새로운 소재, 새로운 패스너

강철은 과거에도 그랬고 지금도 그렇고 앞으로도 도어, 후드, 리프트게이트, 펜더 등 차량 구조와 차체 부품의 주된 소재가 될 것입니다. 그러나 알루미늄, 마그네슘, 플라스틱 및 복합재와 같은 다른 재료의 중요성이 점점 커지고 있습니다.

Center for Automotive Research에 따르면 다양한 강철 합금이 2020년 평균 차량 구조 중량의 약 65%를 차지했습니다. 알루미늄 합금은 13%, 플라스틱 및 복합재는 6%를 차지했습니다. 그러나 2040년까지 강철 합금은 전체 중량의 46%만을 차지할 것이며, 알루미늄 합금은 26%, 플라스틱 및 복합재는 15%를 차지할 것입니다.

이러한 서로 다른 재료를 결합하려면 혁신적인 패스너가 필요합니다. 이러한 초현대적인 경량 소재를 강하고 단단하게 만드는 특성으로 인해 기존의 플라스틱 및 판금용 패스너로 조립하기가 어렵습니다.

오늘날의 경량 자동차 소재에 사용되는 최신 패스너에 대해 살펴보겠습니다.

EJOT GmbH & Co.의 Flowpoint Delta PT 나사는 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP) 시트를 고정하도록 설계되었습니다.

새로운 나사는 플라스틱에 직접 고정하기 위한 Delta PT 나사와 금속에 직접 고정하기 위한 FDS 플로우 드릴 나사라는 두 가지 EJOT 기술을 하나의 패스너로 결합합니다. Flowpoint Delta PT 나사는 파일럿 구멍 없이 클램핑된 재료와 결합 재료를 모두 관통하는 셀프 피어싱 및 셀프 태핑 나사입니다. 특수 포인트는 재료에 구멍을 뚫고 보스를 돌출시킵니다. 최적화된 Delta PT 나사산 형상은 강력한 암나사산을 형성합니다.

설치 과정은 6단계로 구성됩니다. 나사 회전 및 축 하중 적용; 재료의 가열 및 침투; 나사 구멍 교정 및 돌출 형성; 스레드 형성; 전체 스레드 결합; 그리고 조임.

패스너는 부품 준비 단계 없이 고품질 나사산 조인트를 생성합니다. 강철, A2 또는 A4 스테인리스 스틸, 알루미늄 및 티타늄으로 제공되는 패스너는 다양한 종류의 CFRP와 함께 사용할 수 있습니다. 또한 알루미늄 및 CFRP와 같은 혼합 재료 어셈블리를 결합하는 데에도 사용할 수 있습니다. 분해 및 재조립이 가능합니다.

패스너는 다양한 헤드 스타일과 드라이브 홈으로 생산될 수 있습니다.

Böllhoff Inc.의 IMTEC HR 성형 패스너는 부품을 섬유 강화 플라스틱에 부착하기 위한 내하중 암나사산을 제공합니다.

디스크 모양의 패스너는 복합 구조용 금형에 배치되고 성형 공정 중에 통합됩니다. 특정 방향으로 설치할 필요는 없습니다. 이는 수지 이송 성형, 압축 성형 및 사출 성형을 포함하여 대부분의 섬유와 대부분의 열경화성 및 열가소성 성형 공정과 호환됩니다.

사출 성형의 경우 패스너는 금형에 고정된 핀 위에 배치됩니다. 핀은 패스너의 위치를 ​​파악하고 내부 나사산이 수지로 코팅되는 것을 방지합니다. 다음으로 천을 틀에 넣습니다. 금형이 닫히고, 플라스틱이 주입되고, 패스너가 통합된 부품이 성형 해제됩니다.

압축 성형의 경우 핀이 천에 패스너를 삽입하기 위해 섬유를 옆으로 밀어내는 역할을 하는 플라스틱 스크류 오프 캡이라는 점을 제외하면 프로세스는 동일하므로 구멍을 뚫거나 펀칭할 필요가 없습니다. 이렇게 하면 시간이 절약되고 섬유 절단이 방지됩니다. 캡은 또한 성형 중에 내부 나사산을 보호하고 부품이 탈형된 후에 제거됩니다.

갈바닉 부식을 방지하기 위해 IMTEC HR은 아연 도금 강철과 스테인리스 스틸로 제공됩니다. 후자는 주로 CFRP에 사용됩니다. 스터드, 너트, 스페이서 등 다양한 패스너 버전도 제공됩니다.

패스너에는 성형 중에 복합재에 내장되도록 설계된 작은 구멍과 꽃잎이 있습니다. 이는 짝을 이루는 나사를 설치할 때 패스너가 회전하는 것을 방지합니다. 또한 패스너 플랜지가 섬유 매트릭스 뒤에 위치하므로 부품의 전체 두께에 영향을 미치지 않습니다.