Lebendiges Scharnierdesign in der Produktherstellung

In der Produktherstellung sind Scharniere übliche winzige Materialien, die bei der Herstellung von Produkten verwendet werden, die geöffnet und geschlossen werden müssen. Von den vielen Arten von Scharnieren, die bei der Produktherstellung verwendet werden, sind bewegliche Scharniere einzigartig. Das Lebendscharnier-Design kommt als flexibler Kunststoff und ist ein wichtiger Bestandteil von Verbraucherprodukten wie Flaschenverschlüssen, Make-up-Produkten und Clamshell-Verpackungen.

Das kleine Detail, das das lebendige Scharnierdesign bietet, ist verantwortlich für die Benutzerfreundlichkeit und den Komfort, den wir mit diesen Produkten genießen. Es ist auch einfach herzustellen und in Produkte einzubauen, um Komponenten desselben Produkts zu verbinden. In diesem Artikel lernen Sie die Grundlagen der Scharnierkonstruktion kennen. Dazu gehören das Kunststoffscharnier, Kunststoffscharniertypen und einige Konstruktionsrichtlinien für Scharniere, die Sie verwenden können, um einen besseren Herstellungsprozess zu erreichen.

Was ist ein Scharnier?

Ein lebendes Scharnier oder flexibles Scharnier ist ein dünnes und flexibles Material, das als Verbindung zwischen den größeren und starren Kunststoffabschnitten eines Artikels verwendet wird. Es ist ein dünner Bereich in einem Kunststoffteil, der sich faltet und begradigt, um das Öffnen und Schließen des Materials zu ermöglichen. Das Design des lebenden Scharniers ermöglicht es dem Produkt, sich mehrmals zu biegen und zu strecken, ohne an Festigkeit zu verlieren.

Das bewegliche Scharnier besteht aus größeren Kunststoffabschnitten und bildet eine Brücke zwischen beiden Komponenten. Im Gegensatz zu den größeren Kunststoffabschnitten ist das bewegliche Scharnier jedoch zwischen 90 und 180 Grad um eine Achse drehbar oder biegbar, ohne zu reißen oder zu brechen.

Es hat einen einfachen Aufbau und erfordert keine Montage. Es dient auch als flexible Einheit an einer Stelle im Material; normalerweise ein Behälter und ein Deckel, der das Material öffnet und schließt, ohne seine Festigkeit zu verlieren.

Arten von Scharnieren

Je nach Design und Festigkeit werden vier verschiedene Arten von Kunststoffscharnieren verwendet. Sie sind ideal zum Öffnen und Schließen ohne Rissbildung oder dauerhaften Ausfall von Produktteilen.

· Flaches Scharnier

Das flache Scharnier, auch als gerades Scharnier bekannt, ist die einfachste und gebräuchlichste Art der Konstruktion von lebenden Scharnieren. Es hat einen dünnen Scharnierabschnitt mit zwei geraden Streifen auf beiden Seiten.

Das flache Scharnierdesign ist ein flexibles Scharnier und kann bis zu 180 Grad gebogen werden und zwei starre Kunststoffabschnitte verbinden.

· Doppelscharnier

Das Doppelscharnier hat zwei flache Scharniere, die durch eine dünne Landeleiste getrennt sind. Das Doppelscharnier ist ein flexibleres Scharnier, das eine Drehung um bis zu 360 Grad ermöglicht und nützlich ist, um Zwischenräume zwischen zwei verbundenen Teilen zu schaffen.

· Schmetterlingsscharnier

Das Schmetterlingsscharnier ist aufgrund seiner Klappwirkung in Spenderkappen anwendbar. Es ist ein flexibleres Scharnier als das Flach- und Doppelscharnier. Es besitzt die Fähigkeit, zurückzufedern, wenn es über einen bestimmten Winkel hinaus geöffnet wird, wodurch die Kappe in eine geöffnete oder geschlossene Position geklappt wird.

· Bistabiles Scharnier

Das bistabile Scharnierdesign ist einfach ein Schmetterlingsscharnier mit drei Scharnierabschnitten und es ist der flexibelste Scharniertyp. Wie das Schmetterlingsscharnier hat das bistabile Scharnier eine Rückfederungswirkung, wenn es einen bestimmten Winkel erreicht. Die zusätzlichen Scharnierabschnitte ermöglichen jedoch stärkere Öffnungs- und Schließvorgänge.

Bedeutung eines lebenden Scharnierdesigns

Lebende Scharniere sind wichtige Bestandteile vieler Produkte, da sie mehrere Vorteile in Bezug auf Funktion und Ästhetik bieten. Unten sind einige Gründe aufgeführt, warum Sie eines in Ihr Produktdesign aufnehmen sollten.

· Beseitigt Versammlung

Herkömmliche Metallscharniere müssen montiert und mit einer Schraube befestigt werden. Das bewegliche Scharnier ermöglicht jedoch, dass das Scharnier aus dem gleichen Material wie das Produkt besteht. Daher ist es möglich, es direkt in die Produktkomponenten einzuarbeiten.

· Reduziert Kosten und Zeit

Ein lebendiges Scharnierdesign ist einfach und bietet eine billigere Alternative zu herkömmlichen Scharnieren. Seine Fähigkeit, sich leicht in ein Produkt einzufügen, macht eine Montage überflüssig. Dadurch werden Kosten und Zeit reduziert.

· Keine Wartung erforderlich

Lebende Scharniere kommen direkt aus Kunststoffmaterialien. Daher rosten sie nicht und haben keine anderen abbauenden Reaktionen auf die Umwelt. Daher erfordern sie keine Wartung und können längere Zeit halten.

· Flexibel

Lebende Scharniere sind flexible Scharniere mit Designs, die komplexere Bewegungen aufnehmen können, die anspruchsvoller sind als die einfache Öffnungs- und Schließbewegung herkömmlicher Scharniere.

Wie man ein lebendes Scharnierdesign macht (Produktionsmethoden)

Es gibt 4 gängige Methoden zur Herstellung von Scharnieren. Jede Methode ist einzigartig und abhängig vom beabsichtigten Zweck und der Art des verwendeten Materials. Im Folgenden finden Sie die Methoden zur Erstellung eines lebendigen Scharnierdesigns:

· Spritzgussverfahren

Spritzgießen ist die gebräuchlichste Art, Teile mit beweglichen Scharnieren herzustellen. Es ist schnell, billig und ermöglicht die Massenproduktion von lebenden Scharnieren, sobald Sie sich für den Prototyp oder das endgültige Scharnierdesign entschieden haben.

Spritzgegossenes Scharnier ist die beste Option, da es eine schnelle Abwicklung und besser verarbeitete Produkte garantiert. Polypropylen und Polyethylen sind die besten Materialien für die Herstellung von spritzgegossenen Scharnieren, da sie spröde und dennoch haltbar genug sind, um Millionen von Biegungen zu garantieren, ohne zu brechen.

Designrichtlinien für Scharniere während des Living-Hinge-Designs einzubeziehen

• Gleichmäßige Wandstärke beibehalten

Ungleichmäßige Wände würden aufgrund der unterschiedlichen Kühlung des Kunststoffteils zum Bruch der Konstruktion des beweglichen Scharniers führen. Eine gleichförmige Wand würde es jedoch nicht zulassen, dass die Gelenkkonstruktion in dem Bereich dünn ist, der Flexibilität und Verbindung starrer Teile ermöglicht.

Daher ist es wichtig, eine perfekte Balance aus beidem zu haben.

• Flexscharniere

Es ist wichtig, die Scharniere nach dem Formen einige Male zu biegen. Es hilft beim Kaltziehen des Scharniers und verbessert dadurch seine Biegbarkeit.

· 3D-Druckverfahren

Während Spritzguss die beste Methode zur Erstellung eines effektiven lebenden Scharnierdesigns ist, ist der 3D-Druck eine schnellere und kostengünstigere Technik, die zur Herstellung von Prototypen für lebende Scharnierdesigns verwendet wird. Dies liegt an seinem automatisierten Prozess.

3D-gedruckte Scharniere bestehen aus Kunststoffmaterialien wie Nylon. Daher haben 3D-Prototypen je nach Material nicht die gleiche Haltbarkeit wie das spritzgegossene Scharnier.

Sie sind spröde und brechen, wenn sie wiederholt gebogen werden. Dennoch sind sie ideal zum Testen der Form und Dicke von produzierten Teilen.

Designrichtlinien für Scharniere während des Living-Hinge-Designs einzubeziehen

• Dicke

Bei der Herstellung von 3D-gedruckten lebenden Scharnieren muss das Material dicker sein als das spritzgegossene Scharnier (möglicherweise etwa 0,6 mm). Obwohl das Scharnier weniger flexibel wäre, würde die Dicke die Haltbarkeit des Scharniers sicherstellen.

• Orientierung

Bei der Erstellung eines 3D-gedruckten Scharnierdesigns ist die Ausrichtung des Teils wichtig, da sie eine maximale Scharnierfestigkeit gewährleistet. Die Breite des Scharniers sollte im rechten Winkel zur Bauebene sein, um den schichtweisen Aufbau des Scharniers zu gewährleisten und ein Brechen zu vermeiden.

· Urethan-Gießverfahren

Das Urethan-Gießverfahren ist in der Produktherstellung nicht üblich, da die mit diesem Verfahren hergestellten Produkte weniger haltbar sind und eher brechen oder sich verbiegen.

Dennoch eignet sich die Methode gut, um Prototypen vor der eigentlichen Produktion zu erstellen. Es beinhaltet das Gießen einer Gummiform mit Urethanharzen mit niedrigem Härtegrad, wodurch Prototypen entstehen, die gegen Verschleiß schlecht funktionieren.

· CNC-Bearbeitungsverfahren

Computer Numerical Control Machining ist eine Methode zur Herstellung von Metallkonstruktionen. In jüngster Zeit gab es jedoch einen Durchbruch bei seiner Verwendung zur Herstellung lebender Scharnierdesign-Prototypen.

Im Vergleich zum Urethan-Gussverfahren eignet sich CNC am besten für die Herstellung langlebiger lebender Scharnierprototypen als Proof of Concept für ein neues Design. Mit der CNC-Bearbeitungsmethode sind Prototyping und Designverifizierung möglich und produzieren bessere und haltbarere Prototypen.

Best Practices für die Herstellung eines lebendigen Scharniers Gestaltung

Die Prototypenerstellung ist eine wichtige Praxis, die Sie in der Produktion von Scharnieren benötigen, da sie die Überarbeitung des Designs von Scharnieren ermöglicht, bis ein Produkt entsteht, das gemäß den Spezifikationen funktioniert.
Im Folgenden sind einige Praktiken aufgeführt, die Produktdesignexperten bei der Herstellung eines Scharniers berücksichtigen müssen.

– Das Scharnierdesign sollte dünn und flexibel sein.

Ein dickes lebendes Scharnier mag stärker erscheinen, ist jedoch anfälliger für Brüche während der Anwendung, da es nicht flexibel genug ist, um Belastungen oder Belastungen standzuhalten. Daher sollten Sie das Scharnierdesign dünner und flexibler gestalten.

– Abgerundete Ecken verwenden

Vermeiden Sie scharfe Ecken in der Form, da sie die Belastung des Scharnierdesigns in der Form erhöhen. Dies wird die Haltbarkeit des beweglichen Scharniers weiter verringern.

– Materialauswahl

Die Effizienz eines Scharniers hängt vom verwendeten Material ab. Daher muss das verwendete Harz Ihrer Wahl frei durch dünne Bereiche in der Form fließen. Es darf auch keine Spannungsrisse aufweisen, wenn Sie es nach dem Abkühlen biegen.

– Gate-Platzierung

Die Position des Tors sollte sich in der Mitte des Scharniers befinden. Dadurch wird eine gleichmäßige Verteilung des Harzes über die Form sichergestellt. Es garantiert auch eine Konsistenz bei der Bildung und Kühlung des Scharnierdesigns in der Form. Daher bilden sich bessere und haltbarere Scharniere.

– Keine langen Scharniere

Kein Scharnier sollte länger als 6 Zoll sein. Wenn das Design längere Scharniere erfordert, um das Produkt aufzunehmen. Sie sollten das lange Scharnier in kleinere Teile brechen, da dies die Lebensdauer der Schale verlängern und das Brechen des lebenden Scharniers verhindern würde.

Schlussfolgerung

Ein lebendiges Scharnierdesign ist ein wesentlicher Prozess bei der Produktherstellung im Zusammenhang mit Konsumgütern, elektrischen Anschlusskästen und Türscharnieren. Dieser Artikel enthält eine einfache Aufschlüsselung des Prozesses. Die Inanspruchnahme der Dienste eines Experten kann Sie jedoch in Bezug auf Ästhetik und Funktionalität von der Konkurrenz abheben. Hier kommen wir von RapidDirect ins Spiel, indem wir kostenlose DFM-Analysen und professionelle Vorschläge für Ihr Design bereitstellen. Sie können eine CAD-Datei hochladen und erhalten sofort ein Angebot. Wenn Sie jedoch ein Problem haben, können Sie sich an unser Support-Team wenden, um eine Fertigungsberatung zu erhalten.

Häufig gestellte Fragen

Was ist die beste Methode zur Erstellung von Scharnierkonstruktionen?

Das beste Verfahren zur Herstellung eines beweglichen Scharnierdesigns hängt vom beabsichtigten Zweck des beweglichen Scharniers ab. Einige Methoden eignen sich am besten für die Herstellung von Prototypen, andere wiederum eignen sich am besten für die Herstellung von Massenmustern desselben Produkts. Daher sollte sich die Wahl des Verfahrens auch nach dem Zweck des lebenden Scharniers richten.

Wie langlebig ist ein lebendes Scharnier?

Ein lebendes Scharnier sollte klein und groß genug sein, damit Sie es in Teile integrieren können. Seine robusten Eigenschaften machen es extrem langlebig. Daher kann es mehreren Öffnungen und Schließungen standhalten, ohne zu brechen.