Makina Mühendisi, nsoydan@hotmail.com
Her yıl binlerce meslektaşımızın elinden düşmeyen geleneksel Makina Mühendisleri Odası Ajandası için hazırlıklara başladık. Tüm Türkiye’de Odamız üyesi Mühendislere dağıtılacak ajandamızda siz de yerinizi alın. […]
Meslekte 25, 40, 50, 60, 70 ve 80. yıllarını doldurarak plaket almaya hak kazanan üyelerimizin isimlerini ve Oda Sicil Numaralarını aşağıda yayımlıyoruz. Listede adı bulunmayan […]
Karşıyaka Belediye Başkanı tarafından Ağustos ayı Meclis toplantısında yapılan açıklamalarda, ilçedeki asansörlerin yaklaşık üçte birinin 2023 yılından bu yana Odamız tarafından kontrol edilmediği iddia edilmiştir. […]
Ortak Dünyayı Savunmak: Muhalefetin Demokratik Sorumluluğu Türkiye, siyasal rekabetin olağan demokratik sınırlar içinde yürütülmesinin giderek zorlaştığı bir dönemden geçiyor. Seçilmiş yerel yönetimlere yönelik operasyonlar, siyaset […]
Bu bölümde, “Tırnaklı Birleştirmeler/Snap-Fit” ve “Esnek Menteşeler/Living Hinges” konuları ele alınacaktır.
Otomobiller (Interior/exterior), Akıllı telefonlar, tabletler, ev aletleri, dizüstü bilgisayarlar, ses sistemleri ve büyük ve küçük elektronik cihazların montajında, geçmeli bağlantılar her yerde karşımıza çıkar.
Bu tür bağlantılar, ürünlerin estetiğini artırırken, hızlı montaj özelliği ile maliyetleri de düşüren, aletsiz ve temiz bir montaj yöntemidir.
Kullanımın yaygın ve çeşitli olması nedeniyle, Tasarım mühendisleri, Endüstriyel tasarımcılar ve bu iki disiplinin ortak çalışmaları açısından da, bu konu önem taşımaktadır.
(Snap Fit Design/Snap Fit Joints)
Geçmeli bağlantı (snap-fit), iki veya daha fazla parçanın birbirine kenetlenen unsurlar aracılığıyla birleştirilmesini sağlayan mekanik bir montaj özelliğidir. Bu parçalardan biri veya her ikisi, plastik deformasyona uğramadan ya da kırılmadan, geçme işleminin gerektirdiği yer değiştirmeyi tolere edebilecek bir malzemeden yapılmış olmalıdır. [3]
Bu, bir uzaktan kumandanın pil kapağını yerine taktığınızda veya bir kabın kapağını kapattığınızda duyduğunuz o tatmin edici “tık” sesidir.[3]
Geçmeli (Snap-fit) bağlantı, iki plastik veya plastik/metal parçayı vida veya yapıştırıcı kullanmadan, malzemenin esnekliğinden faydalanarak birleştiren, pratik ve ekonomik bir yöntemdir. Hızlı montaj ve üretim kolaylığı sunan bu sistemin temelleri, türleri ve dikkat edilmesi gereken noktaları şunlardır:
2.1 Snap Fit Tasarımının Avantajları:
Ekonomik: Enjeksiyon kalıplama geçmeli bağlantıları doğrudan plastik parçalar üzerine kalıplanabilir, vida veya somun gibi ek bağlantı elemanlarına olan ihtiyacı genelde ortadan kaldırır (gerekli görülürse kullanılabilir) ve maliyetten tasarruf sağlar.
Etkili: Geçmeli bağlantıların bağlantı gücü, çoğu ürün tasarım gereksinimini karşılayabilir.
Basit ve kullanışlı: Uygun tasarıma sahip geçmeli geçmeler, genellikle ek alet gerektirmeden hızlı montaj ve sökme işlemine olanak tanır.
Estetik bütünlük: Geçmeli uyumlar ürünün görünümünü koruyarak tüketici elektroniğinde popüler olmasını sağlar.
Azaltılmış parça sayısı: Geçmeli bağlantılar, birleştirme özelliklerini bileşenlere entegre ederek genel parça sayısını azaltır.
2.2 Snap Fit’in Dezavantajları:
Yüksek hassasiyet gereksinimleri: Geçmeli uyumlar, montajda yüksek hassasiyet gerektirir ve çoğu zaman birden fazla deneme kalıbı ayarı gerektirir.
Sınırlı yeniden kullanılabilirlik: Sık sık sökme işlemi deformasyona neden olabileceğinden ve etkinliği azaltabileceğinden, çoğu geçmeli bağlantının sökme döngüleri sınırlıdır.
Malzeme özelliklerine duyarlılık: Geçmeli geçmelerin performansı büyük ölçüde belirli malzeme özelliklerine bağlıdır.
Ağır hizmet uygulamaları için ideal değildir: Geçmeli bağlantılar, çok yüksek mukavemet veya yük taşıma kapasitesi gerektiren uygulamalar için uygun olmayabilir.
Kalıcı deformasyon riski: Aşırı yükleme veya sık kullanım, geçmeli bileşenlerin kalıcı deformasyonuna yol açabilir.
Çözüm: Snap-Fit çözümler, çeşitli endüstrilerde modern ürün geliştirmenin ayrılmaz bir parçası haline gelen çok yönlü ve uygun maliyetli bir birleştirme yöntemidir.
Yük taşıma kapasitesi
Geçmeli bağlantılar (snap-fit), ağır hizmet uygulamaları veya montajın önemli kuvvetlere ya da darbelere maruz kaldığı ortamlar için nadiren yeterli mukavemet sağlar. Bu tür durumların çoğunda, parça ve bağlantı bütünlüğünü güvence altına almak için ek veya alternatif sabitleme (doğrudan vidalama ) yöntemleri gerekebilir.
Malzeme sınırlamaları
Tüm plastikler geçmeli bağlantı (snap-fit) uygulamaları için uygun değildir. Gevrek malzemeler veya yorulma direnci düşük olan malzemeler zayıf performans gösterebilir; ancak bu durumu iyileştirebilecek çeşitli tasarım seçenekleri mevcuttur. Malzeme, tekrarlanan deformasyonlara dayanabilecek yeterli esnekliğe ve dayanıklılığa sahip olmalı ya da tasarım; yerel gerilmeleri en aza indirmeli ve gerilimi daha uygun bir mesafeye yaymak amacıyla esnek elemanları uzatmalıdır.
3.1 Snap-Fit tasarlarken dikkat edilmesi gereken hususlar:
Plastik geçmeli tasarımlar için minimum 5 mm genişlik tavsiye edilir. Uygun montaj kuvvetine göre çok yüksek bir montaj kuvveti hasara neden olabilir ve çok düşük bir montaj kuvveti kazara sökülmeyle sonuçlanabilir. Snap-Fit’in dayanması gereken montaj/demontaj döngülerinin sayısını göz önünde bulundurun. Montajı yönlendirmek ve yerleştirme kuvvetini azaltmak için pahlar veya girişler gibi özellikler öngörülmelidir.
3.2 TASARIMDA ANA KURALLAR :
3.3 TASARIMDA ÜRETİME YÖNELİK DİKKAT EDİLECEK NOKTALAR:
Bir geçmeli bağlantının (snap-fit) kilitlenmesi için gereken kuvvet, montajı yeterince kolaylaştırmak ve mümkün olan durumlarda özel montaj aletlerinin kullanımından kaçınmak adına kritik bir tasarım unsurudur. Ayırma kuvveti ise, özellikle geçmeli bağlantının sökülebilir olması gereken uygulamalarda büyük önem taşır. Bileşenleri ayrılmaya yol açabilecek kuvvetlere karşı güvenli bir şekilde bir arada tutacak yeterli tutma gücü ile montaj kolaylığı ve gerektiğinde parçaların kolayca birbirinden ayrılabilmesi arasında bir denge kurulmalıdır.
3.4 TAKMA/SÖKME YÖNTEMLERİ:
Aşağıdaki videolarda esneterek geçme yöntemi kullanılarak araba parçalarının montajı görülmektedir. Montajı güçlendirmek için takviye olarak doğrudan vidalama yöntemi de kullanıldığı izlenmektedir.
www.facebook.com/reel/2744073662630290
www.facebook.com/reel/1806258580144116
2. 1 U ŞEKLİNDE GEÇMELİ BAĞLANTI (U-Shaped Snap- Fit)
3.1 ANNULAR SNAP-FITS/Burmalı geçme Bağlantı
Kozmetik kapları, kavanoz ve şişe kapakları, otomotivde soket bağlantılar olarak uygulama bulmaktadır.[14]
Malzeme seçimi, esneklik, mukavemet ve dayanıklılığı doğrudan etkilediği için geçmeli bağlantıların (snap-fit) performansı açısından kritik öneme sahiptir. Geçmeli bağlantılarda yaygın olarak kullanılan plastik malzemeler şunlardır:
Polipropilen (PP); Mükemmel esneklik ve eğilme direnci sunar; bu da onu, aşınma ve yorulmaya karşı direnç göstermesi gereken ve tekrar tekrar sökülüp takılan geçmeli bağlantı uygulamaları için ideal kılar.
Akrilonitril Bütadien Stiren (ABS); İyi bir mukavemet ve rijitlik sağlar; dolayısıyla hem mekanik dayanıklılık hem de estetik görünüm gerektiren uygulamalar için uygundur. Ayrıca, geçmeli parçaların sık sık takılıp çıkarılmasını gerektiren durumlarda aşınmaya karşı oldukça dirençlidir.
Polikarbonat (PC); Yüksek darbe/aşınma direnci ve berraklığı ile bilinir; şeffaflık ve tokluk gerektiren bileşenlere yönelik geçmeli bağlantı uygulamalarında sıklıkla tercih edilir.
Naylon (Poliamid); Yüksek mukavemetli bileşenler için yaygın olarak kullanılır ve yüksek sıcaklıklara, büyük kuvvetlere veya zorlu kimyasal ortamlara dayanması gereken, yüksek yüklere maruz kalan geçmeli bağlantılar için uygundur.
Malzeme seçimi yapılırken elastikiyet modülü, çekme mukavemeti ve yorulma direnci arasında bir denge gözetilmelidir.[3]
Geçmeli bağlantının öngörülen kullanım ömrü boyunca güvenilir bir şekilde çalışmasını sağlamak için bu özellikler kapsamlı bir şekilde değerlendirilmelidir.
Tablo: 1 Plastik Geçmeli bağlantıların malzemeye göre uygulama yerleri ve özellikleri.[6]
Şekil:12 Klima cihazı kablo girişindeki plastik kapağa ait üstten tırnaklı ve alttan civatalı bir montaj tasarımı düşünülmüş ise de; zaman içinde orta kısımda bombe oluştuğu görülmektedir. Yeterli bir kapak dizaynı olmadığı görülmektedir. [7]
Şekil 13’de solda bir cihaz muhafazası için gösterilen tasarımdaki burulma tipi geçmeli bağlantı (torsion snap joint), gelişmiş ve ekonomik bir birleştirme yöntemi olmasına rağmen, termoplastiklerde hâlâ yaygın olmayan bir uygulamadır. Esneme kuvvetini büyük ölçüde milinin burulmasından alan bir manivela kolu tasarımı, kapağın bir P kuvveti altında kolayca açılmasını sağlar; burulma çubuğu ve geçmeli manivela kolu, muhafazanın alt kısmı ile birlikte tek bir kalıplama işleminde bütünleşik olarak üretilir.[4]
İki plastik parçayı birbirine bağlayan ince bir plastik bölümden oluşan bir menteşe türüdür. Bu ince bölüm, bağlı iki gövdenin daha fazla hareket etmesini sağlar. Hareketli menteşeler, kullanıcı deneyimini iyileştirdikleri ve maliyetleri düşürdükleri için yaygın olarak kullanılır.
Bu menteşeler, elektronik kutular, ambalaj kapakları gibi günlük ürünlerde yaygın olarak görülür.
Diğer menteşe türleri, pimler, vidalar veya metal miller gibi ek bileşenler gerektirir.
Esnek menteşeler, tamamen parçaya yerleştirilmiştir.
Uygun şekilde tasarlanmış ve uygulanmış bir esnek menteşe,1 milyondan fazla işlem görebilir.
Doğru tasarım geometrisi için,Şekil:17’den yararlanabilirsiniz.
Esnek menteşeler, tek parça malzemenin bükülebilen kısımları sayesinde ek parça veya montaja gereksinim duymadan, dönme hareketi sağlar/menteşe işlevi yapar. En yaygın kullanım alanları; şişe kapakları, gıda saklama kapları ve elektronik kutu kapaklarıdır.
Tüm endüstrilerde ve ürün kategorilerinde plastik kullanımının giderek artmasıyla birlikte, geçmeli bağlantılar üretimi optimize etmek ve ürün performansını iyileştirmek adına vazgeçilmez bir araç olmaya devam edecektir. Geçmeli bağlantılar (Snap-fit), plastik parçaların birbirine bağlanma biçiminde bir tasarım devrimi yaratarak çok çeşitli endüstriler için uygun maliyetli, verimli/kısa montaj süresi ve estetik açıdan da hoş bir çözüm sunmuştur.
Ürün tasarımcıları; geçmeli bağlantı mantığını kavrayıp bu bağlantı türlerine dair seçenekleri, tasarım hususlarını, malzeme özelliklerini ve uygulama gerekliliklerini derinlemesine anlayarak, ürünlerinin montaj süreçlerini basit ve güvenilir bir şekilde kolaylaştırabilirler. Mühendisler; uygun geçmeli bağlantı türünü ve malzemeyi seçip tasarım zorluklarını ele alarak, kendi uygulamalarına özel dayanıklı montaj yapıları oluşturabilirler. Alternatif bağlantı yöntemlerinin anlaşılması ve gerilme yığılması ile malzeme yorgunluğu gibi tasarım zorluklarının dikkate alınması, bağlantının uzun ömürlü olmasını ve yüksek performans sergilemesini sağlar.
