Fondamenti della progettazione dello stampaggio a iniezione: Snap

Michele Paloiano | 15 novembre 2019

Uno dei maggiori svantaggi dei materiali plastici è la loro flessibilità e rigidità relativamente bassa. Uno dei maggiori vantaggi dei materiali plastici è la loro flessibilità e bassa rigidità. La tua percezione di quale di queste affermazioni sia vera dipende da come tu, come designer, ottimizzi le proprietà intrinseche dei materiali plastici. Personalmente preferisco quest'ultima affermazione, soprattutto quando progetto prodotti esteticamente accattivanti e facilmente assemblabili con hardware minimo.

Un tempo, tutti i prodotti richiedevano l'assemblaggio di centinaia di viti, il che richiedeva grandi quantità di manodopera e parti. L'estetica del progetto finale era spesso compromessa da numerose viti e elementi di fissaggio esposti. I progettisti industriali di oggi non vogliono che gli elementi di fissaggio esposti compromettano l'estetica dei progetti dei loro prodotti, e gli ingegneri di produzione sono spinti a produrre beni di alta qualità in modo più efficiente. La soluzione a questo apparente paradosso sta nell'utilizzare gli accoppiamenti a scatto come mezzo per assemblare parti ideali per i materiali plastici. Il resto di questo articolo sarà dedicato alla discussione di tutte le considerazioni associate alla corretta progettazione degli attacchi a scatto.

Prima di discutere i tipi di design con accoppiamento a scatto e i relativi parametri di progettazione associati, vorrei concentrarmi su alcuni requisiti funzionali di base per le serrature a scatto, elencati di seguito.

Sebbene esistano tre tipi base di chiusure a scatto: anulari, a sbalzo e torsionali, condividono tutte le considerazioni di progettazione sopra elencate.

Chiusura anulare a scatto

L'attributo distintivo di una serratura a scatto anulare è l'attacco dell'elemento di bloccaggio sporgente a una parete o bordo contiguo che deve deformarsi per consentire alla sporgenza di bloccaggio di scattare sopra l'elemento di bloccaggio accoppiato. A mio parere, queste chiusure a scatto sono le più difficili da progettare, prototipare e ottimizzare perché le forze applicate per deformare e agganciare insieme due parti sono molto difficili da calcolare o prevedere. Le chiusure a scatto anulari sono spesso presenti nei tappi di bottiglia, nei cappucci delle penne, nei contenitori di plastica e negli alloggiamenti per dispositivi elettronici di consumo a basso costo. Le prestazioni di una chiusura a scatto anulare dipendono fortemente dai materiali di entrambe le parti accoppiate, dallo spessore delle pareti e dall'entità dell'interferenza. Altre considerazioni critiche includono dimensioni e geometria della parte, tolleranze di stampaggio, planarità e posizione su una superficie.

Chiusura a scatto torsionale

I blocchi a scatto torsionali sono ideali per qualsiasi applicazione che richieda un blocco radiale, come un blocco a cricchetto, un blocco di sicurezza con tappo di bottiglia filettato o un blocco a rilascio rapido. Progettare una chiusura a scatto torsionale è molto meno complicato da prevedere rispetto a una chiusura anulare ma più difficile di una semplice chiusura a sbalzo. La porzione torsionale sollecitata del blocco deve essere progettata per flettersi entro la sollecitazione di lavoro elastica del materiale inducendo al tempo stesso forze sufficienti per svolgere la funzione desiderata. Anche la pressione delle dita per attivare o disattivare lo snap dovrebbe essere comoda per la persona media. Queste pressioni saranno in funzione della superficie del pulsante di rilascio e della forza richiesta per deviare lo scatto. Inoltre, lo snap deve essere progettato tenendo conto della facilità di stampaggio, delle tolleranze, delle proprietà dei materiali e della durata del prodotto.

Chiusura a scatto a sbalzo

Le serrature a scatto a sbalzo sono le serrature a scatto più comunemente specificate e le più facili da progettare. Si basano su una trave semplice, progettata per deviare una quantità specificata in base all'altezza del moschettone. Il profilo del moschettone è tipicamente progettato con un profilo di un triangolo rettangolo con un bordo anteriore rastremato, un triangolo equilatero o una configurazione semicircolare. Un profilo ad angolo retto fornirà un interblocco molto sicuro che può essere smontato solo in condizioni normali rilasciando manualmente lo snap. I profili equilatero e semitondo consentono di agganciare o staccare due parti semplicemente premendole insieme o separandole. Esamineremo le considerazioni di progettazione associate a ciascuna di queste opzioni di snap in base all'elenco precedente di parametri.