EN
Kiinnike epäonnistuu yhdestä useista syistä: lukitus ei enää tartu, jousi menettää jännitystään, pinta kuluu läpi tai sarana alkaa löystyä. Jokainen näistä vikaantumismuodoista johtuu materiaalin ominaisuuksista. Kovan pinnan kovuus määrittää, kuinka nopeasti pinta naarmuuntuu. Kimmokerroin määrittää, kuinka paljon lukituslevy taipuu kuorman alla. Korrosionkestävyys määrittää, miten osa käyttäytyy hikoilua vastaan kuukausien ajan.
Materiaalin valinta ei siis ole vain esteettinen päätös. Se asettaa kiinnikkeen kulumisajan ennen kuin yhtäkään yksikköä on tuotettu. Kaksi geometrialtaan identtistä, mutta eri materiaalista tehtyä kiinnikettä ikääntyy eri tavoin, ja ero havaitaan kädestä pitkään ennen kuin se ilmenee teknisessä eritelmässä.
316L-ruostumaton teräs käytännöllisenä perustana
316L-ruostumaton teräs on kellojen kiinnikkeiden perusmateriaali, ja siihen on hyvät tuotantoon liittyvät perusteet. Se kestää korroosiota riittävästi jokapäiväiseen ihocontactiin, sitä voidaan käsitellä sekä hiottavalla että kiillotetulla pinnalla, ja se koneistuu ja leimataan luotettavasti. Sen kovuus on sellaisella alueella, että se pitää lukon reunan paikoillaan ilman, että se olisi hauras.
Rajoituksena on kuluminen. 316L ei ole kova teräs, ja kiillotettu pinta kiinnikkeessä saa ajan myötä pieniä naarmuja. Tämä on hyväksyttävää hiottavalla pinnalla, jossa naarmut sulautuvat yhteen. Peilikkiillotetussa kiinnikkeessä sama kuluminen näkyy himmennyksenä, ja osa näyttää vanhemmalta kuin se on.
Toinen perusongelma on nikkelin vapautuminen. Joillakin käyttäjillä on herkkyys siihen, ja 316L voi vapauttaa pieniä määriä nikkeliä, kun se koskettaa hikoa. Useimmille käyttäjille tämä ei ole ongelma. Merkille, joka kohdistaa tuotteitaan herkällä iholla oleviin käyttäjiin, tämä on syy harkita vaihtoehtoja.
Titaani ja moduulin kompromissi
Titaanikiristimet ratkaisevat teräksen aiheuttamat paino- ja iholle kosketuksen aiheuttamat ongelmat. Titaani on noin 40 prosenttia kevyempi kuin teräs samassa tilavuudessa, ja sitä yleensä sietää hyvin iholle koskettaessa. Se myös kestää korroosiota pinnallaan muodostuvan oksidikerroksen avulla, joka muodostuu uudelleen naarmuuntumisen jälkeen.
Kompromissi on kimmokerroin. Titaanin kimmokerroin on noin 110 GPa verrattuna teräksen noin 200 GPa:han, joten titaanilukon lehti taipuu enemmän samalla kuormalla. Jousi, joka on säädetty teräskiristimeen, tuntuu kevyemmin titaaniversiossa, ellei jousivakioa säädä. Tämä on suunnittelumuutos, ei pelkkä materiaalin vaihto, ja se on varmistettava koko erän osalta.
Titaani on myös pehmeämpää pinnallaan kuin kovennettu teräs. Se kestää korroosiota paremmin, mutta naarmuuntuu helpommin. Titaanikiristin, joka koskettaa kovaa pintaa arkipäiväisessä käytössä, näyttää merkkejä, joita teräskiristin ei näyttäisi.
| Omaisuus | 316L-teräs | Titanium | PVD-pinnoitettu teräs |
|---|---|---|---|
| Kovuus | Kohtalainen | Alempi | Korkeampi pinnalla |
| Korroosionkestävyys | Hyvä | Korkea | Riippuu pinnoitteen eheystilasta |
| Ihottumaherkkyys | Nikkelin vapautuminen mahdollista | Yleensä hyvin siedetty | Sama kuin peruspinta-aine |
| Naarmujen näkyvyys | Kohtalainen | Korkeampi | Alhaisempi kunnes pinnoite kulunut |
| Yksikköhinta | Peruslinja | Korkeampi | Keskitasosta korkeampaan |
Pintauskestävyys ja alustamateriaalin kysymys
PVD-pintakäsittelyä määritellään usein naarmujen kestävyyden parantamiseksi ja värin lisäämiseksi. Pintakerros nostaa pinnan kovuutta, ja hyvin sovellettu kerros kestää paremmin kevyttä kulutusta kuin pintakäsittellemätön teräspinta.
Ongelma on siinä, että pintakerros on yhtä hyvä kuin sen alla oleva alustamateriaali. PVD-kerros näyttää pinnan epätasaisuudet, työkalujäljet tai reunan terävyyden heikentävät kierteet pikemminkin läpi kerroksen kuin peittäisi ne. Kun kerros kuluu läpi korkeassa kosketuspisteessä, alapuolinen teräs paljastuu ja väri muuttuu. Tämä värimuutos on näkyvissä ja tulkitaan kulutukseksi, vaikka osa olisikin rakenteellisesti täysin kunnossa.
Pintakerroksen paksuus on tärkeä molemmissa päissä. Liian ohut kerros kuluu liian nopeasti. Liian paksu kerros voi pyöristää reunaa, joka pitää säilyttää terävänä lukitusmekanismin toiminnan varmistamiseksi. Käytettävissä oleva paksuusalue on kapea, ja sen tulee tarkistaa pinnoitetusta osasta eikä olettaa prosessin määrittelyistä.
Tapaus, jossa materiaalitodistus ei vastannut osaa
Yhdessä anonymisoidussa tapauksessa erä kiinnikkeitä läpäisi saapuvan tarkastuksen, mutta niissä ilmeni kenttäkäytössä aiempaa nopeammin pinnan kuluminen. Materiaalitodistuksessa oli mainittu oikea laatu.
Ongelma oli leimattujen osien lämpökäsittelyssä. Erä oli käsitelty lämpötilassa, joka teki pinnasta pehmeämmän kuin määritellyn laatu vaati, ja raakamateriaalin kovuustarkastus ei paljastanut ongelmaa, koska materiaalia testattiin ennen leimausta ja lämpökäsittelyä. Osat olivat oikeaa laatua, mutta väärässä käsittelytilassa.
Korjaustoimenpiteenä lisättiin kovuustarkastus valmiisiin leimattuihin osiin eikä ainoastaan saapuvaan raakamateriaaliin, ja lämpökäsittelytietue yhdistettiin erätasolla. Materiaali ei ollut ongelman aiheuttaja. Ongelmana oli varmistusprosessin järjestys.
Mitä materiaalin valinta ei voi korjata
Materiaalin valinta ei korjaa suunnittelua, joka aiheuttaa rasitusta väärään kohtaan. Liian ohut lukitusreuna epäonnistuu missä tahansa materiaalissa. Liian pintainen jousitasku antaa pehmeän tunnon riippumatta teräslaadusta.
Se ei myöskään korvaa pinnankäsittelyä. Huonosti kiillotettu lukko näyttää keskeneräiseltä kämmenessä, vaikka se olisi oikeasta materiaalista. Se ei myöskään ratkaise kustannuskysymystä yksinään. Titaani ja PVD lisäävät kustannuksia, ja nämä kustannukset tuottavat arvoa vain, jos lukko on tarkoitettu näkyväksi ja kestäväksi ominaisuudeksi.
Projekteissa, joissa napin materiaalin on tasapainotettava kulumista, iholle kosketusta ja kustannuksia, toimittajan valinta, jonka laatuvarmistus perustuu näihin tekijöihin, vähentää myöhäisiä yllätyksiä. Burriva, lyhenne nimestä Baoruihua (Dongguan) Precision Technology Co., Ltd., toimii komponentteihin keskittyvässä tehtaassa, jonka kerrosala ylittää 20 000 neliömetriä ja jossa suoritetaan moniakselista koneistusta, CNC-jyrsintää, puristuspurskutusta, automatisoitua kiillotusta sekä mittojen tarkastusta saapuvien, prosessin aikana olevien ja lähtevien tuotteiden osalta. Työnkulut on eroteltu projektikohtaisesti, ja CAD-tiedostojen käyttöoikeudet määritellään työtehtävän mukaan. Tiimit, jotka työskentelevät napin materiaalispesifikaatioiden parissa, voivat keskustella vaatimuksistaan.