各種螺絲埋植法比較(超音波埋植、埋入射出、熱壓埋植)

埋植螺絲在塑膠件上面的使用非常多,它通常運用在需要重複鎖緊再鬆脫或是需要較強鎖緊力的塑膠機構件上面,因為埋植螺絲已經內建母螺牙,所以可以使用機械螺絲來重複鎖緊,不像一般的塑膠自攻螺絲大概重複鎖個20次就會有滑牙的風險。

螺絲埋植的工法其實不只一種,這裡整理了三種較常見的工法以茲比較~







三種金屬螺絲埋植工法比較
(超音波埋植、埋入射出、熱壓埋植)

超音波埋植
(Ultrasonic Insert)
埋入射出
(Insert Molding)
熱壓埋植
(Heat Stack)
塑膠射出時間(Cycle time)
(比一般射出時多了放螺絲的時間)
二次加工時間 較短
(視加熱溫度而定)
埋植零件周圍塑膠內應力殘留 大 (註一)
成品信賴度 (拉力、扭力)
(也有內應力殘留的問題,但可以預熱螺絲來減輕)
最好
(需留意內應力殘留問題)
普通
塑膠螺絲柱肉厚的設計 普通 較薄 較粗
對射出機的影響

埋植件可能於合模期間掉落於模具內致毀損壓傷塑膠模具

註一:埋入射出的內應力殘留可以透過『預熱』埋植件來改善。由於熔融的塑膠射出處在高溫,一下子與低溫的埋植件接觸後會急速縮收,造成應力集中的現象。

個人覺得「超音波埋植螺絲」的方法是較好的選擇,因為「埋入射出」會增加射出機的cycle time,而射出機相較於超音波熔接機算是射出廠裡比較貴的設備,所以應該讓較貴的機器全力運轉,比較符合經濟效益,而且埋入射出最大的缺點是有機會損毀模具,導致無法生產的後果,雖然只要設計得宜與注意操作就可以避免,但還是有風險。

至於「熱壓埋植」,其最大的缺點是很難控管螺絲埋入的方向與深度,因為它必須加熱整顆螺絲才能把熱再傳導到塑膠,常常會發生塑膠過融而傾斜螺絲或過壓的現象,其重新熔融塑膠的面積也有機會造成塑膠螺絲柱變形;另外這種工法的連結強度是三種中最弱的,不耐反覆或是持續的拉拔力量。


延伸閱讀:
影響塑膠自攻螺絲扭力的因素
瞭解超音波熔接機的操作與參數
超音波熔接 ─ 埋植螺絲塑膠柱破裂的可能原因


訪客留言內容(Comments)

熊大
請問超音波所謂的”預熱”,一般來說是放上螺母後利用horn就可以預熱嗎? 還是是額外先預熱螺母再放到塑膠上進行超音波埋植?

yu;
一般不會使用Horn來做預熱,因為效果不好,而且你要等多久才可以讓horn預熱銅釘?Horn接觸到銅釘就開始振動或是直接加壓力了,根本就沒有預熱的時間,如果要設定接觸銅釘一段時間後才開始加壓或輸出超音波能量,治具可能要設計到非常精準,投資與回收不成正比。

了解 謝謝熊大

熊大
想在請問 一般來說是先放上螺母後 焊頭再去接觸埋植
但印象中看過一種好像是不需預放螺母 焊頭跟螺母是一起下到母件的 埋植時也有啾一聲 這種也是超音波埋植嗎?

yu;
超音波埋植、埋入射出、熱壓埋值基本上定義的是埋值的工法。
而你所謂的「焊頭跟螺母是一起下到母件的」應該屬於自動化的部份,沒有看到東西不能評斷,但超音波埋植一定需要一台提供高頻振動的機台,而且與硬的物品接觸時會有類似「啾~」的高頻振動音。

多謝熊大細心回覆


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