Methoden voor het inbrengen van schroefdraad voor kunststof spuitgieten

Sommige overmolding voor spuitgegoten onderdelen vereisen dat geassembleerde kunststof onderdelen worden gedemonteerd en opnieuw worden gemonteerd. In deze gevallen is de beste bevestigingsmethode een metalen schroefdraadinzetstuk. Wat is de beste manier om deze inzetstukken in een onderdeel te krijgen? Fabrikanten van bevestigingsmiddelen en experts uit de industrie geven inzicht in overwegingen en leggen vier methoden van inbrengen uit.
De basis
Houd bij het kiezen van het beste type inzetstuk en het beste inbrengproces voor uw toepassing rekening met de volgende overwegingen:

Sterktevereisten – De belangrijkste sterktefactoren zijn de weerstand van de insert tegen het uit het onderdeel trekken (uittrekkracht) en de weerstand van de insert tegen het draaien in het onderdeel wanneer de bijbehorende bevestiging wordt gedraaid (uitdraaikracht). Hoe langer de insert, hoe groter de uittrekweerstand; hoe groter de diameter van de insert, hoe groter het koppelvermogen. Het kartelpatroon is ook van cruciaal belang; daarover later meer.
Materialen – Zowel het kunststofmateriaal als het inzetmateriaal zijn belangrijk, afhankelijk van de toepassing. Twee invoegprocessen – ultrasoon en heat staking – omvatten het opnieuw smelten van eerder gegoten kunststof, dus ze zijn alleen geschikt voor thermoplasten. Voor thermoharders is er de optie om het inzetstuk te gieten of het inzetstuk later koud te persen, waarbij de elasticiteit van het harsmateriaal kritisch wordt.

Het meest voorkomende materiaal voor de schroefdraadinzet zelf is messing. Echter, naarmate de eisen voor duurzaamheid toenemen, worden loodvrije alternatieven zoals roestvrij staal of aluminium steeds populairder. Gereedschap van roestvrij staal
Kosten – Omdat schroefdraadinzetstukken in het begin in het onderdeel kunnen worden gegoten of later in het onderdeel kunnen worden geperst, moet u rekening houden met de totale kosten van de bewerking. Dit omvat de tijd en kosten van het gieten, het hanteren van componenten en de montage. Om de afwegingen beter te begrijpen, volgt hier een korte blik op de vier belangrijkste invoegprocessen:
1. Hittebestendige schroefdraadinzetstukken
Ideaal voor:
Thermoplasten
Hoge prestaties gecombineerd met lage installatiekosten
Hot-staking en ultrasone insertie beginnen met een voorgevormd gat (maat gespecificeerd door de insertfabrikant) dat iets kleiner is dan de buitendiameter van de insert en dat kan worden gevormd tijdens het gietproces of achteraf kan worden geboord. De buitenwand van de insert kan recht of taps toelopend zijn. Zowel rechte als taps toelopende inserts passen goed bij de bevestiging (zolang het gat correct is gevormd), waarbij zelfuitlijnende taps toelopende inserts gemakkelijker en sneller kunnen worden ingedrukt.
Bij heat-staking wordt een hittepers gebruikt om het inzetstuk te verhitten tot het punt waarop het inzetstuk een klein deel van de omtrek van het gat smelt terwijl het in het onderdeel wordt geduwd. De verzachte hars stroomt in het kartelpatroon en hardt vervolgens uit om een sterke verbinding met het inzetstuk te vormen. Hot staking is het meest voorkomende proces voor thermoplasten omdat het proces eenvoudig te controleren is, relatief goedkoop en goed geschikt voor automatisering (meerdere inzetstukken kunnen tegelijk worden geperst).

2. Ultrasoon-ondersteunde schroefdraadinzetstukken
Ideaal voor:
Thermoplasten
Hoge algehele prestaties

Op dezelfde manier kan ultrasoon worden toegepast om het grensgebied in het gat te smelten. In plaats van warmte toe te passen, creëert het ultrasoon proces een trillingsfrequentie om het plastic te smelten. De snelheid is vergelijkbaar met hot staking, maar vereist nauwkeurige controle en kan een grotere impactzone van het proces creëren, wat kan leiden tot materiaalfragmentatie. Het ultrasoon proces kan ook luid en moeilijker te automatiseren zijn, waardoor het minder waarschijnlijk is dat het wordt gebruikt, vooral door werkplaatsen die nog geen ultrasoon lassen.

3. Gegoten schroefdraadinzetstukken
Ideaal voor:
Thermoharders en thermoplasten
Beste uittrek- en koppelprestaties

Bij gegoten inzetstukken wordt een pen bewerkt of in de kern van de mal gestoken. Het inzetstuk wordt vervolgens bij elke cyclus van het gietproces over de pen geplaatst. Bij dit proces omsluit de hars het inzetstuk volledig, wat over het algemeen resulteert in de beste algehele verbinding en de noodzaak van een volgend invoegproces elimineert. Dit proces vereist echter een complexere kern met nauwe toleranties tussen de pen en het inzetstuk. Het kost ook tijd om het inzetstuk tussen elke cyclus van de spuitgietmachine te plaatsen.
In-mold inserts kunnen "through-threaded" zijn, wat betekent dat beide uiteinden van de insert open zijn, dus stevig contact met de kern en holteoppervlakken is vereist om te voorkomen dat hars in de insert stroomt. Of ze kunnen "blind-threaded" zijn, wat betekent dat één uiteinde van de insert gesloten is, dus geen contact met het holteoppervlak is vereist - bijvoorbeeld in gevallen met dikkere wanden, of waar bevestigingsmiddelen niet aan één kant van de holte aanwezig mogen zijn.
4. Koudgeperste schroefdraadinzetstukken
Ideaal voor:
Thermoharders
Eenvoudige installatie tegen minimale kosten
Gewoon een simpele druk
Hoewel ze mogelijk niet zo goed presteren als de hierboven genoemde typen, zijn koudgeperste inzetstukken een zeer economisch alternatief omdat ze eenvoudig te installeren zijn en over het algemeen geen speciale hulpapparatuur vereisen.
Soms ook wel "expansie-inzetstukken" genoemd, een type inpers-inzetstuk heeft sleuven die in de zijkanten zijn gefreesd, waardoor ze kunnen buigen wanneer ze worden ingebracht en eenvoudig kunnen worden ingedrukt met slechts vingerdruk. Bij het installeren van een passende schroef worden de zijkanten van deze inzetstukken naar buiten geduwd om een "bijtend" contact te creëren met de ID-wand van het gat. Ze werken in feite als een omhulde bout die je in de bouwmarkt vindt.

Hogere prestatie press-in inserts hebben massieve lichamen en vereisen een pers voor insertie. Hoewel ze niet voldoen aan de sterktenormen van processen die plastic smelten rond de insert, bieden deze inserts nog steeds een robuust alternatief voor het insertieproces met een grote kosteneffectiviteit.
Over Knurling

Knurling is een metaalbewerkingsproces waarbij een patroon wordt gesneden of gerold op de buitenkant van het werkstuk. Voor schroefdraadinzetstukken is het knurlpatroon cruciaal en heeft het direct invloed op de uittrek- en koppelweerstand.
Rechte kartels (parallel aan de lengte van het inzetstuk) bieden de meeste torsieweerstand, maar minder uittrekweerstand. Groeven tussen de kartelbanden verhogen de uittrekweerstand.
Diagonale of spiraalvormige knurls balanceren de weerstand tegen krachten in beide richtingen. Zeshoekige of ruitvormige knurls zijn waarschijnlijk het meest voorkomend en bieden weerstand in alle richtingen.
Breed scala aan maten

Standaard schroefdraadinserts voor kunststoffen variëren in diameter van ongeveer 1/8″ – 9/16″ tot lengtes van 1/8″ – 5/8″, met schroefdraadmaten variërend van #0-80 tot 3/8-16 (M2 tot M10, afhankelijk van het type). Dit maatbereik is geschikt voor een breed scala aan toepassingen in industrieën zoals elektronica, automobiel, lucht- en ruimtevaart, defensie, medische, industriële en entertainmentapparatuur.

Voor fysiek kleinere toepassingen, zoals handheld apparaten, zijn microPEM inserts ook beschikbaar in diameters zo klein als 1 mm (0,039″) en lengtes zo klein als 1,75 mm (0,069″). Deze micro inserts kunnen M1 bevestigingsmiddelen bevatten, de kleinste ISO-gespecificeerde M-type draad. Ze kunnen worden geïnstalleerd in rechte of taps toelopende gaten met behulp van heat staking of ultrasone processen.

Alle vier typen insertieprocessen – heat staking, ultrasoon, swaging of cold swaging – bieden unieke voordelen en mogelijkheden om aan uw ontwerpvereisten te voldoen. Om maximale insert-prestaties te bereiken, is het belangrijk om rekening te houden met het insert-type, samen met de toepassing, kosten en andere componenten.