클린칭

Clinching
다른 용도는 Crinch를 참조하십시오.
클린칭 단계

클라이칭 또는 프레스 결합은 별도의 구성품 없이 얇은 금속 시트를 접합하기 위한 대량 시트의 금속 성형 공정으로, 특수 공구를 사용하여 두 개 이상의 시트 사이에 플렉시블을 형성한다.일반적으로 공정이 상온에서 이루어지지만, 특별한 경우에는 시트를 예열하여 재료 연성을 개선하여 공정 중에 균열이 생기지 않도록 할 수 있다.클라이칭은 경쟁 기술에 비해 일련의 장점이 있는 것이 특징이다.[1]

  • 가입 시간 단축(가입 시간이 1초 미만)
  • 비용 및 중량 감소: 프로세스에는 나사, 리벳 또는 접착제와 같은 추가 요소가 포함되지 않음
  • 기계의 비용 절감.
  • 프리홀이 필요하지 않다.
  • 금속, 중합체, 목재 및 복합 재료를 포함한 다양한 재료에 결합할 수 있음
  • 쉽게 자동화할 수 있으며 유자격 작업자가 필요하지 않음
  • 친환경: 용제, 산 및 기타 유해한 액체를 사전 취급할 필요가 없음
  • 접합부 근처의 금속 재료의 기계적 강도는 일반적으로 작업 경화로 인해 증가한다.
  • 청결도: 이 공정에서 섬광이나 가스가 발생하지 않는다.
  • 반복성;
  • 유연성: 다양한 재료에 동일한 도구를 사용할 수 있음
  • 결합력 감소

도구들

이 공정에는 상대적으로 낮은 힘(접속 재료, 공구 유형 및 시트 두께에 따라 5 ~ 50 kN 범위)이 필요하기 때문에 일반적으로 임상은 크기가 줄어든(종종 휴대용) 기계를 포함한다.도구는 일반적으로 펀치와 다이로 구성된다.지금까지 서로 다른 공구가 개발되어 원형과 직사각형 공구로 분류할 수 있다.원형 클린칭 도구에는 고정된 그루브 다이, 분할 다이(2~4개의 가동 섹터 포함) 및 플랫 다이가 포함된다.그러한 도구는 모든 평면 방향에서 거의 동일한 기계적 동작을 보이는 둥근 관절을 생성한다.원형 공구를 채택할 때, 조인트의 양호한 기계적 동작을 보존하기 위해 조인트의 시트의 무결성이 보장되어야 한다.

클린칭 다이

한편, 직사각형 절개 이음매에는 하중 방향에 따라 달라지는 동작이 나타나며, 인터락을 생성하기 위해 두 시트를 의도적으로 "긴 방향"을 따라 깎는다.도구의 선택은 다음과 같은 영향을 많이 받는다.

  • 재료 연성
  • 로딩 방향
  • 시트 두께

또한, 체결 도구의 선택은 결합력 이외의 체결된 연결부의 결합 강도 및 흡수 에너지에 큰 영향을 미친다.예를 들어 직사각형 공구는 재료 피복 이후 원형 공구보다 낮은 결합력을 필요로 하는 반면, 원형 클론칭 공구 분할 다이 중에서는 최소 결합력과 가장 큰 인터락이 필요하다.[1]

임상의 한 가지 이점은 도장면을 손상시키지 않고 어플라이언스 산업에서 일반적으로 사용되는 사전 도장된 판금속을 접합할 수 있는 기능이다.클린칭은 알루미늄의 스폿 용접이 어려워 자동차 산업에서 후드, 데클리드 등 알루미늄 패널을 고정하는 중요한 수단이다.[1]

용접과 비교했을 때

임치는 주로 자동차, 가전, 전자 산업에 사용되며, 스폿 용접을 대체하는 경우가 많다.임클칭은 스폿 용접과 일반적으로 관련된 전극의 전기나 냉각을 필요로 하지 않는다.기계적 접합 프로세스로서, 임클링은 폴리머나[2][3] 플라스틱 금속 복합체와 같은 전기 전도성이 없는 재료를 접합하는 데 사용될 수 있다.[1]또한 용접공정에 필요한 표면의 사전 세척 등 기판 준비가 필요 없다.이러한 사실은 (화학 세척이 필요하지 않기 때문에) 접합 비용과 환경 영향을 줄이는 데 기여한다.클린칭은 스파크나 가스를 발생시키지 않는다.체결된 이음매의 강도는 간단한 측정기를 사용하여 사용하는 공구의 종류에 따라 생산되는 버튼의 직경에서 이음매 하단에 남아 있는 두께를 측정하여 비파괴적으로 시험할 수 있다.임클링 도구의 기대 수명은 수십만 사이클에 달해 경제적인 과정이다.알루미늄 시트에 대해 수행되는 임클리드 연결부는 스폿 용접에 비해 피로 수명이 더 높다.[1][4]

접착제 접합에 비해 주요 이점

클린칭은 접착제를 바르기 전에 표면을 사전 세척할 필요가 없다.임클칭은 거의 즉각적인 접합 프로세스(필요한 접합 시간이 1초보다 낮음)인 반면 접착제 결합은 주로 관절 경화(최대 여러 시간)로 인해 훨씬 긴 시간이 필요한 경우가 많다.주름진 관절은 환경 작용과 노화의 영향을 덜 받는다.

주요 제한 사항

시트의 소성 변형에 기초한 접합 방법으로서, 임상의 주요 한계는 시트 재료의 조형성(덕성)으로 표현된다.금속 연성은 온도에 따라 증가하기 때문에 열처리 공정이 개발되어 재료 연성이 증가하고 임결 "조인 능력"이 확장되었다.또한 접합 온도를 높이면 재료의 항복 응력이 감소하고 결과적으로 필요한 접합력이 감소한다.그럼에도 불구하고 장기간 난방을 적용할 경우, 합금의 야금적 변화뿐만 아니라 곡물 크기의 증가는 접합부 주변의 재료의 기계적 거동에 영향을 미칠 수 있다.[5]시트를 고정하기 전에 시트를 가열하기 위해 다양한 가열 시스템을 사용하였다.

  • 대류 가열: 이것은 가장 저렴한 용액을 나타내며 금속과 중합체(열성형물)를 포함한 광범위한 재료에 적합하다.알루미늄 시트와[1][5] 폴리머 시트를[2][6] 접합하는 데 사용되었다.
  • 유도 가열은 열량을 감소된 영역에 집중시킬 수 있는 빠른 가열 솔루션을 제공한다.이 방법은 마그네슘 합금과 같은 금속 재료에 적용할 수 있다.[1]
  • 불꽃 가열.
대류 가열 시스템

자재

임상은 다음을 포함한 연성 금속 접합에 널리 사용되어 왔다.

그것은 최근 다음과 같은 다른 금속으로 확장되었다.

그리고 다음과 같은 비파괴 재료

참조

  1. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p He, Xiaocong (2017). "Clinching for sheet materials". Science and Technology of Advanced Materials. 18 (1): 381–405. doi:10.1080/14686996.2017.1320930. PMC 5468947. PMID 28656065.
  2. ^ a b c Lambiase, F. (2015). "Joinability of different thermoplastic polymers with aluminium AA6082 sheets by mechanical clinching". The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 80 (9–12): 1995–2006. doi:10.1007/s00170-015-7192-1.
  3. ^ a b Lambiase, F. (2015). "Mechanical behaviour of polymer-metal hybrid joints produced by clinching using different tools". Materials & Design. 87: 606–618. doi:10.1016/j.matdes.2015.08.037.
  4. ^ Mori, K.; et al. (2012). "Mechanism of superiority of fatigue strength for aluminium alloy sheets joined by mechanical clinching and self-pierce riveting". Materials Processing Technology. 212 (9): 1900–1905. doi:10.1016/j.jmatprotec.2012.04.017.
  5. ^ a b c d Lambiase, F. (2015). "Clinch joining of heat-treatable aluminum AA6082-T6 alloy under warm conditions". Journal of Materials Processing Technology. 225: 421–422. doi:10.1016/j.jmatprotec.2015.06.022.
  6. ^ a b Lambiase, F.; Di Ilio, A. (2015). "Mechanical clinching of metal–polymer joints". Journal of Materials Processing Technology. 215: 12–19. doi:10.1016/j.jmatprotec.2014.08.006.
  7. ^ Lambiase, F.; Di Ilio, A. (2013). "Finite Element Analysis of Material Flow in Mechanical Clinching with Extensible Dies". Journal of Materials Engineering and Performance. 22 (6): 1629–1636. Bibcode:2013JMEP...22.1629L. doi:10.1007/s11665-012-0451-5.
  8. ^ Lambiase, F. (2012). "Influence of process parameters in mechanical clinching with extensible dies". The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 66 (9–12): 2123–2131. doi:10.1007/s00170-012-4486-4.