Jak dobrać moment i prędkość wkrętaka do tworzyw sztucznych?

Jak dobrać moment dokręcania i prędkość obrotową wkrętaka podczas montażu elementów z tworzyw sztucznych?

Dlaczego skręcanie tworzyw sztucznych jest znacznie trudniejsze niż metalu?

Na pierwszy rzut oka montaż elementów z tworzyw sztucznych wydaje się prosty. W praktyce jest to jeden z najbardziej wymagających procesów montażowych. W przeciwieństwie do stali czy aluminium, tworzywa sztuczne są materiałami podatnymi na odkształcenia, nagrzewanie oraz uszkodzenia mechaniczne. Oznacza to, że nawet niewielka zmiana parametrów wkrętarki może prowadzić do pogorszenia jakości połączenia lub uszkodzenia detalu. Dlatego podczas doboru narzędzia nie można kierować się wyłącznie wymaganym momentem dokręcania. Równie ważne są prędkość obrotowa, rodzaj śruby, geometria połączenia oraz właściwości materiału.

Moment dokręcania to tylko połowa sukcesu

Bardzo często zakłada się, że wystarczy ustawić odpowiedni moment dokręcania. To błąd. Dwie identyczne wkrętarki ustawione na ten sam moment mogą dać zupełnie różne rezultaty, jeżeli pracują z różnymi prędkościami obrotowymi. To właśnie dlatego dobór parametrów powinien być zawsze analizowany jako całość.

Zbyt duża prędkość może powodować nagrzewanie tworzywa

Podczas wkręcania śruby w tworzywo sztuczne powstaje tarcie pomiędzy gwintem śruby a materiałem. Im większa prędkość obrotowa oraz dłuższy czas wkręcania, tym więcej energii zamienia się w ciepło. Przy krótkich śrubach efekt ten bywa niewielki. Jednak w przypadku długich śrub lub głębokich otworów temperatura może wzrosnąć na tyle, że tworzywo zaczyna mięknąć.

Może to prowadzić do:

• lokalnego przegrzania materiału,
• częściowego topienia tworzywa,
• pogorszenia jakości gwintu,
• zmniejszenia siły mocowania,
• obniżenia trwałości połączenia.

Problem ten szczególnie często występuje podczas montażu elementów wykonanych z tworzyw technicznych o niskiej odporności cieplnej.

Zbyt mała prędkość również nie jest dobrym rozwiązaniem

Naturalną reakcją jest często znaczne zmniejszenie prędkości obrotowej. Nie zawsze jest to właściwe rozwiązanie. Zbyt wolne wkręcanie wydłuża czas cyklu, obniża wydajność stanowiska i może powodować niepotrzebne nagrzewanie wynikające z długiego czasu kontaktu śruby z materiałem. Dlatego celem nie jest ustawienie możliwie najniższej prędkości, lecz znalezienie optymalnego kompromisu pomiędzy wydajnością procesu a bezpieczeństwem materiału.

Każde tworzywo zachowuje się inaczej

Poliamid, ABS, poliwęglan, PP czy POM różnią się właściwościami mechanicznymi oraz odpornością na temperaturę. Niektóre materiały dobrze znoszą wysokie prędkości montażu. 

Inne są znacznie bardziej podatne na:

• pękanie,
• odkształcenia,
• wyrywanie gwintu,
• pełzanie materiału,
• uszkodzenia wynikające z przegrzania.

Dlatego nie istnieją uniwersalne parametry odpowiednie dla wszystkich aplikacji.

Zbyt duży moment dokręcania może uszkodzić detal

Drugim najczęściej spotykanym problemem jest ustawienie zbyt wysokiego momentu.

Efektem mogą być:

• zerwanie gwintu w tworzywie,
• pękanie gniazd montażowych,
• deformacja elementu,
• uszkodzenie tulejek metalowych,
• naprężenia powodujące pęknięcia po pewnym czasie użytkowania.

Co istotne, wiele takich uszkodzeń nie jest widocznych bezpośrednio po montażu. Problemy pojawiają się dopiero po kilku tygodniach lub miesiącach eksploatacji produktu. A takie zdarzenia maja ogromny wpływ na opinię o jakości produktu

Dopiero analiza wszystkich tych czynników pozwala dobrać parametry zapewniające trwałe i powtarzalne połączenie.

Centrum Testowe Techsystem – sprawdzamy proces przed wdrożeniem

W Techsystem nie opieramy się wyłącznie na katalogowych parametrach narzędzi. Do naszego Centrum Testowego klienci mogą dostarczyć rzeczywiste elementy produkcyjne, śruby oraz komponenty wykorzystywane podczas montażu.

Na ich podstawie wykonujemy serię prób, podczas których analizujemy między innymi:

• optymalny moment dokręcania,
• prędkość obrotową,
• czas cyklu,
• jakość powstałego połączenia,
• powtarzalność procesu,
• wpływ parametrów na trwałość gwintu i detalu.

Dzięki temu jeszcze przed uruchomieniem produkcji można wyeliminować wiele problemów, które w przyszłości mogłyby prowadzić do reklamacji lub kosztownych przestojów.

Dobieramy nie tylko wkrętarkę

Wydajny proces montażowy to znacznie więcej niż odpowiednio ustawione narzędzie. Podczas testów analizujemy również organizację całego stanowiska pracy.

W zależności od charakteru produkcji możemy zaproponować między innymi:

• odpowiednią wkrętarkę elektryczną lub pneumatyczną,
• automatyczny lub półautomatyczny podajnik śrub,
• statyw lub ramię reakcyjne poprawiające ergonomię pracy,
• system kontroli momentu dokręcania,
• wyposażenie stanowiska zwiększające wydajność operatora,
• rozwiązania przygotowujące proces do przyszłej automatyzacji.

Naszym celem nie jest sprzedaż pojedynczego urządzenia, lecz stworzenie kompletnego procesu montażowego, który będzie szybki, powtarzalny i niezawodny.

Podsumowując, dobór momentu dokręcania podczas montażu elementów z tworzyw sztucznych jest tylko jednym z elementów wpływających na jakość połączenia. Równie istotna jest odpowiednia prędkość obrotowa, właściwości materiału, geometria śruby oraz organizacja całego stanowiska pracy. Dlatego w Techsystem każdy proces traktujemy indywidualnie. Testujemy rzeczywiste detale, dobieramy optymalne parametry narzędzi i proponujemy rozwiązania, które zwiększają jakość, wydajność oraz ergonomię produkcji. Bo dobrze dobrana wkrętarka to dopiero początek. O prawdziwej jakości decyduje cały proces montażowy.

Technologia to nie wszystko.
My dodajemy do niej 25 lat doświadczenia, inżynierskie wsparcie oraz serwis.

Sprawdź ofertę w katalogu!! Przejrzyj katalog, aby zapoznać się z naszą ofertą. 

 KLIKNIJ, ABY POBRAĆ KATALOG