نکاتی در طراحی Snap-Fit یا چفت و بست !

مقدمه:
اسنپ فیت ها اتصالات سریع و آسانی هستند که این روز ها در بسیاری از جعبه ها و بدنه های پلاستیکی دیده میشوند ، شاید استقامت پیچ را نداشته باشند اما راحتی اتصال ، کم هزینه بودن ، تسریع فرایند مونتاژ و امکان حذف پیچ جهت بهبود ظاهر طرح از مزایایی است که آنها را تا این حد محبوب کرده است ، گوشی تلفن همراه خود یا تبلتی که در دست دارید را نگاهی بیندازید، این طراحی بدون پیچ و ظریف هنر Snap-fit است ؛ اگر این روش ابداع نشده بود الان چهار گوشه گوشیهایمان جای پیچ بود!

فرقی نمیکند به چه روشی قصد تولید یک قطعه پلاستیکی را دارید ، قالب ریزی یا پرینت سه بعدی ! برای هر دو روش نیاز است تا اصول را بدانید ، اما در روشهای تولید انبوه و با استفاده از مواد اولیه بهتر و البته کمی تجربه میتوانید استاندارد ها را جا به جا کنید و قطعات ظریف تر و زیبا تری خلق کنید.

انواع اسنپ فیت ها ( چفت و بست ها )

اول این نکته رو بگم که من در مقاله ها سعی میکنم معادل فارسی رو کنار معادل لاتین کلمه بنویسم ، اینجوری شما راحت تر میتونید به منابع مشابه دیگه برسید و اطلاعاتتون رو تکمیل کنید ، اما در مورد Snap-fit ها باید بگم که دو نوع اصلی وجود داره :

Cantilever snap-fits

این مدل رایج ترین نوع اسنپ فیت هست که تقریبا همه جا میتونید ببینید ، ساختارش از یه قلاب در یک سمت ویک حفره درگیرشونده در سمت دیگه تشکیل میشه ، قلاب با کمی خمش که ناشی از فشار موقع بستن هست به داخل حفره میوفته و گیر میکنه ، وقتی قلاب کاملا داخل شد ، به حالت اولیه برمیگرده و دیگه تحت فشار و خمش نیست. این روش اتصال و جدا سازی راحتی داره ، طراحیش راحته و یک اتصال بسیار ارزان قیمت هست.

Annular snap-fits

این روش با بهینه کردن تنش در استوانه ها و خواصیت ارتجاعی مواد امکان قفل کردن وباز کردن قطعات استوانه ای رو بهتون میده ، مثال ساده اش درب خود نویس ها و ماژیک هاست. این اتصال به قدری چفت و بستش خوبه که میشه گفت کاملا ضد نفوذ آبه!

طراحی اتصالات چفت و بست :
در اصل چف و بست ها فشار زیادی رو در لحظه اتصال متحمل میشن و بعدش باید به حالت اولیه خودشون برگردن . وقتی قطعات متصل شدن ، قلاب درون حفره درگیر میشه و قطعات یکدیگر رو نگه میدارن ، بسته به طراحی حفره و قلاب ، این اتصال میتونه دائمی هم باشه و دیگه باز نشه ! درصورتی که چفت بست خوب طراحی بشه و جنس ماده مورد استفاده هم خوب باشه میتونه دفعات زیادی بدون هیچ مشکلی باز و بسته بشه ، حتی میتونید این چفت و بست رو برای جعبه هایی که با 3D پرینتر میزنید هم استفاده کنید .

یه سری نکات هست که اگر رعایت بشه فشار وارده به چفت و بست رو کاهش میده:

1- طراحی مخروطی :

در چفت و بست ها اگر سطح مقطع را از ابتدا تا انتها یکنواخت درنظر بگیریم توزیع فشار نامناسب خواهد بود ، بهتر این است که سطح مقطع را با طول دسته کاهش دهیم تا علاوه بر کاهش مواد مصرفی ، باعث بهبود توزیع فشار نیز شود.

2- پایه اتصال را پرکنید:

در طراحی با استفاده از فرایند (fillet) پایه چفت و بست را به شاسی نرم تر وصل کنید ، این کار باعث توزیع فشارو افزایش استقامت اتصال میشود ، شعاع انحنا باید حداقل نصف ضخامت بستراتصال باشد.

3- عرض را افزایش دهید:

افزایش عرض چفت و بست میتواند به افزایش استقامت آن منجر شود ، اما این این امر میتواند موجب سفت جا خوردن اتصال شما نیز بشود ، برای اینکه بهترین حالت را بیابید بهتر است این مورد را با آزمون و خطا امتحان کنید. اگرچه حداقل عرض کلیپ ها نباید از 5 میلیمتر کمتر باشد.

4- موقعیت نهایی :

برای اینکه به کاهش فشار و افزایش استقامت اتصال کمک کنید ، باید مطمئن شوید که چفت وبست تنها درلحظه جا خوردن در زمان مونتاژ از شکل طبیعی خود خارج میشود نه زمانی که قطعات به هم متصل هستند.

5- جهت ساخت :

اگر میخواهید با استفاده از پرینتر سه بعدی جعبه یا قطعه ای با چفت و بست بسازید توجه داشته باشید که به دلیل ساختار لایه گذاری پرینتر ها ، امکان لغزش و شکستن لایه ها بسیار زیاد است ، دراین موارد بهتر است طراحی خود را به گونه ای تغییر دهید تا چفت و بست شما مطابق شکل در راستای اتصال لایه گذاری شود. در ساخت قطعات با پرینتر سه بعدی تلورانس 0.5 میلیمتری را برای چفت و بست ها درنظر بگیرید.