Pagrindiniai metalinių ir plastikinių tvirtinimo detalių skirtumai
Metaliniai tvirtinimo elementai:
Medžiagų tipai: dažniausiai yra anglinis plienas, nerūdijantis plienas ir aliuminio lydiniai. Nerūdijantis plienas (pvz., 304 ir 316) sudaro apie 60 % (Šaltinis: Global Fastener Association 2022 ataskaita), plačiai naudojamas lauke arba drėgnoje aplinkoje dėl atsparumo korozijai.
Privalumai: didelis atsparumas tempimui (anglinis plienas gali siekti daugiau nei 800 MPa), atsparumas aukštai temperatūrai (nerūdijantis plienas ilgą laiką gali atlaikyti 500 laipsnių), puikus elektros laidumas, tinkamas didelės apkrovos ar elektros prijungimo scenarijus.
Apribojimai: santykinai sunkus ir linkęs į elektrocheminę koroziją (pvz., galvaninį poveikį, kai liečiasi skirtingi metalai).
Plastikiniai tvirtinimo elementai:
Medžiagų tipai: daugiausia nailonas (PA), polipropilenas (PP) ir polieterketonas (PEEK), o nailonas sudaro daugiau nei 40 % (Šaltinis: Plastics Europe 2023).
Privalumai: Lengvas (tankis tik 1/7 metalų), izoliuojantis, atsparus rūgščių ir šarmų korozijai, tinkamas cheminei ar elektroninei įrangai. PEEK medžiaga gali atlaikyti net trumpalaikę -260 laipsnių aukštą temperatūrą.
Apribojimai: prastas atsparumas valkšnumui, linkęs deformuotis veikiant ilgalaikei apkrovai{0}} ir gali senti veikiant UV spinduliuotei.
Pagrindiniai atrankos veiksniai ir scenarijai
Mechaniniai reikalavimai:
Automobilių važiuoklės varžtams turi būti naudojamas metalas (pvz., 8,8 klasės anglinis plienas), o nailonas gali būti naudojamas prietaisų korpusų tvirtinimui, siekiant sumažinti svorį ir triukšmą.
Prisitaikymas prie aplinkos:
Jūrų inžinerija teikia pirmenybę 316 nerūdijančiam plienui arba titano lydiniui; maisto perdirbimo įranga linkusi naudoti PP plastiką, kad būtų išvengta metalo jonų užteršimo.
Kainų palyginimas:
Įprastos anglinio plieno tvirtinimo detalės kainuoja maždaug 0,1-0,5 juanių už vienetą, o PEEK plastikinės detalės gali kainuoti 5–20 juanių už vienetą, tačiau pastarosios sutaupo antikorozinės dangos išlaidas.
Kylančios tendencijos:
Kompozitinių medžiagų tvirtinimo detalės (pavyzdžiui, anglies pluoštu sustiprintas plastikas) pradedamos naudoti kosminėje erdvėje, derinant lengvąsias ir didelio stiprumo charakteristikas.
