinājuma veida.Lai pārtrauktu šo ciklu un izvairītos no pārāk detalizēta dialoga agrīnā filtrēšanas procesa laikā, mēs parasti varam definēt kompozītmateriālus un plastmasas materiālus kā:
Nav pastiprināta polimēra.
Nepārtrauktas šķiedras pastiprināti polimēru materiāli.
Nepārtrauktas šķiedras pastiprināti polimēru lamināti.
Sviestmaižu materiāls.
Neaustie un šķiedru materiāli.
Mūsu piemērā lidmašīnas iekšējā paneļa materiāls ir nepārtraukts ar šķiedru pastiprināts polimērs laminētā struktūrā.Šādā vienkāršajā veidā definējot materiālu jēdzienus, mēs varam ātri koncentrēties uz vairākiem saistītiem materiāliem apsvērumiem:
Kā stiprinājumi tiks integrēti ražošanas procesa ķēdē?
Kā materiāli ietekmē stiprinājuma integrāciju vai uzstādīšanu?

Piemēram, stiprinājumu integrēšana nepārtrauktos stiegrojuma materiālos pirms karstās formēšanas vai tās laikā var izraisīt nevēlamu procesa sarežģītību, piemēram, šķiedru griešanu vai pārvietošanu, kas var nevēlami ietekmēt mehāniskās īpašības.Citiem vārdiem sakot, nepārtraukta šķiedru pastiprināšana var radīt problēmas kopīgi apstrādātu savienotājelementu integrēšanai, un cilvēki var vēlēties izvairīties no šādām problēmām.
Tajā pašā laikā ir nepieciešamas tikai pamatzināšanas par stiprinājumu tehnoloģiju, lai noteiktu, vai ir jāizmanto kopprocesa instalēšana vai pēcprocesa instalēšana.Vienkāršojot materiālu un piestiprinot terminoloģiju, ir iespējams ātri un ērti redzēt, kuri sakrīt un kuri nesakrīt.Mūsu piemērā stiprinājumu izvēlei jākoncentrējas uz pēcapstrādes metodēm, ja vien mēs nevēlamies integrēt stiprinājumus nepārtrauktos ar šķiedru pastiprinātos materiālos/ražošanas procesos.

Detalizētas prasības
Šajā brīdī, lai noteiktu atbilstošos stiprināšanas paņēmienus, mums ir jādefinē sīkāka informācija par stiprināšanas stratēģiju, izmantotajiem materiāliem un formēšanas procesu.Mūsu piemērā ar vienlaidu šķiedru pastiprinātiem laminātiem mēs definēsim pielietojumu šādi:
Vispārējais pielietojums ir gaisa kuģu iekšējie sānu paneļi.
Stiprināšanas stratēģija ir nodrošināt dubultgalvu skrūvi paneļa aizmugurē (nav redzama), lai savienotu polimēra loga laukumu ar uzgriezni.
Stiprinājuma prasība ir akls, neredzams ārējais vītņots savienojuma punkts - akls nozīmē uzstādīšanu/stiprināšanu no vienas detaļas puses - spēj izturēt aptuveni 500 ņūtonu izvilkšanas spēku.
Panelis ir ar nepārtrauktu šķiedru pastiprināts termoplastisks materiāls, un stiprinājumu uzstādīšana jāveic pēc formēšanas procesa, lai nesabojātu pastiprināto konstrukciju.

Tālāk kārtojiet faktorus un atlasiet lejup
Aplūkojot mūsu piemēru, mēs varam redzēt, ka vairāki faktori var ietekmēt mūsu lēmumu par to, kāda veida stiprinājumu izmantot.Jautājums ir, kurš no šiem faktoriem ir vissvarīgākais, it īpaši, ja stiprinājumu izmaksas nav vienīgais izšķirošais faktors?Mūsu piemērā mēs sašaurināsim atlases diapazonu līdz ar virsmu savienotiem stiprinājumiem vai ultraskaņas metinātiem stiprinājumiem.
Šeit var būt noderīga pat vienkārša informācija par pieteikumu.Piemēram, zinot, ka mēs izmantojam termoplastiskus materiālus, mēs varam noteikt atbilstošas ​​darbības cerības.Ņemot vērā profesionālo līmju un virsmas apstrādes tehnoloģiju pieejamību, varam sagaidīt, ka abu tehnoloģiju mehāniskie rādītāji sasniegs saprātīgu līmeni.
Tomēr, tā kā mēs zinām, ka lietojumprogramma ir kosmosa jomā, mehāniskie bloķējošie savienojumi var nodrošināt vienkāršākas veiktspējas garantijas un sertifikācijas ceļus.Līmei ir nepieciešams laiks, lai sacietētu, savukārt ultraskaņas instalācija var nekavējoties ielādēties, tāpēc mums jāņem vērā procesa laika ietekme.Piekļuves ierobežojumi var būt arī galvenais faktors.Lai gan iekšējos paneļus bieži vien ir viegli nodrošināt stiprinājumu uzstādīšanai ar automātiskajiem līmes aplikatoriem vai ultraskaņas iekārtām, pirms galīgās izvēles tie rūpīgi jāpārbauda.

Pieņemiet galīgo lēmumu
Nav iespējams pieņemt lēmumus, pamatojoties tikai uz savienojuma metodes identifikāciju un fiksētu laiku;Galīgais lēmums būs atkarīgs no apsvērumiem par ieguldījumiem iekārtās, mehānisko veiktspēju un izturību, kopējo procesa laika ietekmi, piekļuves ierobežojumiem un apstiprināšanas vai sertifikācijas stratēģijām.Turklāt projektēšanas, ražošanas un montāžas darbībās var būt iesaistītas dažādas ieinteresētās personas, tāpēc galīgā lēmuma pieņemšanai ir nepieciešama viņu līdzdalība.Turklāt, lai pieņemtu šo lēmumu, ir jāapsver viss vērtības piedāvājums, tostarp produktivitāte un kopējās īpašumtiesību izmaksas (TCO – kopējās īpašumtiesību izmaksas).Ņemot holistisku skatījumu uz stiprinājumu problēmām un ņemot vērā visus būtiskos faktorus sākotnējā projektēšanas fāzē, ražošanas procesā un galīgajās montāžas operācijās, produktivitāti un TCO var aprēķināt un pozitīvi ietekmēt.Šie ir viens no galvenajiem Bossard montāžas tehnoloģiju ekspertu izglītības portāla principiem, kuru mērķis ir palīdzēt personām apgūt montāžas tehnoloģiju zināšanas.
Galu galā lēmums par to, kuru pievilkšanas stratēģiju vai produktu izmantot, ir atkarīgs no vairākiem faktoriem — nav viena visiem piemērota risinājuma, un ir jāņem vērā daudzas dažādas izvēles.Tomēr, kā jau minēts iepriekš, pat salīdzinoši vienkāršā veidā definējot pieteikuma detaļas, var vienkāršot atlases procesu, izcelt būtiskos lēmumu pieņemšanas faktorus un noteikt jomas, kurās var būt nepieciešams ieinteresēto pušu ieguldījums.