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Diseño de ajuste a presión: tipos de ajustes a presión y mejores prácticas

Explore el mundo de las juntas a presión, sus aplicaciones, consideraciones de diseño y mejores prácticas. Aprenda cómo optimizar la durabilidad y rentabilidad de su producto.
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Las juntas de ajuste rápido ofrecen un mecanismo de unión resistente y rentable que luce estéticamente agradable. Estos diseños son rentables ya que no requieren componentes adicionales para su fijación. Ya sea que se trate de un nuevo diseño de producto o una alternativa a los sujetadores expuestos, los accesorios a presión son su solución todo en uno. Muchos fabricantes eligen diseños de ajuste a presión para evitar costos adicionales para la empresa y al mismo tiempo mejorar el atractivo del producto.

Diseño de ajuste a presión: tipos de ajustes a presión y mejores prácticas

Características de diseño a presión tienen aplicaciones en productos cotidianos como cierres de bolsas, tapas de Tupperware/bolígrafos y tapas de botellas. Hay varios tipos de juntas rápidas, como voladizos y de torsión. Las diferentes juntas a presión tienen diseños únicos con formas y procesos de ensamblaje específicos. Analizaremos en detalle las uniones de ajuste rápido y varias consideraciones que debe tener en cuenta al diseñar un mecanismo de unión para su producto. 

Comprender el ajuste a presión

Dos o más componentes se unen mediante piezas flexibles entrelazadas en un ajuste a presión. El producto final no requiere el uso de sujetadores o adhesivos adicionales. Debido a su rápida fijación, el ajuste a presión es una de las características de diseño más utilizadas para ensamblar productos y componentes. Este tipo de juntas se utilizan para fabricar bienes de consumo, electrónica y componentes de automoción.

Diseño entrelazado de juntas de ajuste a presión.

El mecanismo de unión de encaje a presión tiene componentes que están diseñados de tal manera que se entrelazan entre sí y se unen para crear una conexión segura. Estos componentes se conocen como componentes de acoplamiento. Tienen una protuberancia muy flexible, como un gancho, una cuenta o un perno, para conectarse. 

Proceso de ensamblaje: Este proceso implica que la protuberancia, como se analizó anteriormente, se presione dentro del componente principal, con la parte flexible deformándose hasta que los elementos encajen en sus posiciones de bloqueo. Estas protuberancias están diseñadas para encajar en rebajes o formas geométricas de sus componentes coincidentes. 

Una vez liberadas de la posición de montaje, estas juntas vuelven rápidamente a su forma original sin ninguna deformación permanente. En la mayoría de los casos, sólo hay un desplazamiento mínimo del componente flexible. Por el contrario, en la posición de bloqueo, y habitualmente, los componentes están sometidos a muy poca carga una vez bloqueados en su posición. 

La flexibilidad del material necesario para fabricar el componente acoplado hace que los plásticos y termoplásticos sean la opción ideal y más común para este tipo de uniones. Y lo que es más, plástica son muy duraderos. Sin embargo, también se pueden utilizar otros materiales, dependiendo de los componentes y del tipo de uniones a presión requeridas. 

Hablando de eso, hablemos ahora de los distintos tipos de juntas de encaje a presión entre las que puede elegir según sus requisitos específicos. 

Tipos de juntas a presión

Las juntas de ajuste rápido vienen en varios diseños, según la aplicación y los requisitos de un producto en particular. Siga leyendo para obtener una lista de los tipos de juntas más populares y sus aplicaciones. 

Juntas voladizas de encaje a presión

Como sugiere el nombre, estas uniones involucran una viga en voladizo como uno de los componentes. Esta viga tiene una característica ahusada en el extremo, diseñada para entrelazarse con el componente acoplado. El brazo en voladizo se deforma temporalmente durante el proceso de ensamblaje y regresa a su posición original una vez que se bloquea en la muesca del componente coincidente.

Juntas de ajuste a presión en voladizo

Estas juntas pueden ser permanentes o temporales, según la aplicación. Las juntas a presión en voladizo se utilizan comúnmente en electrónica de consumo, embalajes y componentes automotrices. 

Juntas anulares de encaje a presión

Estas uniones a menudo incluyen características circulares o elípticas e incluso componentes de acoplamiento. Las juntas anulares de encaje a presión constan de dos componentes que se unen para formar una estructura similar a un anillo. Un componente está diseñado con una cresta en la circunferencia que se expande y se bloquea con una ranura en el otro componente.

Las juntas anulares se utilizan en aplicaciones donde el sellado es importante. Debido a la distribución uniforme de la tensión en la junta, también es particularmente útil para aplicaciones de alta tensión. Un buen ejemplo de junta anular serían las tapas de bolígrafos o los componentes de sistemas de manipulación de fluidos. 

Uniones de ajuste a presión de torsión

Estas juntas son muy similares a las juntas de ajuste a presión en voladizo en el sentido de que ambas cuentan con brazos en voladizo con funciones de enclavamiento en el extremo del brazo. Sin embargo, la diferencia clave es que las juntas de torsión dependen de la fuerza del resorte para unir ambos componentes. El desmontaje se puede realizar desenganchando el clip de enclavamiento y empujando contra la fuerza del resorte. 

Puede encontrar estas uniones en varios tipos de piezas, como conectores eléctricos, cierres para contenedores y otras situaciones en las que se pueden utilizar mecanismos de bloqueo rotacional.

Otros tipos de uniones a presión

Existen otros tipos de juntas de ajuste a presión que están diseñadas específicamente para aplicaciones particulares. Echemos un vistazo a algunos de estos ejemplos. 

tipos de juntas de encaje a presión

Cierres a presión

Como sugiere el nombre, estas uniones utilizan pestillos para entrelazar los componentes acoplados. Se utilizan más comúnmente en contenedores y recintos. 

Bisagra viva de ajuste rápido

Este tipo de ajuste a presión cuenta con una bisagra flexible incorporada, que puede ayudar a permitir el movimiento sin necesidad de juntas de bisagra adicionales. Este tipo de encajes los encontramos en tapas y cobertores.

Ajuste a presión con clip en C

Este ajuste a presión parece una característica en forma de C una vez ensamblado. Uno de los componentes encaja en el componente principal. Este tipo de unión está diseñada para un fácil montaje y se encuentra en clips y conectores. 

Ajuste ondulado a presión.

Wavejoint se caracteriza por una estructura ondulada y flexible en un solo componente. Está diseñado para adaptarse a las variaciones de tolerancia y mejorar el rendimiento del ajuste a presión. Es más útil para embalajes y ensamblajes electrónicos.  

Parámetros de diseño a tener en cuenta 

Elementos de diseño como el proceso de fabricación y el ajuste a presión por impacto del material. Éstos son algunos a considerar: 

Elegir el material correcto 

La selección de materiales es una parte extremadamente importante del proceso de diseño. El material elegido para la unión debe poder soportar las fuerzas aplicadas durante el proceso de montaje y bloqueo. Se debe evaluar la flexibilidad, durabilidad y resistencia del material antes de usarlo para cualquier unión a presión. 

Garantizar que las tolerancias y los espacios libres estén bajo control.

Las tolerancias se definen como la variación permitida en las dimensiones de los componentes de las juntas de encaje a presión. Es importante mantener las tolerancias bajo control ya que afectan la funcionalidad y el diseño general de la junta. Por ejemplo, si las tolerancias son demasiado estrictas, se requeriría una fuerza excesiva para montar o desmontar los componentes. 

Cuando hay un espacio inconsistente o innecesario entre los componentes acoplados, se conoce como problema de espacio libre. Es extremadamente importante tener en cuenta los requisitos de espacio libre para permitir un montaje fluido y un acoplamiento adecuado de los componentes. 

La eficacia general del producto también depende de este parámetro. Por ejemplo, es necesario un espacio libre adecuado para que el componente sobresaliente no se deforme permanentemente debido a menos espacio o una concentración excesiva de tensiones. 

Prototipado previo al proceso de fabricación 

Las pruebas son necesarias para el diseño de juntas de ajuste rápido, ya que evalúan la funcionalidad práctica de un diseño en condiciones y situaciones específicas. Esto garantiza que se puedan realizar los cambios necesarios en el producto antes de que comience la producción en masa a través de Mecanizado CNC o impresión 3D

Prototipado previo al proceso de fabricación

Errores a evitar en el proceso de diseño 

Echemos un vistazo a los problemas comunes que surgen en los ataques rápidos. Puede que valga la pena tenerlos en cuenta durante el proceso de diseño para evitar estos errores: 

  • Concentración de estrés: La distribución desigual de la tensión a lo largo del accesorio de una manera que ejerza mucha carga en una parte de la junta en comparación con las otras partes podría fallar la estructura. Si la presión excede la resistencia del material del componente, puede provocar la deformación permanente del componente.  
  • Arrastrarse: Estar sujetos a alta presión durante largos períodos hace que los componentes sean susceptibles a una deformación gradual. Esto puede provocar una disminución de la calidad de la conexión e incluso puede provocar que la conexión se vuelva completamente inútil.
  • Fatiga: La fatiga es un fenómeno similar en el que la estructura o los componentes individuales se debilitan gradualmente debido al montaje y desmontaje repetitivos. 
  • Problemas de tolerancia: Cualquier problema con las tolerancias afecta la funcionalidad general de la junta. Puede hacer que los componentes no encajen correctamente. 

Mejores prácticas para el diseño de ajuste a presión 

El diseño a presión puede ser una tarea desafiante. Garantizar que el diseño esté alineado con los requisitos y la aplicación de la estructura es extremadamente crucial. El proceso de diseño también depende de la disponibilidad de materiales. A continuación, analizamos algunas de las mejores prácticas que puede incorporar en su proceso de diseño para asegurarse de que su unión sea fuerte, confiable y esté adaptada a los requisitos de su producto. 

Base voladiza para archivar

Los diseños geométricos complejos y las esquinas afiladas provocan una mayor concentración de tensiones en un componente en particular. Entonces, una mejor solución para este problema es llenar la base del brazo voladizo. Esto facilita la distribución del estrés y fortalece la conexión. El diseño no se fracturará bajo tensión. 

Un diseño cónico 

Reducir el extremo de la junta de ajuste rápido puede hacer que la distribución de la tensión sea más uniforme y reducir el uso de materiales. 

Usando un clip más ancho

El clip es una parte esencial de la unión a presión. El uso de un clip más ancho puede aumentar significativamente la solidez del diseño general. 

Enganche de precisión

Los problemas en el ajuste mecánico son uno de los principales problemas que pueden provocar que el enclavamiento quede demasiado apretado o demasiado flojo. Los accesorios demasiado apretados pueden provocar concentraciones excesivas de tensión. Si las juntas están demasiado sueltas, puede provocar una fuerza de acoplamiento insuficiente en la interfaz de la junta. Se pueden fabricar componentes de enganche perfectos utilizando moldeo por inyección técnicas.

Agregar terminales 

Las orejetas son características de diseño que ayudan con la alineación de las piezas y previenen la hiperextensión y la tensión excesiva en cualquier componente de la articulación.  

¿Cómo se hacen diferentes broches en moldes de inyección?

El proceso implicaba inyectar y calentar pequeños gránulos de un sólido como Acetal, HDPE y Delrin en un molde. Déjalo solidificar antes de expulsarlo del molde después de enfriarse por completo. Aquí hay algunas inyecciones. diseño de molduras modificaciones necesarias para el ajuste a presión.

Diapositivas

Diapositivas

Durante el proceso se añaden un pasador guía, una superficie de formación, un bloque de presión, una cuña y un cuerpo deslizante. el proceso de moldeo por inyección. Los controles deslizantes son piezas disponibles en el mercado que se agregan junto con el molde para una expulsión más segura en un lado. Una vez que el molde se endurece y se enfría, se utiliza una acción deslizante para retirar el pasador guía y el control deslizante del molde. Estas acciones incluyen la colocación del pasador en un orificio en ángulo en el cuerpo del control deslizante. Otra forma es utilizar correderas hidráulicas, que tienen mecanismos incorporados para volver a la posición normal después de la expulsión.  

Cierre de línea de separación

Cierre de línea de separación

Las líneas de separación pueden estar en orificios de cierre o en orificios laterales en direcciones rectas o curvas, según el modelo. Seleccionar la línea de separación correcta es importante ya que será visible donde se unen las dos partes de plástico o metal en el producto final. Algunas formas de reducir las líneas de separación son camuflarlas con elementos de diseño lineales y paralelos, ocultarlas debajo de los componentes que sobresalen y lijarlas una vez finalizada la moldura. 

Levantador/ángulo

Levantador/ángulo

En el mecanismo de expulsión se utilizan pasadores o cuchillas elevadoras. El elevador funciona empujando el componente moldeado hacia arriba en ángulo. Los elevadores se dividen en dos tipos: integrales y no integrales. El elevador integral se utiliza para moldes de piezas más pequeñas y el elevador no integral se utiliza para moldeos de piezas más grandes. Pueden tener forma de T o L con acceso de movimiento vertical y horizontal. 

Pensamientos finales

Las juntas a presión han resistido la prueba del tiempo y siguen siendo la opción más popular de su tipo en la industria. Sin embargo, hay mucho más en estos mecanismos aparentemente simples. Usando las prácticas de diseño correctas para sus juntas de ajuste rápido puede contribuir enormemente a su proceso, desde mayor durabilidad hasta costos reducidos y una proceso de creación de prototipos

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