플라스틱 사출성형을 위한 나사산 삽입 방법

일부 사출 성형 부품에 대한 오버몰딩 조립된 플라스틱 부품을 분해하고 다시 조립해야 합니다. 이런 경우 가장 좋은 고정 방법은 금속 나사산 인서트입니다. 이러한 인서트를 부품에 넣는 가장 좋은 방법은 무엇입니까? 패스너 제조업체와 업계 전문가가 고려 사항에 대한 통찰력을 제공하고 네 가지 삽입 방법을 설명합니다.
기본 사항
애플리케이션에 가장 적합한 인서트 유형과 삽입 프로세스를 선택할 때 다음 사항을 고려하세요.

강도 요건 - 주요 강도 요인은 부품에서 인서트가 뽑히는 것에 대한 저항성(인출력)과 결합 패스너가 꼬였을 때 부품에서 인서트가 꼬이는 것에 대한 저항성(비틀림력)입니다. 인서트가 길수록 인출 저항이 커지고 인서트의 직경이 클수록 토크 용량이 커집니다. 널 패턴도 중요합니다. 아래에서 자세히 설명합니다.
재료 - 플라스틱 재료와 인서트 재료는 모두 응용 분야에 따라 중요합니다. 초음파와 열 스테이킹의 두 가지 삽입 공정은 이전에 성형된 플라스틱을 다시 녹이는 것을 포함하므로 열가소성 수지에만 적합합니다. 열경화성의 경우 인서트에서 성형하거나 나중에 인서트를 냉간 압착하는 옵션이 있으며, 이 시점에서 수지 재료의 탄성이 중요해집니다.

나사산 인서트 자체에 가장 일반적인 소재는 황동입니다. 그러나 지속 가능성에 대한 요구가 증가함에 따라 스테인리스 스틸이나 알루미늄과 같은 무연 대안이 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 스테인리스 스틸 도구
비용 – 나사산 인서트는 처음에 부품에 성형하거나 나중에 부품에 압입할 수 있으므로 작업의 총 비용을 고려하십시오. 여기에는 성형 시간과 비용, 구성 요소 처리 및 조립이 포함됩니다. 트레이드오프를 더 잘 이해하기 위해 네 가지 주요 삽입 프로세스를 간략히 살펴보겠습니다.
1. 히트 스테이킹 나사 인서트
다음에 적합합니다:
열가소성 플라스틱
낮은 설치 비용과 결합된 고성능
핫 스테이킹 및 초음파 삽입은 인서트의 외경보다 약간 작은 미리 형성된 구멍(인서트 제조업체에서 지정한 크기)으로 시작하며, 성형 공정 중에 형성하거나 나중에 드릴링할 수 있습니다. 인서트의 외벽은 직선형 또는 테이퍼형일 수 있습니다. 직선형 및 테이퍼형 인서트는 모두 패스너에 잘 정렬되며(구멍이 올바르게 형성된 경우), 셀프 정렬 테이퍼형 인서트는 더 쉽고 빠르게 눌러 넣을 수 있습니다.
열 스테이킹을 사용하면 열 프레스를 사용하여 인서트를 가열하여 인서트가 부품에 밀려 들어갈 때 구멍 주변의 작은 부분을 녹이는 지점까지 가열합니다. 연화된 수지는 널 패턴으로 흘러 들어간 다음 굳어져서 인서트와 강한 결합을 형성합니다. 열 스테이킹은 열가소성 플라스틱에 더 일반적인 공정인데, 공정을 제어하기 쉽고 비용이 비교적 저렴하며 자동화에 적합하기 때문입니다(여러 인서트를 한 번에 눌러 넣을 수 있음).

2. 초음파 지원 나사 인서트
다음에 적합합니다:
열가소성 플라스틱
전반적인 성과가 높음

마찬가지로 초음파는 구멍의 경계 영역을 녹이는 데 적용될 수 있습니다. 열을 가하는 대신 초음파 공정은 플라스틱을 녹이는 진동 주파수를 생성합니다. 속도는 핫 스테이킹과 비슷하지만 정밀한 제어가 필요하고 더 큰 공정 영향 구역을 만들어 재료 파편화를 일으킬 수 있습니다. 초음파 공정은 또한 시끄럽고 자동화하기 어려울 수 있으므로 특히 초음파 용접을 하지 않는 작업장에서 사용될 가능성이 낮습니다.

3. 성형 나사 인서트
다음에 적합합니다:
열경화성 수지와 열가소성 수지
최고의 풀아웃 및 토크 성능

몰드 인서트를 사용하면 핀을 가공하거나 몰드 코어에 삽입합니다. 그런 다음 인서트를 몰딩 프로세스의 각 사이클마다 핀 위에 놓습니다. 이 프로세스에서 수지는 인서트를 완전히 캡슐화하여 일반적으로 최상의 전체 결합을 가져오고 후속 삽입 프로세스가 필요 없게 합니다. 그러나 이 프로세스에는 핀과 인서트 사이에 엄격한 공차가 있는 더 복잡한 코어가 필요합니다. 또한 사출 성형기의 각 사이클 사이에 인서트를 배치하는 데 시간이 걸립니다.
인몰드 인서트는 "관통 나사산"일 수 있는데, 즉 인서트의 양쪽 끝이 열려 있어서 코어와 캐비티 표면과 단단히 접촉해야 수지가 인서트 내부로 흐르는 것을 방지할 수 있습니다. 또는 "블라인드 나사산"일 수 있는데, 즉 인서트의 한쪽 끝이 닫혀 있어서 캐비티 표면과 접촉할 필요가 없습니다. 예를 들어, 벽이 두껍거나 캐비티 한쪽에 패스너가 있어서는 안 되는 경우입니다.
4. 콜드프레스 나사산 인서트
다음에 적합합니다:
열경화성 수지
최소비용으로 간편한 설치
간단히 누르기만 하면 됩니다
콜드프레스 인서트는 위에서 언급한 유형만큼 성능이 좋지는 않지만 설치가 쉽고 일반적으로 특수 보조 장비가 필요하지 않기 때문에 매우 경제적인 대안입니다.
때때로 "팽창 인서트"라고도 불리는 한 유형의 압입 인서트는 측면에 슬롯이 가공되어 삽입 시 구부러지고 손가락 압력만으로 쉽게 압입할 수 있습니다. 결합 나사를 설치할 때 이러한 인서트의 측면은 바깥쪽으로 밀려 구멍의 ID 벽과 "물리는" 접촉을 만듭니다. 본질적으로 하드웨어 매장에서 찾을 수 있는 덮개가 있는 래그 볼트처럼 작동합니다.

더 높은 성능의 프레스인 인서트는 견고한 바디를 가지고 있으며 삽입을 위해 프레스가 필요합니다. 인서트 주변의 플라스틱을 녹이는 공정의 강도 표준을 충족하지 못하지만, 이러한 인서트는 여전히 뛰어난 비용 효율성으로 삽입 공정에 대한 견고한 대안을 제공합니다.
널링에 대하여

널링은 패턴을 작업물 외부에 절단하거나 압연하는 금속 가공 공정입니다. 나사산 인서트의 경우 널링 패턴이 중요하며 풀아웃 및 토크 저항에 직접적인 영향을 미칩니다.
직선 널(인서트 길이와 평행)은 토크 저항이 가장 크지만 풀아웃 저항은 적습니다. 널 밴드 사이의 홈은 풀아웃 저항을 증가시킵니다.
대각선 또는 나선형 널은 양방향 힘에 대한 저항을 균형 있게 조절합니다. 육각형 또는 다이아몬드 모양의 널은 아마도 가장 흔하며 모든 방향에서 저항을 제공합니다.
다양한 사이즈

플라스틱용 표준 나사 인서트의 직경은 약 1/8″ – 9/16″에서 길이는 1/8″ – 5/8″까지이며, 나사산 크기는 #0-80에서 3/8-16(유형에 따라 M2에서 M10)까지입니다. 이 크기 범위는 전자, 자동차, 항공우주, 방위, 의료, 산업 및 엔터테인먼트 장비와 같은 산업의 광범위한 응용 분야에 적합합니다.

핸드헬드 장치와 같이 물리적으로 더 작은 애플리케이션의 경우, 직경이 1mm(0.039인치)만큼 작고 길이가 1.75mm(0.069인치)만큼 작은 microPEM 인서트도 제공됩니다. 이러한 마이크로 인서트는 가장 작은 ISO 지정 M형 나사산인 M1 패스너를 수용할 수 있습니다. 열 스테이킹 또는 초음파 공정을 사용하여 직선 또는 테이퍼형 구멍에 설치할 수 있습니다.

네 가지 유형의 삽입 공정(열 스테이킹, 초음파, 스웨이징 또는 콜드 스웨이징)은 모두 고유한 이점과 기능을 제공하여 설계 요구 사항을 충족합니다. 최대 인서트 성능을 달성하려면 인서트 유형과 함께 애플리케이션, 비용 및 기타 구성 요소를 고려하는 것이 중요합니다.