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如果你曾与消费电子产品打交道，你就会遇到生活的铰链。它们存在于各种各样的部件中，如翻盖包装、瓶盖、电子盒等等。
它们成本低，容易制造，在操作中几乎没有磨损或摩擦-可以理解的流行选择!这个想法就像你能得到的一样简单:用同样的材料制作一个薄的，可弯曲的部分来连接你的产品。虽然这个想法很简单，但是执行起来却很复杂。
让我们来看看一些最重要的设计、工艺和材料考虑，以帮助你开始。
尺寸和设计
自20世纪60年代起，活铰的实际尺寸变化不大。图1显示用于注塑成型的标准聚丙烯设计。
6活铰链设计的最佳实践
1.添加慷慨的半径
宽大的半径改善了成型过程中通过铰链的流动性，并减少了使用过程中的应力集中。
2.包括“肩膀”
部分的“肩膀”创造了一个平坦的凹槽。这既可以确保铰链在中心弯曲，也可以确保部件变形足够大，使铰链有关闭的空间。
3.薄和灵活是最好的
一个较厚的铰链可能看起来更坚固，但更大的伸长率在表面上可能导致材料超过其屈服点，缩短了铰链的寿命。较薄的铰链更灵活。
4.分长铰链
大于6英寸的铰链应设计成两个或多个部分，以提高铰链的寿命。
5.实验与厚度
铰链的厚度将改变铰链操作时的僵硬或粗糙程度。为了找到最适合你的设计的厚度，你可能需要尝试使用多种厚度。
6.取向的影响强度
塑料分子的取向高度影响接头的强度，进而影响铰链的强度;长塑料分子应尽可能垂直于铰链。如果您的设计需要，可以制作平行方向的铰链(例如，在挤压的情况下)，但您不会最大化您的材料的强度。
虽然使用典型的聚丙烯设计作为一个起点是有帮助的，但请确保根据您的产品的特定需求定制这个基本设计。
生产方法
活铰链可以通过注射成型和挤出成型在最终的生产零件中创建，注射成型是最强的方法。对于原型，3D打印或聚氨酯铸造都是很好的选择。
我们将看看每一种生产方法，并涵盖最佳的材料选择和独特的重要设计考虑。
对于快速转身原型(3D打印零件在24小时内)，您可以简单地上传您的文件在3D打印和聚氨酯铸造即时报价如下。
注射成型活铰链的设计
注射成型是最强大的方式来建立生活铰链和伟大的生产部件。
最好的材料选择
由于它的韧性和延展性，聚丙烯是最佳的材料选择和设计，注塑成型的PP铰链可以有几乎无限的使用寿命，达到数百万的屈曲。
聚乙烯是第二常用的活性铰链材料，性能与聚丙烯相似。
设计技巧
注射成型中最重要的设计规则之一是保持均匀的壁厚。在不均匀的墙体中，冷却过程中不同的收缩速度会导致设计中的残余应力、翘曲甚至断裂。
然而，当设计一个活铰链时，你实际上需要做相反的事情，创建非均匀的墙壁，因为铰链要灵活，它需要比连接的刚性部分要薄得多。
潜在的问题可以减少或完全解决，如果你仔细考虑在模具中的浇口将被放置的位置。最优栅极布置的完整方法可以在麻省理工学院设计活铰链指南．
注意成型后立即应将铰链弯曲几次。这将冷拔塑料，大大提高其使用寿命。一个简化工具修改的诀窍是，从铰链上方的平面部分开始，深度至少为0.015英寸，铰链厚度为0.006英寸。
聚氨酯铸件活铰链设计
聚氨酯铸造是一个很好的选择弥合原型和生产之间的差距．
最好的材料选择
聚氨酯树脂是一个巨大的家族，有数百种不同的特性。不同国家和州的制造商手头有不同的树脂，包括一些类似于聚丙烯的树脂，而聚丙烯是制作活页的最佳材料。
在这些类似pp的材料家族中，有一个与材料硬度计相关的权衡——你可以有一个短寿命铰链的刚性部件，或者一个柔性铰链和软部件壁。一些推荐的材料是Hapflex™600系列,BCCplastics BC8160树脂，专门为活动铰链应用而设计。
您的制造商可能有其他合适的树脂库存，应该能够帮助您选择一个为您的设计。
设计技巧
当你在聚氨酯中铸造时，流动压力要比注射成型时低得多，所以必须做出权衡。压力的降低意味着树脂的流动会减少，所以铰链不能做得很薄，同时还能生产出可靠的部件。
因此，我们建议从比注射成型设计略厚的厚度开始，并选择低Shore D范围内的聚氨酯。BJB FD-45是一个很好的开始- Shore 45A, 735%延伸率，和浇注。
如前所述，高硬度树脂将保留部分刚性，但给铰链有限的寿命，而低硬度树脂导致更灵活的铰链和更软的部分。
三维打印活铰链设计
有很多伟大的选择原型铰链3D打印测试不同的厚度，位置和形状。产生的部分将不像一个注射成型的部分，但应该承受足够的弯曲，以适当的测试组件。
最好的材料选择
当选择最好的3D打印材料的生活铰链，你应该寻找塑料具有良好的伸长率和灵活性。尼龙是一个很好的选择，例如。
另一个很好的选择是将你的部件原型为一个多材料的作品，结合VeroWhite和Rubber-like。这里有一个资源可以帮助您准备文件两种材料印刷在不牺牲身体的力量和阻力的情况下，如果这对你身体的性能至关重要的话。
设计技巧
当在3D部件中创建铰链时，构建方向是非常重要的。为使铰链具有最大强度，水平构建平面应垂直于铰链方向。
当铰链厚度至少为打印分辨率的两倍时，可获得最佳效果。鉴于尼龙的分辨率为0.254mm，我们建议从最小厚度0.5mm开始。
按照这些说明，应该确保您的打印得到至少100弯曲在其测试周期。
主要收获
设计活铰链一开始看起来很复杂，但一旦掌握了它，就可以节省大量的成本。
传统的铰链可能需要多次成型操作、一次装配操作、增加部件数量以及部件之间的摩擦导致磨损，而活铰链只需一次操作就可以制作并包含在设计中，摩擦减少到零。
在原型设计阶段进行深思熟虑的设计，可以为大批量生产节省时间、精力和资金。
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