Conception de charnières vivantes dans la fabrication de produits

Dans la fabrication de produits, les charnières sont de minuscules matériaux couramment utilisés dans la fabrication de produits nécessitant une ouverture et une fermeture. Parmi les nombreux types de charnières utilisées dans la fabrication de produits, les charnières vivantes sont uniques. La conception de la charnière vivante se présente sous la forme de plastiques flexibles et constitue une partie importante des produits de consommation tels que les bouchons de bouteilles, les produits de maquillage et les emballages à clapet.

Le petit détail fourni par la conception de la charnière vivante est responsable de sa facilité d'utilisation et de sa commodité que nous apprécions avec ces produits. Il est également facile à fabriquer et à incorporer dans des produits pour connecter des composants d'un même produit. Dans cet article, vous apprendrez les bases de la conception de charnières. Cela comprendra la charnière en plastique, les types de charnières en plastique et quelques directives de conception de charnière que vous pouvez utiliser pour obtenir un meilleur processus de fabrication.

Qu'est-ce qu'une charnière ?

Une charnière vivante ou une charnière flexible est un matériau mince et flexible utilisé comme connecteur entre les sections en plastique plus grandes et rigides d'un article. C'est une zone mince dans une pièce en plastique qui se plie et se redresse pour permettre l'ouverture et la fermeture du matériau. La conception de la charnière vivante est telle qu'elle permet au produit de se plier et de se redresser plusieurs fois sans perdre de force.

La charnière vivante provient de sections en plastique plus grandes et forme un pont entre les deux composants. Cependant, contrairement aux sections en plastique plus grandes, la charnière vivante est rotative ou pliable autour d'un axe, entre 90 et 180 degrés, sans se fissurer ni se casser.

Il a une accumulation simple et ne nécessite aucun assemblage. Il sert également d'entité flexible à un point du matériau; généralement, un récipient et un couvercle, ouvrant et fermant le matériau sans perdre sa résistance.

Types de charnières

Il existe quatre types de charnières en plastique différents en fonction de leur conception et de leur résistance. Ils sont idéaux pour s'ouvrir et se fermer sans fissuration ni défaillance permanente des pièces du produit.

· Charnière plate

La charnière plate, également connue sous le nom de charnière droite, est le type de charnière vivante le plus simple et le plus courant. Il a une fine section de charnière avec deux bandes droites des deux côtés.

La conception de la charnière plate est une charnière flexible et peut se plier jusqu'à 180 degrés et peut connecter deux sections en plastique rigide.

· Double Charnière

La double charnière comporte deux charnières plates séparées par une fine bande d'atterrissage. La double charnière est une charnière plus flexible qui permet une rotation jusqu'à 360 degrés et est utile pour créer des espaces entre deux pièces connectées.

· Charnière papillon

La charnière papillon est applicable dans les bouchons distributeurs en raison de son action de retournement. C'est une charnière plus souple que la charnière plate et double. Il possède la capacité de rebondir lorsqu'il est ouvert au-delà d'un certain angle, faisant basculer le capuchon en position ouverte ou fermée.

· Charnière bistable

La conception de charnière bistable est simplement une charnière papillon avec trois sections articulées et c'est le type de charnière le plus flexible. Comme la charnière papillon, la charnière bistable a une action de retour élastique lorsqu'elle atteint un certain angle. Cependant, ses sections de charnière supplémentaires permettent des actions d'ouverture et de fermeture plus fortes.

Importance d'une conception de charnière dynamique

Les charnières vivantes sont des éléments importants de nombreux produits en raison de plusieurs avantages qu'elles ajoutent en termes de fonctions et d'esthétique. Vous trouverez ci-dessous quelques raisons pour lesquelles vous devriez en inclure une dans la conception de votre produit.

· Élimine l'assemblage

Les charnières métalliques conventionnelles nécessitent un assemblage et une fixation avec une vis. Cependant, la charnière vivante permet à la charnière de provenir du même matériau que le produit. Il est donc possible de l'intégrer directement dans les composants du produit.

· Réduit les coûts et le temps

Une conception de charnière vivante est simple et offre une alternative moins chère aux charnières conventionnelles. Sa capacité d'incorporation facile dans un produit élimine le besoin d'assemblage. Par conséquent, réduisant les coûts et le temps.

· Aucune maintenance requise

Les charnières vivantes sont directement issues de matières plastiques. Par conséquent, ils ne rouillent pas et n'ont pas d'autres réactions de dégradation dans l'environnement. Par conséquent, ils ne nécessitent aucun entretien et peuvent durer pendant de longues périodes.

· Souple

Les charnières vivantes sont des charnières flexibles avec des conceptions qui peuvent s'adapter à des mouvements complexes plus sophistiqués que le simple mouvement d'ouverture et de fermeture des charnières conventionnelles.

Comment créer une conception de charnière vivante (méthodes de production)

Il existe 4 méthodes courantes de production de charnières. Chaque méthode est unique et dépend de l'objectif visé et du type de matériau utilisé. Vous trouverez ci-dessous les méthodes de production d'une conception de charnière vivante :

· Méthode de moulage par injection

Le moulage par injection est le moyen le plus courant de produire des pièces avec des charnières vivantes. Il est rapide, bon marché et permet la production en série de charnières vivantes une fois que vous avez décidé du prototype ou de la conception finale de la charnière.

La charnière moulée par injection est la meilleure option car elle garantit un délai d'exécution rapide et des produits mieux finis. Le polypropylène et le polyéthylène sont les meilleurs matériaux à utiliser dans la fabrication de charnières moulées par injection, car ils sont fragiles mais suffisamment durables pour garantir des millions de flexions sans se casser.

Consignes de conception des charnières à incorporer lors de la conception de la charnière vivante

• Maintenir une épaisseur de paroi uniforme

Des parois non uniformes entraîneraient la rupture de la conception de la charnière vivante, en raison de la différence de refroidissement de la pièce en plastique. Cependant, une paroi uniforme ne permettrait pas à la conception de la charnière d'être mince dans la zone qui permet la flexibilité et la connexion des pièces rigides.

Par conséquent, il est important d'avoir un équilibre parfait entre les deux.

• Charnières flexibles

Il est important de fléchir les charnières quelques fois après le moulage. Il aide à étirer à froid la charnière, améliorant ainsi sa capacité de pliage.

· Méthode d'impression 3D

Alors que le moulage par injection est la meilleure méthode pour créer une conception de charnière vivante efficace, l'impression 3D est une technique plus rapide et rentable utilisée pour produire des prototypes de conception de charnière vivante. C'est à cause de son processus automatisé.

Les charnières imprimées en 3D proviennent de matériaux plastiques tels que le nylon. Par conséquent, selon le matériau, les prototypes 3D n'ont pas la même durabilité que la charnière moulée par injection.

Ils sont cassants et se cassent lorsqu'ils sont pliés à plusieurs reprises. Néanmoins, ils sont idéaux pour tester les formes et l'épaisseur des pièces produites.

Consignes de conception des charnières à incorporer lors de la conception de la charnière vivante

• Épaisseur

Lors de la production de charnières vivantes imprimées en 3D, le matériau doit être plus épais que cette charnière moulée par injection (éventuellement autour de 0,6 mm). Bien que la charnière serait moins flexible, l'épaisseur assurerait la durabilité de la charnière.

• Orientation

Lors de la création d'une conception de charnière imprimée en 3D, l'orientation de la pièce est importante car elle assurera une résistance maximale de la charnière. La largeur de la charnière doit être perpendiculaire au plan de construction pour assurer la construction de la charnière couche par couche et éviter la rupture.

· Méthode de moulage à l'uréthane

La méthode de coulée d'uréthane n'est pas courante dans la fabrication de produits car ses produits fabriqués via le processus sont moins durables et plus susceptibles de se casser ou de se plier.

Néanmoins, la méthode est bonne pour créer des prototypes avant leur production réelle. Il s'agit de couler un moule en caoutchouc avec des résines d'uréthane à faible dureté, ce qui crée des prototypes peu résistants à l'usure.

· Méthode d'usinage CNC

L'usinage à commande numérique par ordinateur est une méthode de production de conception en métal. Cependant, ces derniers temps, il y a eu une percée dans son utilisation pour produire des prototypes de conception de charnières vivantes.

Par rapport à la méthode de coulée d'uréthane, la CNC est la meilleure pour produire des prototypes de charnières durables comme preuve de concept pour une nouvelle conception. Avec la méthode d'usinage CNC, le prototypage et la vérification de la conception sont possibles et produisent des prototypes meilleurs et plus durables.

Meilleures pratiques pour créer une charnière vivante Conception

Le prototypage est une pratique importante dont vous avez besoin dans la production de charnières vivantes car il permet la révision de la conception des charnières vivantes jusqu'à la réalisation d'un produit qui fonctionne selon les spécifications.
Vous trouverez ci-dessous quelques pratiques que les experts en conception de produits doivent prendre en compte lors de la fabrication d'une charnière.

– La conception de la charnière doit être fine et flexible.

Une charnière vivante épaisse peut sembler plus solide, mais elle est plus susceptible de se casser lors de l'application car elle n'est pas assez flexible pour s'adapter aux contraintes ou aux contraintes. Par conséquent, vous devez rendre la conception de la charnière plus fine et flexible.

– Utiliser des coins arrondis

Évitez les coins pointus dans le moule, car ils augmentent la contrainte sur la conception de la charnière dans le moule. Cela réduira encore la durabilité de la charnière vivante.

– Choix du matériau

L'efficacité d'une charnière vivante dépend du matériau utilisé. Par conséquent, votre choix de résine utilisée doit s'écouler librement à travers les zones minces du moule. Il ne doit pas non plus révéler de fissures de contrainte lorsque vous le fléchissez après refroidissement.

– Placement de la porte

L'emplacement de la porte doit être au centre de la charnière. Cela assurera une répartition uniforme de la résine à travers le moule. Cela garantira également la cohérence de la formation et du refroidissement de la conception de la charnière dans le moule. Par conséquent, formant des charnières vivantes meilleures et durables.

– Pas de charnières longues

Aucune charnière ne doit dépasser 6 pouces. Si la conception nécessite des charnières plus longues pour accueillir le produit. Vous devriez casser la longue charnière en plus petites parties car cela augmenterait la durée de vie de la coque et empêcherait la rupture de la charnière vivante.

Conclusion

Une conception de charnière vivante est un processus essentiel dans la fabrication de produits liés aux produits de consommation, aux boîtes de jonction électriques et aux charnières de porte. Cet article a fourni une ventilation simple du processus. Cependant, l'utilisation des services d'un expert peut vous donner un avantage sur vos concurrents en termes d'esthétique et de fonctionnalité. C'est là que RapidDirect intervient car nous fournissons une analyse DFM gratuite et des suggestions professionnelles pour votre conception. Vous pouvez télécharger un fichier CAO et obtenir un devis instantané. Cependant, si vous rencontrez un problème, vous pouvez consulter notre équipe d'assistance pour obtenir des conseils de fabrication.

FAQ

Quelle est la meilleure méthode pour produire une conception de charnière ?

La meilleure méthode pour produire une conception de charnière vivante dépend de l'usage prévu de la charnière vivante. Certaines méthodes conviennent mieux à la fabrication de prototypes, tandis que d'autres conviennent mieux à la production d'échantillons de masse du même produit. Par conséquent, le choix de la méthode doit également être basé sur le but de la charnière vivante.

Quelle est la durabilité d'une charnière vivante ?

Une charnière vivante doit être suffisamment petite et suffisamment grande pour que vous puissiez les incorporer dans des pièces. Ses caractéristiques robustes le rendent extrêmement durable. Il peut donc supporter plusieurs ouvertures et fermetures sans se casser.