Conception Snap Fit : types d'ajustements instantanés et meilleures pratiques

Les joints à pression offrent un mécanisme de joint robuste et économique qui semble esthétique. Ces conceptions sont économiques car elles ne nécessitent pas de composants supplémentaires pour la fixation. Qu'il s'agisse d'une nouvelle conception de produit ou d'une alternative aux fixations apparentes, les raccords à pression sont votre solution tout-en-un. De nombreux fabricants choisissent des conceptions à clipser pour éviter des coûts supplémentaires à l'entreprise tout en améliorant l'attrait du produit.

Caractéristiques de conception instantanée ont des applications dans les produits du quotidien comme les loquets de sacs, les couvercles Tupperware/stylo et les bouchons de bouteilles. Il existe plusieurs types de joints à encliquetage, tels que les cantilevers et les torsions. Différents joints à pression ont des conceptions uniques avec des formes et des processus d'assemblage spécifiques. Nous discuterons en détail des joints à encliquetage et de diverses considérations que vous devez garder à l'esprit lors de la conception d'un mécanisme de joint pour votre produit. 

Comprendre le raccord à pression

Deux composants ou plus sont assemblés par des pièces flexibles emboîtables par encliquetage. Le produit final ne nécessite l’utilisation d’aucune fixation ou adhésif supplémentaire. En raison de sa fixation rapide, l'encliquetage est l'une des caractéristiques de conception les plus couramment utilisées pour l'assemblage de produits et de composants. Ces types de joints sont utilisés pour fabriquer des biens de consommation, des composants électroniques et automobiles.

Conception emboîtable des joints à encliquetage

Le mécanisme commun d'encliquetage comporte des composants conçus de telle manière qu'ils s'emboîtent les uns dans les autres et s'emboîtent pour créer une connexion sécurisée. Ces composants sont appelés composants d'accouplement. Ils ont une saillie très flexible, comme un crochet, une perle ou un goujon, pour se connecter. 

Processus d'assemblage: Ce processus implique que la saillie, comme indiqué ci-dessus, soit pressée dans le composant principal, la partie flexible se déformant jusqu'à ce que les éléments s'enclenchent dans leurs positions de verrouillage. Ces saillies sont conçues pour s'adapter aux contre-dépouilles ou aux formes géométriques de leurs composants d'accouplement. 

Une fois libérés de la position d'assemblage, ces joints reprennent rapidement leur forme initiale sans aucune déformation permanente. Dans la plupart des cas, le déplacement du composant flexible est minime. Par contre, en position de verrouillage, et habituellement, les composants subissent très peu de charges une fois verrouillés dans leur position. 

La flexibilité du matériau requis pour fabriquer le composant d’accouplement fait des plastiques et des thermoplastiques le choix idéal et le plus courant pour de tels joints. Quoi de plus, plastiques sont très durables. Toutefois, d'autres matériaux peuvent également être utilisés, en fonction des composants et du type de joints à encliquetage requis. 

En parlant de cela, parlons maintenant des différents types de joints à encliquetage parmi lesquels vous pouvez choisir en fonction de vos besoins spécifiques. 

Types de joints à pression

Les joints à encliquetage sont disponibles en différentes conceptions, en fonction de l'application et des exigences d'un produit particulier. Poursuivez votre lecture pour obtenir une liste des types de joints les plus populaires et de leurs applications. 

Joints encliquetables en porte-à-faux

Comme son nom l’indique, ces joints impliquent une poutre en porte-à-faux comme l’un des composants. Cette poutre présente une fonction effilée à son extrémité, conçue pour s'emboîter avec le composant d'accouplement. Le bras en porte-à-faux se déforme temporairement pendant le processus d'assemblage et revient à sa position d'origine une fois verrouillé dans la contre-dépouille du composant accouplé.

Ces joints peuvent être permanents ou temporaires, selon l'application. Les joints à pression en porte-à-faux sont couramment utilisés dans l'électronique grand public, les emballages et les composants automobiles. 

Joints annulaires à encliquetage

Ces joints comprennent souvent des caractéristiques circulaires ou elliptiques et même de tels composants d'accouplement. Les joints annulaires à encliquetage comprennent deux composants qui se verrouillent ensemble pour devenir une structure en forme d'anneau. Un composant est conçu avec une arête sur la circonférence qui se dilate et se verrouille avec une rainure dans l'autre composant.

Les joints annulaires sont utilisés dans les applications où l'étanchéité est importante. En raison de la répartition uniforme des contraintes dans le joint, il est également particulièrement utile pour les applications à contraintes élevées. Un bon exemple de joint annulaire serait les couvercles de stylos ou les composants des systèmes de manipulation de fluides. 

Joints à pression par torsion

Ces joints sont très similaires aux joints encliquetables en porte-à-faux dans le sens où ils comportent tous deux des bras en porte-à-faux avec des caractéristiques de verrouillage à l'extrémité du bras. Cependant, la principale différence est que les joints de torsion dépendent de la force du ressort pour relier les deux composants. Le démontage peut être effectué en désengageant le clip de verrouillage et en poussant contre la force du ressort. 

Vous pouvez trouver ces joints dans divers types de pièces comme les connecteurs électriques, les fermetures de conteneurs et d'autres situations où des mécanismes de verrouillage rotatif peuvent être utilisés.

Autres types de joints à encliquetage

Il existe un certain nombre d'autres types de joints à encliquetage spécialement conçus pour des applications particulières. Jetons un coup d'oeil à certains de ces exemples- 

Loquets à encliquetage

Comme leur nom l'indique, ces joints utilisent des loquets pour verrouiller les composants d'accouplement entre eux. Ceux-ci sont le plus souvent utilisés dans les conteneurs et les enceintes. 

Charnière Living à encliquetage

Ce type de fermeture à encliquetage est doté d'une charnière flexible intégrée, qui peut aider à permettre le mouvement sans nécessiter de charnières supplémentaires. Nous trouvons ce type d'ajustement dans les couvercles et les couvercles.

Clip en C à clipser

Cet ajustement par pression ressemble à un élément en forme de C une fois assemblé. L'un des composants s'enclenche sur le composant principal. Ce type de joint est conçu pour un assemblage facile et se retrouve dans les clips et les connecteurs. 

Bouton-pression ondulé

Wavejoint se caractérise par une structure flexible et ondulée en un seul composant. Il est conçu pour s'adapter aux variations de tolérance et améliorer les performances d'encliquetage. Il est particulièrement utile pour les emballages et les assemblages électroniques.  

Paramètres de conception à garder à l'esprit 

Éléments de conception tels que le processus de fabrication et l'impact du matériau. En voici quelques-uns à considérer : 

Faire le bon choix de matériau 

La sélection des matériaux est une partie extrêmement importante du processus de conception. Le matériau choisi pour le joint doit être capable de résister aux forces appliquées lors du processus d’assemblage et de verrouillage. La flexibilité, la durabilité et la résistance du matériau doivent être évaluées avant de l'utiliser pour tout joint à encliquetage. 

S'assurer que les tolérances et les jeux sont contrôlés

Les tolérances sont définies comme la variation admissible des dimensions des composants des joints à encliquetage. Il est important de contrôler les tolérances car elles ont un impact sur la fonctionnalité et la conception globale du joint. Par exemple, si les tolérances sont trop serrées, une force excessive serait nécessaire pour assembler ou démonter les composants. 

Lorsqu’il y a un espacement incohérent ou inutile entre les composants d’accouplement, on parle de problème de dégagement. Il est extrêmement important de garder à l’esprit les exigences de dégagement pour permettre un assemblage en douceur et un engagement correct des composants. 

L'efficacité globale du produit dépend également de ce paramètre. Par exemple, un dégagement approprié est nécessaire pour que le composant en saillie ne soit pas déformé de manière permanente en raison d'un espace réduit ou d'une concentration de contraintes excessive. 

Prototypage avant le processus de fabrication 

Les tests sont nécessaires pour la conception de joints à encliquetage car ils évaluent la fonctionnalité pratique d'une conception dans des conditions et des situations spécifiques. Cela garantit que les modifications nécessaires peuvent être apportées au produit avant le début de la production de masse via Usinage CNC ou impression 3D. 

Les pièges à éviter dans le processus de conception 

Jetons un coup d'œil aux problèmes courants qui surviennent lors des ajustements instantanés. Il peut être utile de les garder à l’esprit lors du processus de conception afin d’éviter ces erreurs : 

• La concentration de stress: Une répartition inégale des contraintes dans tout le raccord, de manière à imposer une charge importante sur une partie du joint par rapport aux autres parties, pourrait faire échouer la structure. Si la pression dépasse la résistance du matériau du composant, cela peut entraîner une déformation permanente du composant.  
• Ramper: Le fait d’être soumis à une pression élevée pendant de longues périodes rend les composants sensibles à une déformation progressive. Cela peut entraîner une baisse de la qualité de la connexion, voire la rendre totalement inutile.
• Fatigue: La fatigue est un phénomène similaire dans lequel la structure ou les composants individuels s'affaiblissent progressivement en raison d'assemblages et de démontages répétitifs. 
• Problèmes de tolérance : Tout problème de tolérance affecte la fonctionnalité globale du joint. Cela pourrait rendre les composants incapables de s'adapter correctement. 

Meilleures pratiques pour la conception Snap Fit

La conception par encliquetage peut être une tâche difficile. Il est extrêmement crucial de s’assurer que la conception est alignée sur les exigences et l’application de la structure. Le processus de conception dépend également de la disponibilité des matériaux. Nous avons discuté ci-dessous de quelques-unes des meilleures pratiques que vous pouvez intégrer dans votre processus de conception pour vous assurer que votre joint est solide, fiable et adapté aux exigences de votre produit. 

Piètement cantilever à fileter

Les conceptions géométriques complexes et les angles vifs provoquent une plus grande concentration de contraintes sur un composant particulier. Une meilleure solution à ce problème consiste donc à remplir la base du bras en porte-à-faux. Cela facilite la répartition du stress et rend la connexion plus forte. La conception ne se brisera pas sous contrainte. 

Un design effilé 

Le fait de rétrécir l'extrémité du joint à encliquetage peut rendre la répartition des contraintes plus uniforme et réduire les matériaux utilisés. 

Utiliser un clip plus large

Le clip est un élément essentiel du joint à pression. L’utilisation d’un clip plus large peut augmenter considérablement la solidité de la conception globale. 

Verrouillage de précision

Les problèmes d’ajustement mécanique sont l’un des principaux problèmes pouvant conduire à un verrouillage trop serré ou trop lâche. Des raccords trop serrés peuvent entraîner des concentrations de contraintes excessives. Si les joints sont trop lâches, cela peut entraîner une force d’engagement insuffisante au niveau de l’interface articulaire. Des composants de verrouillage parfaits peuvent être fabriqués en utilisant moulage par injection techniques.

Ajout de cosses 

Les cosses sont des caractéristiques de conception qui facilitent l'alignement des pièces et évitent l'hyperextension et les contraintes excessives sur l'un des composants de l'articulation.  

Comment réaliser différents snaps dans des moules à injection ?

Le processus impliquait l'injection et le chauffage de petites pastilles d'un solide tel que Acétal, HDPE et Delrin dans un moule. Laisser solidifier avant de démouler après refroidissement complet. Voici quelques injections conception de moulage modifications nécessaires pour un ajustement par encliquetage.

Diapositives

Une goupille de guidage, une surface de formage, un bloc de presse, une cale et un corps de curseur sont ajoutés pendant le processus de moulage par injection. Les curseurs sont des pièces disponibles dans le commerce qui sont ajoutées avec le moule pour une éjection plus sûre d'un côté. Une fois le moule durci et refroidi, une action de curseur est utilisée pour retirer la broche de guidage et le curseur du moule. Ces actions incluent le placement de la broche dans un trou incliné du corps du curseur. Une autre façon consiste à utiliser des glissières hydrauliques, dotées de mécanismes intégrés pour revenir à la position normale après l'éjection.  

Arrêt de la ligne de séparation

Les lignes de séparation peuvent se trouver dans des trous d'arrêt ou des trous latéraux dans des directions droites ou courbes, selon le modèle. Il est important de sélectionner la bonne ligne de séparation car elle sera visible à l'endroit où les deux parties en plastique ou en métal se rencontrent dans le produit final. Certaines façons de réduire les lignes de séparation consistent à les camoufler avec des éléments de conception parallèles et linéaires, à les cacher sous des composants saillants et à les poncer une fois le moulage terminé. 

Élévateur/angle

Des broches ou des lames de levage sont utilisées dans le mécanisme d'éjection. Le dispositif de levage fonctionne en poussant le composant moulé vers le haut selon un angle. Les élévateurs sont divisés en deux types : intégraux et non intégraux. Le poussoir intégré est utilisé pour les moules de pièces plus petites, et le poussoir non intégré est utilisé pour le moulage de pièces plus grandes. Ils peuvent être en forme de T ou de L avec accès aux mouvements verticaux et horizontaux. 

Dernières pensées

Les joints à pression ont résisté à l’épreuve du temps et continuent d’être le choix le plus populaire de leur type dans l’industrie. Cependant, ces mécanismes apparemment simples cachent bien plus encore. En utilisant les bonnes pratiques de conception pour vos joints à encliquetage peut grandement ajouter à votre processus, d'une durabilité améliorée à des coûts réduits et à une simplification processus de prototypage. 

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