Was ist der beste Weg, um Metall mit Kunststoff zu verbinden?

Flugzeug-, Flugzeug-, Auto-, Boots- und Traktorenhersteller suchen nach innovativen Produkten, die die Leistung steigern und das Gewicht erhöhen. Technische Kunststoffe und Kohlefaser-Verbundwerkstoffe sind typische Alternativen, stellen jedoch Herausforderungen dar, wenn unterschiedliche Materialien wie Aluminium, Magnesium, Edelstahl oder Titan gemischt werden müssen.

Ingenieure haben viele Möglichkeiten, Kunststoffteile an Kunststoffteilen oder Metallkomponenten an Metallteilen zu befestigen. Und obwohl Plastikteile an Betonteilen kleben, gibt es nur wenige Alternativen. Der Drang, das Gewicht des Autos zu erhöhen, hat jetzt eine neue Welle der Forschung zur Entwicklung von Mischmaterialbaugruppen ausgelöst.

Die gebräuchlichsten Methoden zum Befestigen von dünnen Blechen und Teilen an Kunststoff sind:

• Staking / Swaging
• Klebstoffe
• Direkte Heizung
• Mechanische Einsätze

Staking / Swaging

Das Abstecken tritt auf, wenn ein Betonpfosten durch Hitze / Vibrationen und Reibung verformt wird, um einen Teil des Drahtes zu erhalten. Der orange Teil ist Acryl, der schraffierte Teil ist die Metallplatte und der mittelgraue Teil ist die Formgebungsvorrichtung. Dieses Verfahren wird auch zum Verbinden von Leiterplatten mit Gehäusen verwendet. Die Vorteile sind, dass es keine Verbrauchsmaterialien benötigt und eine relativ einfache Bedienung ist. Die Nachteile sind, dass sie manchmal nicht „gut“ erscheint und die Platte aufgrund der elastischen Einheilung oft nicht fest mit dem Material verbunden werden kann.

Es gibt verschiedene Formen, in denen Einsätze getätigt werden können, und im Folgenden finden Sie einige Beispiele. Beide Formen haben verschiedene Vorteile und Unannehmlichkeiten, auf die ich hier nicht eingehen werde. Den letzten nennen wir Gesenk unten rechts. Es ist etwas Besonderes, da es sich nur um einen Pfosten handelt, der in ein Loch in einer Wand passt, und nicht über alle 360 ​​° gleichmäßig geformt ist.

Klebstoffe

Es ist diejenige, von der die Leute hören, da jeder in den Baumarkt gehen und ein Epoxidharz aufheben kann, um Ihr Plastikding an Ihrem Metall zu befestigen. Einer meiner Kollegen, der jahrzehntelang im Klebstoffbereich tätig war, sagte einmal, es werde für „Mikrochips zur Bekämpfung von Flugzeugen“-Anwendungen verwendet. Grundsätzlich sind Klebstoffe erhältlich.

Vorteile sind, dass es keine Struktur und wenige Materialgrenzen gibt. Der Nachteil ist, dass es sich um ein Verbrauchsmaterial handelt, das sich summiert, wenn Sie 0,03 USD auf eines der Millionen von Geräten anwenden, die Sie möglicherweise erstellen. Es kann auch unordentlich sein oder eine intensive Vorbereitung des Bodens erfordern. Der Trick, wenn Kunststoffe mit Metall verklebt werden, besteht darin, einen Klebstoff auszuwählen, der auf beiden funktioniert.

Direktheizung

Welche ist die kreativste Lösung (auch bekannt als komplex und kompliziert). Es handelt sich im Wesentlichen um eine flächige Befestigung des Kunststoffs an Metall ohne Verwendung von Klebstoffen. Die Leistung wird entweder durch Benetzen der Kunststoffschmelze mit dem Metall erreicht, um fast eine Vakuumdichtung zu erzeugen, oder durch mechanisches Ineinandergreifen von Oberflächenmerkmalen. Die erste, das Benetzen, macht diese Verbindung wirklich brüchig. Der zweite baut eine ziemlich gute Verbindung auf. Der Gummi kann durch eine Reihe von Prozessen erhitzt werden, und eine Reihe von Oberflächenmustern können auf dem Metallbauteil verwendet werden. Das Design unterscheidet die Häufigkeit der Bindung erheblich.

Mechanische Einsätze

Obwohl Sie eine Schraube direkt in Beton einbringen können und es mehrere Schrauben gibt, die diesem Verfahren eine gute Festigkeit und Haltbarkeit verleihen, ist dies nicht die ideale Option, da Beton unweigerlich um die Schraube herum brechen würde. Hier kommen die Hydraulikteile zum Einsatz.

Solche Metallteile an der Außenseite haben eine Reihe von Rändelformen, die so konstruiert sind, dass sie den Kunststoff erfassen, wenn sie auf verschiedene Weise montiert werden. Die Rändelung, die am besten für die Ultraschallinjektion geeignet ist, ist nicht die gleiche Rändelung, die am besten für das thermische Einfügen funktioniert, ist nicht die gleiche Rändelung, die am besten für eingeformte Einsätze geeignet ist.