活動鉸鏈是塑料零件中的薄區(qū)域,零件可以沿著這些折疊區(qū)域折疊。它們通常用于將容器及其蓋制成單個模制部件,如果設(shè)計正確,它們可以打開和關(guān)閉數(shù)千次而不會失去強度或柔韌性。這個概念很簡單,但是我們要求大量的非常小的塑料。在典型的應(yīng)用中,鉸鏈可以彎曲90度或180度的弧度,但是并不是完全沒有聽說過270度的弧度甚至接近360度的弧度。無論弧形是什么,我們都希望鉸鏈能夠反復(fù)執(zhí)行而不會損失其強度。設(shè)計不當?shù)幕顒鱼q鏈(可能會使產(chǎn)品開發(fā)人員或最終用戶感到沮喪)可能會在它們開始分解之前起作用幾次,或者實際上可能阻止兩個鉸鏈部分按預(yù)期方式相遇。
有幾個因素會影響活動鉸鏈的性能。首先是材料本身。像聚碳酸酯這樣的脆性樹脂根本不適合用于鉸鏈。另一方面,非常柔軟的樹脂(例如TPE)可能會制成很大的鉸鏈,但缺乏形成其余零件的剛度。帶有活動鉸鏈的零件中最流行的樹脂是聚丙烯和聚乙烯,這兩種樹脂可以平衡較厚區(qū)域的剛度和樹脂薄時的柔韌性。
影響活動鉸鏈性能的其他因素包括鉸鏈本身的厚度(足夠堅固以致厚度,足夠薄以可撓曲)和彎曲半徑(較薄的鉸鏈可以彎曲更窄的半徑而不會受到損壞) 。
在某些情況下,這種平衡行為并不是很有挑戰(zhàn)性。例如,將擠壓瓶的噴嘴連接到瓶蓋的塑料條,以防止瓶蓋丟失。它被稱為系繩帶,雖然從技術(shù)上講它不是活動鉸鏈,但其功能類似。典型的系繩帶比大多數(shù)活動鉸鏈都要厚,因此很結(jié)實,并且彎曲的半徑很大,因此在彎曲帶時不會損壞樹脂。另一方面,塑料工具箱上的活動鉸鏈很薄,當工具箱關(guān)閉時,活動鉸鏈連接的兩個表面基本上彼此平放,從而在鉸鏈上產(chǎn)生了彎曲。這使得鉸鏈設(shè)計的挑戰(zhàn)更大。
演示活動鉸鏈如何工作或失敗的一種簡單方法是用一張薄紙。將一張紙松散地對折,但不要向下壓以使其折彎。這就是具有可接受彎曲半徑的活動鉸鏈所發(fā)生的情況。只要您將折痕留在紙上,就可以根據(jù)需要彎曲和彎曲多次,而不會削弱它。但是,如果您希望折疊后的紙張平放以便放入信封,則可以將其平壓以形成折痕。您現(xiàn)在已經(jīng)永久更改了紙張的結(jié)構(gòu)。在顯微鏡下,您可以看到折痕處的斷裂纖維,如果您嘗試撕裂片材,它可能會沿著弱化的折痕撕裂。
再次從那張松散折疊的紙張開始,當您輕輕按壓折痕時,您會感到阻力。您甚至可以感覺到在折痕變成永久性之前可以推動多遠。請使用較薄的紙張,然后可以在壓制其結(jié)構(gòu)之前進一步按一下。如果使用較厚的紙或輕質(zhì)紙板,則阻力會更大,發(fā)生永久變形的半徑也會更大。塑料活動鉸鏈也是如此。但是紙張和塑料的問題仍然存在:如何在不損壞鉸鏈的情況下將表面折疊成平整的狀態(tài)?
對于紙張,您可以通過將配合表面抬高到鉸鏈的高度來實現(xiàn),例如在紙板上添加紙板(參見圖1)。這樣可以確保在折疊紙張時,紙板表面彼此平放,而折疊處的紙張則保持一定的半徑,以防止材料永久變形。在塑料中,您可以通過將活動鉸鏈稍微凹入其連接的配合面以下來實現(xiàn)相同的目的(請參見圖2)。沒有該凹口,折疊時活動鉸鏈將發(fā)生以下兩種情況之一:
與活動鉸鏈一樣有用,它們在模制方面可能具有挑戰(zhàn)性,需要仔細注意模制零件設(shè)計的各個方面。樹脂必須能夠流過將形成鉸鏈的半模之間的狹窄縫隙。鉸鏈處的收縮將導(dǎo)致鉸鏈上游的壓力增加,從而導(dǎo)致溢料,而鉸鏈下游的壓力降低,從而導(dǎo)致潛在的填充問題。不幸的是,這個問題不能通過在鉸鏈的任一側(cè)進行澆口來解決,因為在鉸鏈處有兩個樹脂流匯合會大大削弱它。
我們的報價分析不會明確識別出設(shè)計中的鉸鏈實際上就是鉸鏈,但是它將確定在制造任何零件之前可以解決的潛在可模塑性問題。一旦有了原型,就可以在增加體積之前進一步測試活動鉸鏈的設(shè)計。
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