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Le rivetage de pièces métalliques, également connu sous le nom d'assemblage par rivets, est un terme mécanique qui implique l'utilisation d'une force axiale pour déformer la tige du rivet à l'intérieur du trou du rivet, formant une tête de rivet et reliant ainsi plusieurs pièces.

Le rivetage de pièces en plastique implique des composants en plastique comme corps principal, tandis que les pièces connectées peuvent être des composants en plastique, des pièces métalliques (par exemple, des feuilles de métal), des composants électriques (par exemple, des circuits imprimés), des tissus (par exemple, des tissus à mailles), etc. Contrairement au rivetage métallique, qui nécessite des rivets ou des poteaux de rivets supplémentaires, le rivetage plastique utilise directement des structures plastiques telles que des colonnes ou des nervures issues du corps plastique. Ces structures traversent les pièces assemblées et les colonnes ou nervures saillantes sont chauffées, ramollies et moulées sous la pression de la tête de rivetage. Une fois refroidi, le rivetage est terminé.

Procédés de rivetage basés sur des méthodes de chauffage :

Rivetage à chaud :

Il s'agit d'une méthode de rivetage par contact. Certaines techniques consistent à placer un tube chauffant à l'intérieur de la tête de rivetage pour chauffer la tête de rivetage métallique. Il en résulte une tête de rivetage métallique plus grande et une efficacité de chauffage moindre. Actuellement, la technologie courante utilise des principes de chauffage par impulsions à haute fréquence pour permettre à la tête de rivetage métallique de s'auto-chauffer, éliminant ainsi la nécessité de blocs ou de tubes chauffants pour conduire la chaleur. Cela augmente l'efficacité du chauffage et permet d'obtenir une tête de rivetage métallique plus petite, ce qui la rend adaptée à un plus grand nombre d'applications.

Rivetage à l'air chaud :

Le processus de rivetage à l'air chaud utilise principalement l'air chaud comme source de chaleur pour chauffer et former la colonne de rivets. L'ensemble du processus comprend deux étapes :

Dans un premier temps, l'air chaud chauffe uniformément la colonne de rivets jusqu'à ce qu'elle devienne malléable. Une température stable et un flux d'air uniforme sont essentiels pour chauffer efficacement la colonne de rivets.

Dans un deuxième temps, la tête de rivetage à froid presse la colonne de rivets ramollie pour former une tête de rivet ferme. La colonne de rivets ayant été entièrement chauffée et ramollie, la tête de rivet formée peut fixer solidement les pièces à riveter. Lors du rivetage à l'air chaud et à froid, l'ajustement entre la colonne du rivet et les trous des pièces à riveter ne doit pas être trop l?che. Si l'écart est trop important, le plastique ramolli peut remplir les espaces pendant le processus de rivetage, ce qui entra?ne une taille insuffisante de la tête du rivet.

Rivetage par ultrasons :

Il s'agit également d'une méthode de rivetage par contact. Le processus est le suivant :

Choisir le bon procédé de rivetage : Avantages et inconvénients

Avantages communs :

• Structure simple des pièces en plastique, réduisant les co?ts de moulage.
• Processus d'assemblage simple, pas besoin de matériaux ou d'attaches supplémentaires, grande fiabilité.
• Plusieurs points de rivetage peuvent être rivetés simultanément, ce qui améliore considérablement l'efficacité de l'assemblage.
• Convient pour raccorder non seulement des pièces en plastique, mais aussi des pièces en métal et d'autres pièces non métalliques, en particulier dans les espaces restreints.
• Les pièces rivetées sont adaptées aux vibrations mécaniques de longue durée et aux conditions environnementales extrêmes.
• Fonctionnement simple, économie d'énergie, rapidité, contr?le visuel aisé de la qualité des produits.

Inconvénients courants :

• Nécessite un équipement et un outillage de rivetage supplémentaires.
• Ne convient pas aux applications à haute résistance ou à charge de longue durée.
• Connexion permanente, ne convient pas aux applications détachables ou réparables.
• Une fois défaillant, il est difficile de le réparer, ce qui nécessite d'envisager une redondance lors de la phase de conception si nécessaire.

Comparaison spécifique des avantages et des inconvénients :

Autres aspects :

Rivetage à chaud :

Les avantages sont évidents. La tête de rivet chauffe simultanément la colonne de rivets et forme la tête de rivet. Cela permet une conception très compacte de l'équipement, particulièrement adaptée aux petites pièces avec des colonnes de rivets en plastique très rapprochées les unes des autres.

Cependant, il y a aussi des inconvénients importants. Si la tête du rivet ne refroidit pas complètement, la chaleur résiduelle peut faire adhérer le plastique à la tête du rivet, ce qui entra?ne une filamentation. La tête du rivet doit être remplacée fréquemment. Elle n'est pas adaptée aux grandes colonnes de rivets car il devient de plus en plus difficile de transférer la chaleur de surface vers le centre et le bas de la colonne de rivets, ce qui peut entra?ner un phénomène de noyau froid et un remplissage insuffisant de l'espace entre la colonne de rivets et la pièce raccordée. En outre, les produits fabriqués à l'aide de rivets thermofusibles ont tendance à présenter des contraintes résiduelles relativement élevées et une résistance à l'arrachement plus faible. Par conséquent, cette technique ne convient pas aux produits présentant des exigences élevées en matière de positionnement et de fixation.

Rivetage à l'air chaud :

Comme la colonne de rivets en plastique est chauffée uniformément dans un environnement d'air chaud à haute température, la colonne de rivets en plastique se ramollit complètement de l'intérieur vers l'extérieur, ce qui réduit efficacement les contraintes internes après le formage. Dans la deuxième étape, la tête de rivetage à froid presse et forme le matériau plastique complètement ramolli, qui peut rapidement remplir plus de 90% de l'espace d'assemblage entre la pièce connectée et la colonne de rivets, obtenant ainsi un très bon effet de fixation.

Rivetage par ultrasons :

La résistance du rivet et l'effet de fixation sont similaires à ceux du rivet thermofusible. Toutefois, comme le rivetage par ultrasons génère de la chaleur par friction, le générateur d'ultrasons cesse de fonctionner une fois que le point de rivet est formé. Contrairement au rivetage par thermofusion, la tête de soudage par ultrasons ne transporte pas de chaleur, ce qui réduit le risque de filamentation. Le rivetage par ultrasons est également le plus rapide.

Lors de l'utilisation de rivets à ultrasons, la colonne de rivets ne doit pas être con?ue sur des plans présentant des différences de hauteur significatives, car cela peut entra?ner des différences d'amplitude aux différents points de rivets, ce qui conduit à des taux de chauffage inégaux et à des colonnes potentiellement l?ches ou dégradées. La distance de distribution des colonnes est également limitée si l'on utilise une seule tête de soudage. En revanche, les procédés de rivetage par fusion à chaud ou par air chaud permettent de concevoir des colonnes de rivets sur différents plans et de réaliser un rivetage multipoints en une seule fois, même sur des distances considérables.

Adaptabilité des matériaux :

Le rivetage ne convient qu'aux plastiques thermoplastiques, qui peuvent fondre dans une plage de température spécifique. Les plastiques thermodurcissables durcissent à une certaine température et sont difficiles à riveter à l'aide des trois méthodes décrites ci-dessus. C'est pourquoi les gens choisissent souvent des plastiques thermoplastiques pour le rivetage, et les structures des produits impliquent souvent des plastiques thermoplastiques.

Les plastiques thermoplastiques se subdivisent en plastiques amorphes (également appelés non cristallins) et en plastiques cristallins (également appelés semi-cristallins).

Plastiques non cristallins :

Ils présentent des arrangements moléculaires désordonnés et une température distincte (Tg, température de transition vitreuse) à laquelle le matériau se ramollit progressivement, fond et s'écoule. Ces matières plastiques conviennent aux trois procédés de rivetage.

Plastiques semi-cristallins :

Ils présentent des arrangements moléculaires ordonnés avec un point de fusion (Tm) et un point de recristallisation clairs. Avant d'atteindre le point de fusion, les plastiques semi-cristallins restent solides. Lorsque la température atteint le point de fusion, les cha?nes moléculaires commencent à bouger et le plastique commence à fondre. Si la chaleur diminue, le plastique se solidifie rapidement.

En raison de la double fonction de chauffage de la colonne du rivet et de formation du point de rivet, les plastiques semi-cristallins conviennent mieux au rivetage par fusion à chaud.

Les plastiques semi-cristallins ont une structure moléculaire régulière, semblable à un ressort, qui absorbe facilement l'énergie des vibrations ultrasoniques à haute fréquence, ce qui rend difficile la production de chaleur au niveau du joint du rivet. Les plastiques semi-cristallins ont souvent des points de fusion élevés, nécessitant une énergie ultrasonique suffisante pour faire fondre le plastique. Ils sont donc plus difficiles à riveter que les plastiques non cristallins. Pour obtenir une meilleure qualité de rivetage pour les plastiques semi-cristallins, il faut tenir compte d'un plus grand nombre de facteurs, tels qu'une amplitude plus élevée, une conception de joint adaptée, un contact avec la tête de soudage, une distance de soudage et une température plus élevée. appareils de soudage. Pour concentrer l'énergie ultrasonique, la partie supérieure de la colonne de rivets doit être con?ue de manière à minimiser le contact initial avec la tête de soudage.

Les autres propriétés des matériaux qui influent sur le rivetage ultrasonique sont la dureté (une dureté plus élevée améliore généralement le rivetage ultrasonique), le point de fusion (des points de fusion plus élevés nécessitent plus d'énergie ultrasonique) et la pureté (une pureté plus élevée des matières premières améliore les effets du rivetage, tandis que les impuretés dans les matériaux recyclés réduisent les performances).

Plastiques avec charges (par exemple, fibres de verre) :

Les plastiques contenant des charges présentent des différences significatives de points de fusion entre le plastique et les charges. Pour le rivetage par fusion à chaud, le contr?le de la température à ±10° est crucial ; les températures élevées provoquent la précipitation des fibres de verre dans le plastique, ce qui entra?ne une adhérence et des surfaces rugueuses, tandis que les températures basses provoquent des fissures et une déformation à froid. Pour le rivetage par ultrasons, une plus grande énergie de vibration est nécessaire pour faire fondre le plastique. Une teneur élevée en charges entra?ne des résidus et un détachement aux points de rivetage, ce qui réduit la résistance et la fiabilité du rivetage.

Lorsque la teneur en charge est inférieure à 10%, elle peut ne pas affecter de manière significative les propriétés du matériau. Les charges (par exemple, les fibres de verre) sont utiles pour le rivetage de matériaux souples tels que le PP, le PE et le PPS. Les charges comprises entre 10% et 30% réduisent la résistance du rivetage, tandis que les charges supérieures à 30% ont un impact significatif sur les performances du rivetage.

Colonnes et têtes de rivets courantes

1. Tête de rivet semi-circulaire (grand profil)

1). Convient pour des diamètres de colonne de rivets (D1) inférieurs à 3 mm, de préférence supérieurs à 1 mm pour éviter les ruptures.

2). La hauteur de la partie saillante de la colonne du rivet (H1) est généralement de (1,5-1,75) * D1.

3). Le diamètre de la tête du rivet (D2) est généralement d'environ 2 * D1, et la hauteur (H2) est d'environ 0,75 * D1. Les chiffres spécifiques doivent être basés sur la conversion du volume S_head = (85%-95%) * S_column.

4). Ce type est le plus couramment utilisé, généralement dans des situations où les exigences de résistance sont faibles, telles que les cartes de circuits imprimés et les pièces décoratives en plastique.

2. Tête de rivet semi-circulaire (petit profil)

1). Convient pour des diamètres de colonne de rivets (D1) inférieurs à 3 mm, de préférence supérieurs à 1 mm pour éviter les ruptures.

2). La hauteur de la partie saillante de la colonne de rivets (H1) est généralement de 1,0 * D1.

3). Le diamètre de la tête du rivet (D2) est généralement d'environ 1,5 * D1, et la hauteur (H2) d'environ 0,5 * D1. Les chiffres spécifiques doivent être basés sur la conversion du volume S_head = (85%-95%) * S_column.

4). Ce type de rivet a un temps de rivetage plus court que la tête de rivet semi-circulaire à grand profil. Il est généralement utilisé dans des situations où les exigences de résistance sont faibles, telles que les rubans souples FPC et les pièces de ressort en métal.

3. Tête de rivet double semi-circulaire

1). Convient pour des diamètres de colonne de rivets (D1) compris entre 2 et 5 mm.

2). La hauteur de la partie saillante de la colonne de rivets (H1) est généralement de 1,5 * D1.

3). Le diamètre de la tête du rivet (D2) est généralement d'environ 2 * D1, et la hauteur (H2) est d'environ 0,5 * D1. Les chiffres spécifiques doivent être basés sur la conversion du volume S_head = (85%-95%) * S_column.

4). Ce type de rivet a une colonne légèrement plus grande que le type à tête semi-circulaire. Pour réduire le temps de rivetage et obtenir de meilleurs résultats, on utilise une méthode à double tête semi-circulaire, généralement pour les situations nécessitant une plus grande force de fixation.

5). Les centres de la colonne du rivet et de la tête de rivetage à chaud du moule doivent être alignés pour obtenir une tête de rivet de forme nette.

4. Tête de rivet annulaire

1). Convient aux diamètres de colonne de rivets (D1) supérieurs à 5 mm.

2). La hauteur de la partie saillante de la colonne de rivets (H1) est généralement de (0,5-1,5) * D1, les plus grands diamètres prenant la plus petite valeur. Le diamètre intérieur est de 0,5 * D1 (pour éviter le retrait sur la face arrière de la colonne).

3). Le diamètre de la tête du rivet (D2) est généralement d'environ 1,5 * D1, et la hauteur (H2) d'environ 0,5 * D1. Les chiffres spécifiques doivent être basés sur la conversion du volume S_head = (85%-95%) * S_column.

4). Au fur et à mesure que le diamètre de la colonne de rivets augmente, pour réduire le temps de rivetage et obtenir de meilleurs résultats tout en évitant les défauts de retrait sur la face arrière, des colonnes de rivets creux sont utilisées, généralement pour des situations nécessitant une plus grande force de fixation.

5). Les colonnes creuses sont chauffées uniformément à l'intérieur et à l'extérieur, ce qui facilite l'obtention d'une tête de rivet bien formée.

5. Tête de rivet plat

1). Convient aux diamètres de colonne de rivets (D1) inférieurs à 3 mm.

2). La hauteur de la partie saillante de la colonne de rivets (H1) est généralement de 0,5 * D1.

3). Le diamètre (D2) et la hauteur (H2) de la tête du rivet doivent être basés sur la conversion du volume S_head = (85%-95%) * S_column.

4). La pièce raccordée doit avoir une épaisseur suffisante pour permettre le fraisage ; dans le cas contraire, l'assemblage ne sera pas fiable et n'aura pas une force de fixation suffisante.

5). Les têtes de rivets plats conviennent aux situations où la tête du rivet formé ne doit pas dépasser de la surface.

6. Tête de rivet nervurée

1). Le diamètre de base de la colonne de rivets (D1) doit être inférieur à 3 mm, avec un diamètre supérieur (D3) de (0,4-0,7) * D1.

2). La hauteur de la partie saillante de la colonne de rivets (H1) est généralement de (1,5-2) * D1, et H1 doit être inférieure à la longueur de la colonne de rivets (L).

3). Le diamètre de la tête du rivet (D2) est généralement d'environ 2 * D1, et la hauteur (H2) est d'environ 1,0 * D1. Les chiffres spécifiques doivent être basés sur la conversion du volume S_head = (85%-95%) * S_column.

4). Utiliser des têtes de rivets nervurées lorsque la surface de contact de la tête du rivet est plus importante et que l'espace disponible est insuffisant pour concevoir une colonne de rivets creuse.

7. Tête de rivet à bride

1). Le diamètre de base de la colonne de rivets (D1) doit être inférieur à 3 mm, avec un diamètre supérieur (D3) de (0,3-0,5) * D1.

2). La hauteur de la partie saillante de la colonne de rivets (H1) est généralement de (1,5-2) * D1, et H1 doit être inférieure à la longueur de la colonne de rivets (L).

3). Le diamètre de la tête du rivet (D2) est généralement d'environ 2 * D1, et la hauteur (H2) est d'environ 1,0 * D1. Les chiffres spécifiques doivent être basés sur la conversion du volume S_head = (85%-95%) * S_column.

4). Les têtes de rivets à collerette conviennent aux situations nécessitant un sertissage ou un enroulement de la pièce raccordée.

Conseils : Vous souhaitez découvrir les différents types de rivets et leurs applications spécifiques ? Consultez notre guide détaillé sur les les types de rivets.

Notes :

Si la colonne de rivets se trouve sur une surface inclinée ou est élevée par rapport à la base, elle doit être con?ue comme suit :

?tant donné que le rivetage est une connexion permanente et qu'il est difficile de la réparer une fois qu'elle est défaillante, nous pouvons concevoir une redondance dans la structure si nécessaire. Par exemple, doubler le nombre de colonnes de rivets et de trous, utiliser d'abord les colonnes de rivets jaunes et, si une réparation est nécessaire, utiliser les colonnes de rivets blancs pour avoir une deuxième chance de réparation.