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什么是合頁？

        活動鉸鏈是由母材（通常為聚丙烯塑料）的延伸制成的一種鉸鏈）。它們是塑料的薄部分，用作兩個較大的塑料部分之間的連接。通常，較大的塑料件和活動鉸鏈“橋”將由一塊連續(xù)的塑料制成。由于活動鉸鏈非常薄，通常由柔性聚丙烯制成，因此活動鉸鏈也能夠繞一個軸旋轉180度或更多-可能進行數百萬次循環(huán)而不會破裂。與大多數鉸鏈涉及以傳統(tǒng)機制組裝的多個零件相反，活動鉸鏈不是獨立的實體。可以將它們描述為在材料的預定點處有目的的斷層線，該斷層線經過精心設計，以使其在反復彎曲后不會失效。番茄醬瓶上的瓶蓋也許是活動鉸鏈最著名的例子。

生活鉸鏈是如何產生的？

       活動鉸鏈必須設計，原型制作然后制造。設計是使用計算機輔助設計（CAD）軟件（例如Solidworks）完成的，而原型設計則使用以下兩種主要方法之一進行：CNC加工（減法工藝）或注塑成型。重要的是要注意，不僅有人能數控加工活動鉸鏈原型。實際上，據我們所知，創(chuàng)新機制是唯一具有這種獨特功能的商店。3D打印（增材制造）是活動鉸鏈原型的第三種方法，但目前存在一些質量限制，這不是CNC和注塑成型所固有的（請參見下文）。批量生產僅使用注塑成型。
 

       活動鉸鏈生產的第一階段是計算機輔助設計（CAD）。主要的設計考慮因素包括所需的鉸鏈作用，鉸鏈的尺寸以及所需的運動范圍。有關不同的活動鉸鏈設計的一些示例，請參見以下部分。

1.直或平生活鉸鏈：

      直鉸鏈是活動鉸鏈的最簡單類型。它們可以沿鉸鏈線長，短，連續(xù)或分段。這里有一些例子：

長連續(xù)直鉸鏈：

       短連續(xù)直鉸鏈： 此鉸鏈還包含兩個塑料“擋塊”，可阻止180度旋轉。這也稱為三重鉸鏈，因為有三塊獨特的塑料充當圍繞同一軸的活動鉸鏈。

2.蝴蝶活鉸鏈：

       蝶形鉸鏈是一種經典的鉸鏈類型，其起源可追溯到17世紀的櫥柜。當您需要“雙穩(wěn)態(tài)”蓋動作時，可以使用蝶形鉸鏈。由于是雙穩(wěn)態(tài)的，因此蓋子將需要卡扣到打開或關閉位置，并且不會停留在兩者之間。蝶形鉸鏈側面的腹板像彈簧一樣伸展，將蓋拉到打開或關閉位置。它們也可以制成活動鉸鏈，其主要目的是允許一定范圍的運動而不允許其他運動。

蝴蝶活鉸鏈（平面圖）：

 

 

Butterfly Living鉸鏈（配置文件視圖）：

3.兒童安全鉸鏈：

        創(chuàng)新機制的這種獨特設計是一種雙作用鉸鏈，旨在防止兒童打開容器或蓋子。機構中裝有活動鉸鏈，但蓋子上的其他功能使其可以防止兒童進入。您可以在下面的視頻中看到它的工作原理。  

 

4.雙個或三個生活鉸鏈：

       這僅僅是在同一位置使用多個鉸鏈（無論數量是兩個，三個，甚至更多）。下面的鉸鏈先前顯示為筆直的鉸鏈（由于鉸鏈中間的塑料部分），但它也是三重鉸鏈。如您所見，有三個獨特的塑料活動鉸鏈協同工作。 

 

活鉸鏈生產（原型制造）：

 

        一般來說，生產帶有活動鉸鏈的新穎產品的最佳方法是設計機構，然后用最終產品（聚丙烯）從數控機床加工出最初的工作原型，然后在完成設計后再進行注射成型。模具，通過注塑成型來批量生產聚丙烯零件。

1.數控加工活動鉸鏈（減法制造）：

 

       到目前為止，CNC是生產帶有活動鉸鏈的單個原型產品的最佳方法。如果您試圖生成概念證明或最多10個原型，那么CNC可能是最好的選擇。許多人認為不可能對活動鉸鏈進行CNC加工，但這是錯誤的。他們說，每個人總是告訴我們，只是忘記它了……“您不能加工聚丙烯。” 但事實證明，他們全都錯了。可以辦到。我們可以做到。我們 創(chuàng)新機制的 才華橫溢的團隊已解決了這個問題。他們可以干凈，精細地加工聚丙烯。他們可以加工具有功能的按扣。他們可以將以前不可能的活動鉸鏈原型加工到0.005英寸。 結果是驚人的。 不僅可以做到，而且它是為新的活動鉸鏈設計生產工作原型模型的最便宜，質量最高的方法。在此處閱讀更多有關活動鉸鏈的CNC原型生產過程的信息。對于設計驗證和原型制作，使用CNC機器切割活動鉸鏈原型可能是最佳選擇。這是因為您不必費心設計模具。用模具正確安裝鉸鏈可能是一個棘手的過程，您將投入大量資金來實現這一目標。
 

2.注塑活動鉸鏈：

         到目前為止，注塑成型是生產帶有活動鉸鏈的零件的最便宜的方式。如果您已經有了最終設計并已經生產出可以在最終生產材料（聚丙烯）中使用的原型，那么您就可以開始進行注塑成型了。對于需要幾百個原型的銷售樣品，使用注塑成型可能是更好的選擇，這不僅是因為快速周轉，而且因為加工效果要比CNC切割原型好，這對于銷售樣品至關重要。希望原型看起來盡可能接近最終產品。

      生產用于模具的工具通常非常昂貴。與經驗豐富的設計團隊合作將使您受益匪淺，他們可以將CAD中的零件設計轉換為模具，從而可以生產出所需的零件而不會出現注射成型缺陷。例如，選擇放置門的位置或擁有多少個門是非常微妙的過程。對于大多數人來說，有些嘗試是可行的，但對于有經驗的設計師而言，則需要考慮諸如原型本身的設計或活動鉸鏈所在位置等因素。選擇放置一個或多個澆口的位置時遇到兩個常見的問題。首先是當澆口靠近鉸鏈所在的位置時，將塑料從那里擠壓到模具的其余部分會產生出色的鉸鏈，但由于鉸鏈太小而無法確保塑料的正確分配，因此會導致下沉。但是，選擇使用兩個閘門，使塑料流向活動鉸鏈所在的中間位置，將減少下沉的可能性，但可能會導致鉸鏈出現故障和開裂的可能性。

3. 3D打印活動鉸鏈（增材制造）：

        3D打印活動鉸鏈是通過在垂直方向上使用一滴塑料制成的。某些可用于3D打印的塑料可以復制聚丙烯的品質，但目前沒有一種可以很好地發(fā)揮作用。3D打印的活動鉸鏈往往會變脆并且在反復彎曲時會失效。由聚丙烯制成的普通活動鉸鏈可以彎曲數百萬次而不會出現明顯的磨損。CNC加工可生產出與3D打印價格大致相同的原型，而不會降低質量。

4.帶有低硬度聚氨酯的橡膠模具活動鉸鏈：

       制作活動鉸鏈原型的另一個較差的選擇是創(chuàng)建橡膠模具，然后鑄造低硬度聚氨酯模型。與3D打印的活動鉸鏈原型相似，問題是您最終將原型鉸鏈彎曲幾次，否則會折斷。該產品根本無法承受正常的磨損。您要做的最后一件事是出示您的概念證明，并讓您無法接受。與CNC相比，這是一種非常差勁的原型制作方法。

5.產生活頁鉸鏈的其他不良選擇：

      螺釘：您可以用一塊薄薄的聚丙烯塑料片材制成活動鉸鏈機構，然后將其擰入活動鉸鏈部件的兩個部分（基座和蓋）之間的位置。

 

     膠帶：信不信由你，誰不知道CNC活動鉸鏈原型的制作過程，最終還是失敗了，嘗試3D打印和/或在低硬度聚氨酯中鑄造該原型而最終對破損的原型感到失望。后備選項通常是磁帶。完全沒有必要，因為CNC是生產工作原型的專業(yè)且經濟高效的方法。  

制作活頁的材料：

 

       活動鉸鏈幾乎完全由聚丙烯塑料制成。聚丙烯是一種非常柔軟，柔軟的材料，具有相對較低的熔點。這些因素使大多數人無法正??確加工材料。它膠了。它沒有切干凈。它開始從CNC切割機的熱量融化。通常需要將其刮平以使任何東西都接近完成的表面。他們說，每個人總是告訴我，只是忘記它了……“您不能加工聚丙烯。” 但事實證明，他們全都錯了。可以辦到。而且我們可以做到。

       如果您想了解更多有關聚丙烯的信息，請點擊這里。

      在某些情況下，出于活動鉸鏈的目的，其他塑料（例如聚乙烯）可以代替聚丙烯。此外，Stratasys還通過“ Rigur”或“尼龍12”等3D打印材料來宣傳活鉸鏈原型功能。在上攻到3D打印活鉸鏈可以快速且廉價地完成。從我們的經驗來看，3D打印的不利之處在于，由3D打印材料制成的原型比傳統(tǒng)的聚丙烯活動鉸鏈斷裂的速度要快得多。3D打印活動鉸鏈原型的問題在于，可以用相同的成本和相同的快速周轉時間，用相同的材??料（聚丙烯）以相同的小成本和相同的快速周轉時間，用聚丙烯實心塊對CNC進行更好的原型加工。 ）的生產活動鉸鏈。因此，它的功能與注射式活動鉸鏈相同（即，它將彎曲數百萬次而不會產生明顯的磨損）。這使得3D打印活動鉸鏈專門用于不知道如何數控活動鉸鏈的商店。

      如果您要構建的產品需要使用聚丙烯以外的其他塑料制成（例如丙烯酸，聚碳酸酯或乙縮醛），那么考慮使用帶有多個活動部件的傳統(tǒng)鉸鏈，則可能會更好。

 

活動鉸鏈的一些例子是什么？

 

       消費品是您看到活動鉸鏈的真正常見的地方。常見的例子包括用于容納諸如番茄醬之類的食品或諸如洗發(fā)水和沐浴露之類的衛(wèi)生產品的塑料瓶。

1.調味瓶蓋：您的番茄醬瓶蓋幾乎是您每周都要使用的活動鉸鏈的一個例子（也許每天取決于您吃多少個漢堡包和土豆）。下面顯示的兩個圖像是蝴蝶活動鉸鏈的經典示例。

2.個人衛(wèi)生瓶蓋：  沐浴露，洗發(fā)水和個人衛(wèi)生產品經常與活動鉸鏈蓋包裝在一起。

 

活頁的性能特點是什么？

1.美學：由于其連續(xù)且平滑的曲線具有優(yōu)雅的性質，因此活動鉸鏈極其干凈，并且在眼睛上也非常容易。這里有創(chuàng)作許可的空間，可以隨時探索新的設計可能性。

2.適用性：活動鉸鏈的用途廣泛，一種新穎的解決方案可適用于大多數需要使用鉸鏈的注塑成型原型。活動鉸鏈設計的簡單性使其非常適合此類目的。

3.化學降解：由于活動鉸鏈由塑料制成，因此不會像金屬鉸鏈那樣生銹。

4.成本：由于活動鉸鏈是由單個零件制成的，因此與其他類型的鉸鏈機構相比，活動鉸鏈的生產成本通常要便宜得多（其中許多鉸鏈機構需要人工組裝，生產多種工具等）。將鉸鏈結合到原型的設計和制造過程中的事實使活動鉸鏈的成本大大降低。

5.耐用性：活動鉸鏈非常耐用。缺少大量零件使它們非常堅固，幾乎不易受到零件磨損或故障的影響。一些活動鉸鏈能夠進行數百萬次循環(huán)，以免發(fā)生任何形式的磨損。注意：由3D打印制成的活動鉸鏈原型承受頻繁彎曲的能力大大降低。這是因為可用的3D打印材料在材料特性方面不等同于聚丙烯。 

6.靈活性：活動鉸鏈在鉸鏈的設計旋轉軸上具有出色的靈活性。 

7.摩擦：活動鉸鏈由單個部件制成，幾乎沒有摩擦。與傳統(tǒng)的鉸鏈相比，這是一個顯著的優(yōu)勢。

8.壽命：如果制造正確，活動鉸鏈將持續(xù)整個零件壽命。它們應該能夠彎曲數十萬至數百萬次，而不會出現明顯的磨損。 

9.維護：活動鉸鏈不需要維護或修理，因為它們只有在不自然的條件下才會失效。 

10.運動范圍：活動鉸鏈通常設計為可提供180度的角度運動。有些設計根本沒有將彎曲限制到特定的極限，它們會旋轉超過180度，而另一些設計則確保鉸鏈不會彎曲超過某個角度（例如90度）。

11.強度：活動鉸鏈承受載荷的能力非常有限（無論是拉伸應力，壓縮應力還是剪切應變）。這是活動鉸鏈的主要限制之一。 

12.溫度：塑料（由活動鉸鏈制成）通常具有較低的熔點。因此，隨著溫度的升高并接近玻璃化轉變溫度（開始從液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)的溫度），材料的硬度將越來越小。 

 

如何創(chuàng)建活鉸鏈：

 

 

結論：

活動鉸鏈在廣泛的應用中非常有用。它們由聚丙烯塑料制成。因此，它們基本上可以永遠持續(xù)下去。它們的一個主要限制是它們不能很好地支撐重物。

生產活動鉸鏈的最佳方法取決于所需數量。對于需要1-10個鉸鏈原型的小型項目，我們強烈建議使用一塊聚丙烯對它們進行CNC加工。對于需要100-1000個原型的較大項目，我們建議使用注塑成型。當涉及最終生產時，顯而易見的解決方案也是注塑。

1. 使用CNC加工：要對活動鉸鏈原型進行CNC加工，您首先要準備一片聚丙烯（PP）板材。將塑料從材料的初始塊逐漸切掉（此過程稱為減法制造）。對于1-10個零件的設計驗證和原型制作，用聚丙烯原料從帶有活動鉸鏈的原型零件上切下更快，更便宜。許多人認為這是不可能的（由于多種原因），其中之一就是精確加工時PP會粘起來的趨勢。對我們來說幸運的是，這些人是錯的。聚丙烯實際上可以加工成活動鉸鏈原型。Creative Mechanicals技術人員可以機加工非常細小的精密活動鉸鏈在我們的自動多刀CNC機床上可以進行精度低至0.005英寸的多種設計。想要看到實際的過程嗎？觀看下面的視頻（關于CNC的討論始于0:30）
2. 使用注塑成型：使用注塑成型制作活動鉸鏈原型需要首先設計和制造一個注塑模具工具（一塊鋁或鋼塊，其內部腔體呈原型零件的形狀）。在注塑模具中正確設置鉸鏈可能很棘手，設計和制造注塑模具比在CNC機床上切割一兩個原型要昂貴得多。當您需要數百到一千個原型進行生產前測試等目的時，我們建議使用此方法。在這種規(guī)模下，將零件從最終材料中注塑成型要比CNC切割很多零件要有效得多。此外，對于需要五十至一百個原型的銷售樣品，使用注塑成型可能是更好的選擇，不僅因為快速的周轉，還因為其精加工比CNC切割原型更好。這對于銷售采樣至關重要，在該采樣中，希望原型看起來盡可能接近最終產品。注意：即使在這種情況下，在進行注塑模具投資之前，最好先進行CNC切割原型以確保設計正常運行。