제7장 일반적인 조립기술

반적인 조립 기술
신속, 단순한 부품 조립으로 커다란 비용 절감 효과를 얻을 수 있는 간단한 조립 기술에는 스냅 핏, 프레스 핏, 쓰레디드 조립이 있다.

조립 기술은 크게 분리식과 비분리식으로 대별되며, 비분리식 조립 기술에 속하는 것은 다음과 같다.

-접합
-리벳
-점착 결합
-인서트 기법
-유지각이 90° 인 스냅 핏

분리식 조립에는 다음과 같은 것들이 있다.

-유지각이 90o  이하인 스냅 핏
-쓰레디드 조립
-허브 조립
-프레스 핏 조립

그림.1

그림.2

스냅 핏 조립 설계
스냅 핏의 최대 장점은 조립시 다른 성분이 필요 없다는 점이다.
플라스틱 기술에서 가장 흔히 쓰이는 스냅 핏은 다음과 같다.

-바브드렉식 스냅 핏
-원주형 스냅 핏(cylinderical snap-fit)
-볼 앤 소켓 스냅 핏 (ball-and-socket snap-fit)

이상과 같은 방식의 스냅 핏 설계시 조립 부품의 기하학적 모양에 따라, 조립 후 가능한 한 스트레스를 없게 함으로써 부품을 느슨하게 할 수 있는 스트레스로 인한 완화를 피할 수 있다는 것을 인식해야 한다.

그림.3

그림.4

기본적인 설계 원칙
스냅 핏 조립 부품의 설계는 사용하고자 하는 재료의 허용 신율에 의해 결정된다. 예를 들면, 폴리아미드 같은 재료는 건조 상태에서보다 컨디셔닝된 상태에서 허용 신율이훨씬 크므로 주의해야 한다. 유리섬유 함량도 재료의 허용 신율과 바브드렉의 허용 편차에 크게 영향을 미친다. (그림1) 바브드렉식 스냅 핏의 경우, 빗나간 렉의 끝의 끝을 가늘게 하면 전체 블렌딩 길이에 스테레스가 골고루 분산되어 스트레스가 줄어든다 (그림2). 렉 베이스의 스트레스 집중과 조립력도 현저하게 줄어든다. 바브드렉의 베이스와 부품의 본체가 만나는 지점을 둥글게 하지 못하거나, 둥글게 하더라도 반경이 충분치 못하면 약점이 생기게 된다. 원칙적으로 스트레스의 집중을 막으려면 반경이 충분히 커야 한다. 원통형 스냅핏과 볼 앤 소켓 스냅핏의 경우 슬롯을 만들어 주면 조립이 용이해진다. 그러나, 뾰족한 모서리에는 슬롯을 만들어서는 안 된다.

 

그림.5

프레스 핏 조립 프레스 핏을 이용하면 최소 비용으로 플라스틱 부품의 고강도 조립이 가능하다. 스냅 핏 조립과 마찬가지로, 프레스 핏 조립의 풀아웃 포스도 시간이 흐르면 스트레스의 완화로 인하여 감소한다(그림3). 설계시 이 점을 고려해야 하며, 예상 사용 온도 사이클에서 시험을 수행하여 설계가 용이하도록 해야 한다. 쓰레디드 조립 쓰레드 절단 스크류 또는 쓰레드 형성 스크류를 이용하거나 통합 성형 쓰레디드 인서트를 이용하여 쓰레디드 조립을 할 수 있다. 가장 적합한 쓰레디드 조립 유형을 알아 내려면 사용하려는 재료의 굴곡률을 알고 있어야 한다. 예를 들면 2,800 MPa 까지의 굴곡률에서는 쓰레드 형성 스크류를 사용할 수 있다. 메트릭 스크류가 필요하거나 쓰레디드 조립을 여러 차례 원상태로 해야 하는 경우 금속 인서트를 사용해야 한다. 부품의 조기 고장을 방지하려면 보스의 치수를 정확하게 해야 한다(그림4). 카운터성크 헤드의 끝이 가늘어지는 스크류는 스크류 홀이 넓어질 염려가 있으므로 (그림5) 플라스틱 조립 기술에서는 일반적으로 피해야 한다. 이처럼 스트레스가 심하면 접합 라인이 쉽사리 파열될 수가 있다.

편집 : 이엔지폴리머