Новые материалы, новые крепления

Сталь была, есть и будет преобладающим материалом для конструкций и частей кузова транспортных средств, таких как двери, капоты, двери багажного отделения и крылья. Однако все большее значение приобретают другие материалы, такие как алюминий, магний, пластмассы и композиты.

По данным Центра автомобильных исследований, в 2020 году на различные стальные сплавы приходилось около 65 процентов веса средней конструкции автомобиля. На алюминиевые сплавы приходилось 13 процентов, а на пластмассы и композиты — 6 процентов. Однако к 2040 году стальные сплавы будут составлять только 46 процентов этого веса, в то время как алюминиевые сплавы будут составлять 26 процентов, а пластмассы и композиты будут составлять 15 процентов.

Для соединения этих разрозненных материалов потребуются инновационные крепежные детали. Свойства, которые делают эти легкие материалы космической эры прочными и жесткими, также затрудняют их сборку с помощью обычных креплений для пластика и листового металла.

Вот некоторые из новейших креплений для современных легких автомобильных материалов.

Шуруп Flowpoint Delta PT от EJOT GmbH & Co. предназначен для крепления листов углепластика (CFRP).

Новый винт сочетает в себе две технологии EJOT — винт Delta PT для прямого крепления к пластику и винт FDS FDS для прямого крепления к металлу — в одном крепеже. Винт Flowpoint Delta PT представляет собой самопробивной и саморезный винт, который проникает как в зажимаемые, так и в сопрягаемые материалы без направляющего отверстия. Специальная точка просверливает отверстие в материале и выдавливает бобышку. Оптимизированная геометрия резьбы Delta PT образует прочную внутреннюю резьбу.

Процесс установки состоит из шести этапов: вращение винта и приложение осевой нагрузки; нагрев и проникновение материала; калибровка винтовых отверстий и формирование выдавливания; формирование резьбы; полное зацепление резьбы; и ужесточение.

Крепеж обеспечивает качественное резьбовое соединение без каких-либо этапов подготовки детали. Доступный в стали, нержавеющей стали A2 или A4, алюминии и титане, крепеж можно использовать со многими разновидностями углепластика. Его также можно использовать для соединения сборок из смешанных материалов, таких как алюминий и углепластик. Возможна разборка и повторная сборка.

Крепеж может быть изготовлен с различными головками и углублениями для привода.

Литой крепеж IMTEC HR от Böllhoff Inc. имеет несущую внутреннюю резьбу для крепления деталей к армированному волокном пластику.

Дискообразный крепежный элемент помещается в форму для композитной конструкции и интегрируется в процессе формования. Его не нужно устанавливать в определенной ориентации. Он совместим с большинством волокон и большинством процессов формования термореактивных и термопластов, включая трансферное формование смолы, компрессионное формование и литье под давлением.

При литье под давлением застежку надевают на штифт, закрепленный на форме. Штифт фиксирует застежку и защищает резьбу внутри нее от покрытия смолой. Далее ткань помещается в форму. Форма закрывается, пластик впрыскивается, и деталь извлекается из формы со встроенным в нее крепежом.

Для компрессионного формования процесс тот же, за исключением того, что штифт представляет собой пластиковую отвинчивающуюся крышку, которая также служит для отталкивания волокон в сторону для вставки застежки в ткань, что устраняет необходимость сверления или пробивания отверстия. Это экономит время и позволяет избежать разрезания волокон. Колпачок также защищает внутреннюю резьбу во время формования и снимается после извлечения детали из формы.

Чтобы противостоять гальванической коррозии, IMTEC HR доступен в исполнении из оцинкованной и нержавеющей стали. Последний используется в основном для углепластика. Также доступны различные варианты крепежа, включая шпильки, гайки и прокладки.

Застежка имеет петельки и лепестки, которые предназначены для встраивания в композит во время формования. Это предотвращает вращение крепежного элемента при установке ответного винта. Кроме того, поскольку крепежный фланец расположен за матрицей волокна, он не влияет на общую толщину детали.