Barriere terminologiche, esempi di percorsi di selezione degli elementi di fissaggio
Come determinare in modo efficiente il tipo di fissaggio "corretto" per componenti o componenti che coinvolgono materiali compositi e plastici?Per definire quali materiali e concetti sono applicabili ai tipi di elementi di fissaggio, è necessario comprendere i materiali coinvolti, il loro processo di formatura e le funzioni di connessione o assemblaggio richieste.
Prendiamo come esempio il pannello interno di un aereo.Descriverlo semplicemente come un “materiale composito aerospaziale” semplifica eccessivamente la ricchezza dei materiali e dei processi disponibili.Allo stesso modo, il termine "elementi di fissaggio per l'aviazione" manca di specificità in termini di materiali più adatti per gli elementi di fissaggio e della loro funzionalità.Gli elementi di fissaggio, come i perni per inserti, i perni per rivetti, gli elementi di fissaggio incollati in superficie e gli elementi di fissaggio saldati, possono essere tutti adatti per applicazioni aerospaziali, ma esistono differenze significative nei materiali e nelle funzioni con cui possono essere serrati.
Il problema della ricerca nel mondo degli elementi di fissaggio è come classificare i prodotti di fissaggio, solitamente utilizzando termini specificamente correlati agli elementi di fissaggio piuttosto che ai materiali per i quali sono più adatti.Tuttavia, i termini specifici dei materiali compositi spesso hanno una rilevanza limitata quando si sfogliano le categorie di elementi di fissaggio.Ad esempio, senza una conoscenza dettagliata dell'incollaggio superficiale o della saldatura a ultrasuoni nell'installazione degli elementi di fissaggio, come si fa a sapere se l'incollaggio superficiale o gli elementi di fissaggio con saldatura a ultrasuoni sono opzioni di fissaggio adatte per materiali laminati formati a caldo?Se il tuo mondo riguarda le proprietà della matrice polimerica, le strutture rinforzate con fibre e i parametri di lavorazione, come puoi cercare e scegliere in un mondo che discute strategie di assemblaggio, direzioni di serraggio, aspettative di coppia di serraggio e precarichi target?
Contattare fornitori o distributori di elementi di fissaggio per ricevere consigli e indicazioni è solitamente un primo passo efficace e di successo;Tuttavia, presentando l'applicazione in modo da consentire una ricerca semplice e rapida delle opzioni pertinenti, è possibile ottenere un'ulteriore semplificazione.Qui, prendiamo come esempio il pannello interno termoplastico di un aereo per illustrare gli aspetti importanti di questo approccio per migliorare la selezione degli elementi di fissaggio.
Requisiti di serraggio
In primo luogo, è utile definire i requisiti di fissaggio.Vuoi creare un punto di fissaggio per materiali compositi o componenti plastici da predisporre alle successive operazioni di assemblaggio?Oppure vuoi fissare direttamente il componente a materiali compositi o componenti plastici o fissarlo ad essi?
Nel nostro esempio, il requisito è quello di creare punti di fissaggio, in particolare fornendo punti di connessione filettati su pannelli compositi.Pertanto, ci sposteremo verso una tecnologia che fornisca metodi per installare e fissare punti di connessione, piuttosto che una tecnologia utilizzata per fissare direttamente i componenti insieme.È relativamente facile classificare le tecniche di fissaggio utilizzando questi termini, e i termini sono relativamente semplici, quindi tutti possono comunicare nella stessa lingua.
Concetto materiale
I fattori relativi ai materiali coinvolti possono influenzare l’applicabilità dei tipi di elementi di fissaggio, ma la rilevanza di questi fattori dipende solitamente dal tipo di elemento di fissaggio considerato.Per interrompere questo ciclo ed evitare dialoghi troppo dettagliati durante le prime fasi del processo di filtrazione, possiamo generalmente definire i materiali compositi e le materie plastiche come:
Nessun polimero rinforzato.
Materiali polimerici rinforzati con fibre discontinue.
Laminati polimerici rinforzati con fibra continua.
Materiale sandwich.
Materiali non tessuti e in fibra.
Nel nostro esempio, il materiale del pannello interno dell'aereo è un polimero continuo rinforzato con fibre in una struttura laminata.Definendo i concetti materiali in questo modo semplice, possiamo concentrarci rapidamente su una serie di considerazioni materiali correlate:
Come verranno integrati gli elementi di fissaggio nella catena del processo produttivo?
In che modo i materiali influiscono sull'integrazione o sull'installazione del fissaggio?
Ad esempio, l'integrazione di elementi di fissaggio in materiali di rinforzo continui prima o durante la formatura a caldo può comportare complessità di processo indesiderate, come il taglio o lo spostamento delle fibre, che possono avere un impatto indesiderato sulle proprietà meccaniche.In altre parole, il rinforzo continuo delle fibre può rappresentare una sfida per l’integrazione degli elementi di fissaggio co-lavorati, e le persone potrebbero voler evitare tali sfide.
Allo stesso tempo, è necessaria solo una conoscenza di base della tecnologia di fissaggio per determinare se utilizzare l'installazione co-processo o l'installazione post-processo.Semplificando la terminologia dei materiali e dei fissaggi, è possibile vedere rapidamente e facilmente quali corrispondono e quali non corrispondono.Nel nostro esempio, la selezione degli elementi di fissaggio dovrebbe concentrarsi sulle tecniche di post-lavorazione, a meno che non desideriamo integrare gli elementi di fissaggio in materiali/processi di produzione continui rinforzati con fibre.
Requisiti dettagliati
A questo punto, per determinare le tecniche di fissaggio rilevanti, dobbiamo definire maggiori dettagli sulla strategia di fissaggio, sui materiali coinvolti e sul processo di formatura.Per il nostro esempio di laminati fibrorinforzati continui, definiremo l’applicazione come segue:
L'applicazione generale sono i pannelli laterali interni degli aerei.
La strategia di fissaggio consiste nel prevedere un bullone a doppia testa sul retro del pannello (non visibile) per collegare l'area della finestra in polimero con un dado.
Il requisito di fissaggio è un punto di connessione filettato esterno cieco e invisibile - cieco significa installazione/fissaggio da un lato del componente - in grado di sopportare una forza di estrazione di circa 500 Newton.
Il pannello è un materiale termoplastico rinforzato con fibra continua e l'installazione degli elementi di fissaggio deve essere eseguita dopo il processo di stampaggio per evitare di danneggiare la struttura rinforzata.
Ordinare ulteriormente i fattori e selezionare verso il basso
Guardando il nostro esempio, possiamo iniziare a vedere che molteplici fattori possono influenzare la nostra decisione su quale tipo di elemento di fissaggio utilizzare.La domanda è: quale di questi fattori è il più importante, soprattutto se il costo degli elementi di fissaggio non è l’unico fattore decisivo?Nel nostro esempio, restringeremo la gamma di selezione agli elementi di fissaggio incollati in superficie o agli elementi di fissaggio saldati a ultrasuoni.
In questo caso anche semplici informazioni sull'applicazione possono essere utili.Ad esempio, sapere che stiamo utilizzando materiali termoplastici ci aiuta a stabilire aspettative prestazionali rilevanti.Considerando la disponibilità di adesivi professionali e tecnologie di trattamento superficiale, possiamo aspettarci che le prestazioni meccaniche di entrambe le tecnologie raggiungano un livello ragionevole.
Tuttavia, poiché sappiamo che l’applicazione è nel settore aerospaziale, le connessioni di interblocco meccanico possono fornire garanzie di prestazione e percorsi di certificazione più semplici.L'adesivo richiede tempo per polimerizzare, mentre l'installazione a ultrasuoni può caricarsi immediatamente, quindi dovremmo considerare l'impatto del tempo di processo.Anche le restrizioni di accesso possono essere un fattore chiave.Sebbene i pannelli interni siano spesso facilmente predisposti per l'installazione dei dispositivi di fissaggio con applicatori automatici di adesivo o macchine a ultrasuoni, essi dovrebbero essere attentamente ispezionati prima della selezione finale.
Prendi la decisione finale
Non è possibile prendere decisioni basate esclusivamente sull'individuazione della modalità di connessione e sull'orario prefissato;La decisione finale dipenderà da considerazioni relative all'investimento in attrezzature, alle prestazioni meccaniche e alla durata, all'impatto complessivo sul tempo del processo, alle restrizioni di accesso e alle strategie di approvazione o certificazione.Inoltre, le operazioni di progettazione, produzione e assemblaggio possono coinvolgere diverse parti interessate, quindi la decisione finale richiede la loro partecipazione.Inoltre, per prendere questa decisione è necessario considerare l'intera proposta di valore, compresi la produttività e il costo totale di proprietà (TCO - Total Cost of Ownership).Adottando una visione olistica dei problemi di fissaggio e considerando tutti i fattori rilevanti durante la fase di progettazione iniziale, il processo di produzione e le operazioni di assemblaggio finale, è possibile calcolare la produttività e il TCO e influenzarli positivamente.Questi sono uno dei principi chiave del portale di formazione per esperti di tecnologia di assemblaggio Bossard, volto ad aiutare le persone ad acquisire conoscenze sulla tecnologia di assemblaggio.
In definitiva, la decisione su quale strategia o prodotto di inasprimento utilizzare dipende da molteplici fattori: non esiste una soluzione valida per tutti e ci sono molte scelte diverse da considerare.Tuttavia, come sottolineato in precedenza, anche definire i dettagli della domanda in modo relativamente semplice può semplificare il processo di selezione, evidenziare fattori decisionali rilevanti e identificare aree che potrebbero richiedere il contributo delle parti interessate.
Orario di pubblicazione: 06-febbraio-2024
