焊接精密度0.01mm

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为什么塑料可以越来越广泛地代替金属材料?(一)

来源: | 发布日期:2021-12-13
在众多焊接案例中,灵高超声波了解到,很多超声波焊接的塑料零件都是金属材料的替代品。这是为什么呢?让我们一起来看看。
事实上,这是一种比较好的通过设计降低成本的方法,在产品设计中选择合适的材料、制造工艺和组装工艺,最典型的案例是用塑料代替金属。那 为什么塑料代替金属可以降低成本呢?

塑料替金属是指在不牺牲产品质量和性能的前提下,用高性能工程塑料零件代替传统金属零件,简化产品结构,降低产品成本,实现产品轻量化。就产品成本而言,塑料替代金属通常会降低产品成本25%~50%因为:

1、塑料零件形状复杂,设计自由度高,可节省零件成本,降低装配成本

注塑成型可加工出远比金属形状复杂的塑料件。塑料件可具有复杂的曲面形状和内部结构,可根据设计要求添加薄壁、孔、倒扣、螺纹、柱、扣、肋、三角形等各种特点,并通过模具内埋与螺母等硬件集成,这些都很难通过金属制造工艺获得,往往需要组装多个零件,成本高。下图显示了一些形状和结构复杂的塑料零件。


为什么塑料可以越来越广泛地代替金属材料?


塑料零件的复杂形状和结构决定了塑料零件有机会合并周围的金属零件或其他零件。一个塑料零件可以取代多个金属零件或其他零件,其降低的产品成本体现在:
  • 去除多个金属零件,从而节省了金属零件的原材料成本和加工成本。
  • 产品结构简单,减少和消除装配所需的紧固件。
  • 避免焊接、铆接等复杂的装配工艺,缩短装配时间,降低零件装配成本。

2、塑料件本身的装配成本较低

塑料零件常用的紧固工艺包括扣、铰链和热熔,可以避免使用过多的机械紧固件。与焊接、铆接、螺纹紧固等常用金属紧固工艺相比,塑料件装配效率高,装配时间短,装配成本低
如下图所示,在原始设计中,两个金属部件由四个紧固件组装。装配时,需要仔细对齐两个金属部件,然后逐一拧紧四个紧固件,装配效率很低;
在次优设计中,在底座金属部件上增加对齐和压缩上部部件的特性,减少紧固件的数量,自动对齐,提高装配效率,但在底座金属上增加的对齐特性将大大提高材料成本和加工成本;

在最佳设计中,用塑料零件代替上部零件,设计扣特性。装配时,只需按下对齐扣和槽即可实现装配。装配可在1秒内完成,装配效率高,节省紧固件成本。


为什么塑料可以越来越广泛地代替金属材料?


3、避免二次加工

许多金属加工工艺,如砂铸造和压力铸造,由于其尺寸精度、外观质量和颜色不能满足使用要求,或不能满足腐蚀要求,往往需要二次加工,包括机械加工、油漆、电镀等,二次加工效率低,时间长,成本高。

塑料零件尺寸精度高,外观质量好,外观颜色多样,具有耐腐蚀功能。因此,塑料件基本上不需要二次加工,节省了二次加工的成本


为什么塑料可以越来越广泛地代替金属材料?


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