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Suggerimenti sulle grappe (parte 1)
Uno dei maggiori vantaggi della resina plastica è la facilità con cui può essere stampata nelle forme più complesse, consentendo spesso di sostituire, con un pezzo unico, due o più pezzi realizzati con altri materiali. Gli elementi complessi che si possono stampare come parti in plastica includono una varietà di connettori a scatto integrati, che consentono di eliminare la necessità di più parti, quali viti, o di processi secondari, quali il fissaggio mediante adesivo.
Il primo fattore da considerare nella progettazione del connettore a scatto è il materiale. Affinché un connettore a scatto funzioni, una parte della superficie del pezzo deve essere flessibile. Questa è la ragione per cui i connettori a scatto sono funzionali se realizzati in plastica (tuttavia non tutti i tipi di plastica sono adatti) e non lo sono se costruiti con materiali rigidi quali vetro o ceramica. Le resine particolarmente adatte per gli elementi di connessione a scatto includono ABS, policarbonato, nylon non riempito, polipropilene e altre resine con proprietà simili.
I presenti suggerimenti di progettazione riguardano il tipo più noto di connettore stampato, vale a dire la grappa a sbalzo dotata di gancio (fig. 1). Nei suggerimenti di progettazione del prossimo mese (parte 2) verranno trattati altri tipi di connettori, inclusi gli accoppiamenti a scatto anulari e torsionali.
Figura 1: Grappa a sbalzo con lato del gancio a 90°
Le grappe a sbalzo sono utilizzate in una varietà di applicazioni (ad esempio nei pannelli di accesso dei dispositivi elettrici) e possono assumere molte forme. Due questioni chiave nella progettazione di tali grappe sono le seguenti:
• si desidera che il blocco o il rilascio della connessione avvengano mediante trazione?
• il rilascio è necessario o la connessione deve essere permanente?
Se il lato del gancio della grappa è a 90° rispetto alla direzione di connessione, la connessione si blocca e non è possibile sbloccarla semplicemente mediante trazione (salvo esercitare una trazione eccessiva che provochi la rottura della grappa). Se, tuttavia, il lato a scatto del gancio è angolato (fig. 2), una semplice trazione consentirà il rilascio della connessione.
Figura 2: Grappa a sbalzo con lato del gancio angolato per consentire una facile rimozione
Se si desidera un blocco ma non una connessione permanente, ad esempio per un pannello di accesso, è possibile angolare il lato del gancio a 90° ma consentire al gancio, mediante una spinta manuale, di uscire dalla sua sede per sbloccare la connessione. Ciò risulta semplice se il gancio è posizionato sulla parte esterna del pezzo. Qualora il gancio sia collocato dietro una parete, il progettista può prevedere una "finestra" attraverso la quale sia possibile accedere al gancio (fig. 3).
Figura 3: Grappa posizionata in corrispondenza di una "finestra" per consentire lo sblocco
La progettazione di una grappa a sbalzo determina la sua efficacia e durabilità. Il braccio della grappa deve essere abbastanza flessibile da consentire il blocco e lo sblocco senza rottura o deformazione. Questa flessibilità dipende da numerosi fattori, tra i quali il modulo di Young del materiale e l'angolo attraverso cui la grappa si deve flettere, determinato dalla profondità del gancio e dalla forma e lunghezza del braccio flessibile della grappa. Formule dettagliate per la progettazione della grappa si possono trovare sul sito efunda.com. Esse sono anche incluse in molti programmi CAD, eliminando così la necessità di effettuare calcoli separati. Anche i programmi per l'analisi degli elementi finiti possono essere impiegati per regolare la progettazione della grappa in modo da prevenirne la rottura. Per maggiori informazioni sulla progettazione della grappa, consultare un suggerimento di progettazione Protomold precedente.
Poiché la lunghezza del braccio flessibile della grappa è fondamentale e alcune progettazioni offrono uno spazio limitato, ci sono molti modi per aumentarne la lunghezza effettiva.
• Il braccio può essere piegato a forma di "u", come spesso si vede nei coperchi dei vani batteria (fig. 4).
Figura 4: Grappa piegata per aumentare la lunghezza effettiva del braccio flessibile in uno spazio limitato
• La parete dalla quale il braccio si estende può essere provvista di una tacca, rendendo quel segmento della parete un'estensione del braccio.
• La parete dalla quale il braccio si estende può essere resa flessibile, riducendo la forza alla quale il braccio si deve flettere.
Poiché una grappa è, per sua natura, progettata per agganciare, essa può, in base al suo orientamento, fungere da sottosquadro in uno stampo a due parti. Esistono tre modi di trattare la questione.
• Il più semplice è utilizzare una chiusura scorrevole che si estenda attraverso un foro alla base della grappa per formare la parte inferiore del gancio e un lato del braccio flessibile (fig. 5). Ciò consente l'uso di uno stampo semplice a due parti.
Figura 5: Grappa con foro alla base per consentire l'uso di uno stampo semplice a due parti
• Una camma di azionamento laterale può formare il gancio e poi ritirarsi prima dell'apertura dello stampo. Questo è un approccio efficace ma più complesso.
• Un pickout può essere inserito manualmente nello stampo per formare la grappa e poi manualmente rimosso dal pezzo finito, quindi reinserito nello stampo per il ciclo successivo. Fare clic qui per maggiori informazioni sui pickout.
Nei suggerimenti di progettazione del prossimo mese saranno trattati altri tipi di connettori a scatto.
Per ulteriori suggerimenti sulle grappe, consigliamo la visione del filmato relativo ai suggerimenti di progettazione sui fermagli a molla.
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