การเลือกตัวยึดในส่วนประกอบคอมโพสิต

อุปสรรคด้านคำศัพท์ ตัวอย่างเส้นทางการเลือกตัวยึด

จะกำหนดประเภทตัวยึดที่ "ถูกต้อง" สำหรับส่วนประกอบหรือส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องกับวัสดุคอมโพสิตและพลาสติกได้อย่างมีประสิทธิภาพได้อย่างไรเพื่อกำหนดว่าวัสดุและแนวคิดใดที่สามารถใช้ได้กับประเภทของตัวยึด จำเป็นต้องเข้าใจวัสดุที่เกี่ยวข้อง กระบวนการขึ้นรูป และฟังก์ชันการเชื่อมต่อหรือการประกอบที่จำเป็น

ยกแผงภายในของเครื่องบินเป็นตัวอย่างเพียงแค่อธิบายว่ามันเป็น "วัสดุคอมโพสิตด้านการบินและอวกาศ" จะทำให้วัสดุและกระบวนการที่มีอยู่มากมายเรียบง่ายเกินไปในทำนองเดียวกัน คำว่า "ตัวยึดสำหรับการบิน" ยังขาดความเฉพาะเจาะจงในแง่ของวัสดุที่เหมาะสมที่สุดสำหรับตัวยึดและการใช้งานตัวยึด เช่น หมุดสอด หมุดย้ำ ตัวยึดที่ยึดติดบนพื้นผิว และตัวยึดแบบเชื่อม อาจเหมาะสำหรับการใช้งานด้านการบินและอวกาศ แต่วัสดุและฟังก์ชันที่ใช้ในการขันให้แน่นนั้นแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ

ปัญหาในการค้นหาในโลกของตัวยึดคือวิธีการจำแนกผลิตภัณฑ์ของตัวยึด โดยปกติจะใช้คำที่เกี่ยวข้องกับตัวยึดโดยเฉพาะมากกว่าวัสดุที่เหมาะสมที่สุดอย่างไรก็ตาม ข้อกำหนดเฉพาะของวัสดุคอมโพสิตมักมีความเกี่ยวข้องที่จำกัดเมื่อเรียกดูหมวดหมู่ตัวยึดตัวอย่างเช่น หากปราศจากความเข้าใจโดยละเอียดเกี่ยวกับการยึดติดบนพื้นผิวหรือการเชื่อมด้วยอัลตราโซนิกในการติดตั้งตัวยึด คุณจะรู้ได้อย่างไรว่าการยึดติดบนพื้นผิวหรือการเชื่อมด้วยอัลตราโซนิกเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับการยึดวัสดุลามิเนตขึ้นรูปร้อนหากโลกของคุณเกี่ยวกับคุณสมบัติของโพลีเมอร์เมทริกซ์ โครงสร้างเสริมด้วยเส้นใย และพารามิเตอร์การประมวลผล คุณจะค้นหาและเลือกอย่างไรในโลกที่หารือเกี่ยวกับกลยุทธ์การประกอบ ทิศทางในการขันแน่น ความคาดหวังของแรงบิดที่กระชับ และพรีโหลดเป้าหมาย

การติดต่อซัพพลายเออร์หรือผู้จัดจำหน่ายตัวยึดเพื่อขอคำแนะนำมักจะเป็นขั้นตอนแรกที่มีประสิทธิภาพและประสบความสำเร็จอย่างไรก็ตาม ด้วยการนำเสนอแอปพลิเคชันในลักษณะที่ช่วยให้ค้นหาตัวเลือกที่เกี่ยวข้องได้ง่ายและรวดเร็ว จึงสามารถบรรลุความเรียบง่ายเพิ่มเติมได้ในที่นี้ เราใช้แผงด้านในของเครื่องบินเทอร์โมพลาสติกเป็นตัวอย่างเพื่อแสดงให้เห็นประเด็นสำคัญของแนวทางนี้ในการปรับปรุงการเลือกตัวยึด

ข้อกำหนดในการกระชับ
ประการแรก การกำหนดข้อกำหนดในการยึดจะมีประโยชน์คุณต้องการสร้างจุดยึดสำหรับวัสดุคอมโพสิตหรือส่วนประกอบพลาสติกเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการประกอบครั้งต่อไปหรือไม่?หรือคุณต้องการยึดส่วนประกอบเข้ากับวัสดุคอมโพสิตหรือส่วนประกอบพลาสติกโดยตรง หรือต้องการซ่อมเข้ากับวัสดุเหล่านั้น
สำหรับตัวอย่างของเรา ข้อกำหนดคือการสร้างจุดยึด โดยเฉพาะอย่างยิ่งการจัดเตรียมจุดเชื่อมต่อแบบเกลียวบนแผงคอมโพสิตดังนั้น เราจะเปลี่ยนไปสู่เทคโนโลยีที่ให้วิธีการติดตั้งและยึดจุดเชื่อมต่อ แทนที่จะเป็นเทคโนโลยีที่ใช้ในการยึดส่วนประกอบเข้าด้วยกันโดยตรงการแบ่งประเภทเทคนิคการยึดโดยใช้คำศัพท์เหล่านี้ค่อนข้างง่าย และคำศัพท์ก็ค่อนข้างง่าย ดังนั้นทุกคนจึงสามารถสื่อสารด้วยภาษาเดียวกันได้

แนวคิดเรื่องวัสดุ
ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับวัสดุที่เกี่ยวข้องอาจส่งผลต่อการใช้งานประเภทตัวยึด แต่ความเกี่ยวข้องของปัจจัยเหล่านี้มักจะขึ้นอยู่กับประเภทของตัวยึดที่กำลังพิจารณาเพื่อทำลายวงจรนี้และหลีกเลี่ยงการสนทนาที่มีรายละเอียดมากเกินไปในระหว่างกระบวนการกรองในช่วงแรก โดยทั่วไป เราสามารถให้คำนิยามวัสดุคอมโพสิตและวัสดุพลาสติกได้ดังนี้:
ไม่มีโพลีเมอร์เสริมแรง
วัสดุโพลีเมอร์เสริมเส้นใยที่ไม่ต่อเนื่อง
ลามิเนตโพลีเมอร์เสริมเส้นใยต่อเนื่อง
วัสดุแซนวิช
วัสดุไม่ทอและเส้นใย
ในตัวอย่างของเรา วัสดุแผงภายในของเครื่องบินเป็นโพลีเมอร์เสริมเส้นใยต่อเนื่องในโครงสร้างแบบลามิเนตด้วยการกำหนดแนวคิดเกี่ยวกับวัสดุด้วยวิธีง่ายๆ นี้ เราสามารถมุ่งเน้นไปที่ชุดการพิจารณาวัสดุที่เกี่ยวข้องได้อย่างรวดเร็ว:
ตัวยึดจะถูกรวมเข้ากับห่วงโซ่กระบวนการผลิตอย่างไร?
วัสดุส่งผลต่อการประกอบหรือการติดตั้งตัวยึดอย่างไร?

ตัวอย่างเช่น การรวมตัวยึดเข้ากับวัสดุเสริมแรงอย่างต่อเนื่องก่อนหรือระหว่างการขึ้นรูปร้อนอาจส่งผลให้เกิดความซับซ้อนของกระบวนการที่ไม่พึงประสงค์ เช่น การตัดหรือการขยับเส้นใย ซึ่งอาจมีผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์ต่อคุณสมบัติทางกลกล่าวอีกนัยหนึ่ง การเสริมเส้นใยอย่างต่อเนื่องอาจทำให้เกิดความท้าทายในการบูรณาการตัวยึดที่ประมวลผลร่วม และผู้คนอาจต้องการหลีกเลี่ยงความท้าทายดังกล่าว
ในเวลาเดียวกัน ต้องการเพียงความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับเทคโนโลยีการยึดเพื่อพิจารณาว่าจะใช้การติดตั้งกระบวนการร่วมหรือการติดตั้งหลังกระบวนการด้วยการลดความซับซ้อนของวัสดุและคำศัพท์การยึด ทำให้สามารถดูได้อย่างรวดเร็วและง่ายดายว่าการจับคู่ใดและไม่ตรงกันในตัวอย่างของเรา การเลือกตัวยึดควรมุ่งเน้นไปที่เทคนิคหลังการประมวลผล เว้นแต่เราต้องการรวมตัวยึดเข้ากับวัสดุ/กระบวนการผลิตที่เสริมเส้นใยอย่างต่อเนื่อง

ข้อกำหนดโดยละเอียด
ณ จุดนี้ เพื่อกำหนดเทคนิคการยึดที่เกี่ยวข้อง เราจำเป็นต้องกำหนดรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับกลยุทธ์การยึด วัสดุที่เกี่ยวข้อง และกระบวนการขึ้นรูปสำหรับตัวอย่างลามิเนตเสริมเส้นใยแบบต่อเนื่องของเรา เราจะกำหนดการใช้งานดังต่อไปนี้:
การใช้งานทั่วไปคือแผงด้านข้างภายในของเครื่องบิน
วิธีการยึดคือการจัดให้มีสลักเกลียวสองหัวที่ด้านหลังของแผง (มองไม่เห็น) สำหรับเชื่อมต่อบริเวณหน้าต่างโพลีเมอร์กับน็อต
ข้อกำหนดในการยึดคือจุดเชื่อมต่อแบบเกลียวภายนอกที่มองไม่เห็น - จุดตาบอดหมายถึงการติดตั้ง/การยึดจากด้านหนึ่งของส่วนประกอบ - สามารถทนต่อแรงดึงออกประมาณ 500 นิวตัน
แผงเป็นวัสดุเทอร์โมพลาสติกเสริมเส้นใยแบบต่อเนื่อง และต้องติดตั้งตัวยึดหลังจากกระบวนการขึ้นรูปเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้โครงสร้างเสริมเสียหาย

เรียงลำดับปัจจัยเพิ่มเติมและเลือกด้านล่าง
จากตัวอย่างของเรา เราจะเริ่มเห็นว่ามีหลายปัจจัยที่สามารถมีอิทธิพลต่อการตัดสินใจของเราว่าจะใช้ตัวยึดชนิดใดคำถามคือ ปัจจัยใดที่สำคัญที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากต้นทุนของตัวยึดไม่ใช่ปัจจัยชี้ขาดเพียงอย่างเดียวในตัวอย่างของเรา เราจะจำกัดช่วงการเลือกให้แคบลงเหลือเพียงการยึดติดที่พื้นผิวหรือตัวยึดแบบเชื่อมด้วยอัลตราโซนิก
ที่นี่ แม้แต่ข้อมูลการใช้งานง่ายๆ ก็มีประโยชน์ได้ตัวอย่างเช่น การรู้ว่าเรากำลังใช้วัสดุเทอร์โมพลาสติกช่วยให้เราสามารถกำหนดความคาดหวังด้านประสิทธิภาพที่เกี่ยวข้องได้เมื่อพิจารณาถึงความพร้อมของกาวระดับมืออาชีพและเทคโนโลยีการปรับสภาพพื้นผิว เราสามารถคาดหวังประสิทธิภาพเชิงกลของทั้งสองเทคโนโลยีให้ถึงระดับที่เหมาะสมได้
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเรารู้ว่าการใช้งานดังกล่าวอยู่ในการบินและอวกาศ การเชื่อมต่อแบบประสานทางกลจึงสามารถรับประกันประสิทธิภาพและเส้นทางการรับรองที่ง่ายกว่ากาวต้องใช้เวลาในการแข็งตัว ในขณะที่การติดตั้งอัลตราโซนิคสามารถโหลดได้ทันที ดังนั้นเราจึงควรคำนึงถึงผลกระทบของเวลาในการผลิตด้วยการจำกัดการเข้าถึงอาจเป็นปัจจัยสำคัญเช่นกันแม้ว่าแผงด้านในมักจะติดตั้งได้ง่ายสำหรับการติดตั้งตัวยึดด้วยเครื่องติดกาวอัตโนมัติหรือเครื่องอัลตราโซนิก แต่ควรได้รับการตรวจสอบอย่างรอบคอบก่อนการเลือกขั้นสุดท้าย

ทำการตัดสินใจขั้นสุดท้าย
เป็นไปไม่ได้ที่จะตัดสินใจโดยพิจารณาจากการระบุวิธีการเชื่อมต่อและเวลาที่กำหนดเพียงอย่างเดียวการตัดสินใจขั้นสุดท้ายจะขึ้นอยู่กับการพิจารณาการลงทุนในอุปกรณ์ ประสิทธิภาพเชิงกลและความทนทาน ผลกระทบโดยรวมของเวลากระบวนการ ข้อจำกัดในการเข้าถึง และกลยุทธ์การอนุมัติหรือการรับรองนอกจากนี้ การออกแบบ การผลิต และการประกอบอาจเกี่ยวข้องกับผู้มีส่วนได้ส่วนเสียที่แตกต่างกัน ดังนั้นการตัดสินใจขั้นสุดท้ายจึงจำเป็นต้องมีส่วนร่วมนอกจากนี้ การตัดสินใจครั้งนี้จำเป็นต้องพิจารณาคุณค่าที่นำเสนอทั้งหมด รวมถึงประสิทธิภาพการผลิตและต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ (TCO - ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ)ด้วยมุมมองแบบองค์รวมของปัญหาการยึดและพิจารณาปัจจัยที่เกี่ยวข้องทั้งหมดระหว่างขั้นตอนการออกแบบเริ่มต้น กระบวนการผลิต และการประกอบขั้นสุดท้าย ความสามารถในการคำนวณและ TCO จึงสามารถคำนวณและส่งผลกระทบเชิงบวกได้สิ่งเหล่านี้เป็นหนึ่งในหลักการสำคัญของพอร์ทัลการศึกษาผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีการประกอบ Bossard ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อช่วยให้บุคคลได้รับความรู้ด้านเทคโนโลยีการประกอบ
ท้ายที่สุดแล้ว การตัดสินใจว่าจะใช้กลยุทธ์กระชับหรือผลิตภัณฑ์ใดนั้นขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ไม่มีขนาดใดที่เหมาะกับทุกโซลูชัน และมีตัวเลือกต่างๆ มากมายให้พิจารณาอย่างไรก็ตาม ตามที่เราได้อธิบายไว้ข้างต้น แม้แต่การกำหนดรายละเอียดการสมัครด้วยวิธีที่ค่อนข้างง่ายก็สามารถทำให้กระบวนการคัดเลือกง่ายขึ้น เน้นปัจจัยในการตัดสินใจที่เกี่ยวข้อง และระบุส่วนที่อาจต้องได้รับข้อมูลจากผู้มีส่วนได้ส่วนเสีย