Vidasız tırnaklı yapılar, Amerikalı mucit John Wesley Hyatt kardeşi Yeşaya ile birlikte 1872 yılında ilk enjeksiyon makinasını icat ettiler. O zamanlar da makine seri üretime çok uygun değildi. Dünya Savaşı sonrası 1940’lı yıllarda sanayi hızla gelişti ve ucuz, seri üretilen ürünler için enjeksiyon makinalarına talep arttı. Günümüze kadar gelişimini devam ettirdi ve hala gelişmekte. Bu sürecin yanında malzeme türleri ve mühendislik tasarım yapısı da hızla ilerleme kaydetti. Tasarım alt yapısı, Plastiğin kullanım alanlarını artırırken; aynı zamanda enjeksiyon kalıplamadan üretilebilecek ürünlerin tasarımlarını da zorladı.
Vidasız Tırnaklı Yapılar ile Ucuz, Hızlı ve Hafif Ürünler
Birbirini tetikleyen tecrübe zanaatı, yapılmaz kuramlarını defalarca yıkmıştır. Ucuz, hızlı ve hafif ürünler amacına yönelik tasarım tekniklerini ortaya çıkarmıştır. Yöntemleri uygulamak için öncelikle malzemenin yapısı, kullanım alanları ve seri üretime uygunluğu tespit edilmeli. Ayrıca kullanılacak olan yöntemin; kalıp maliyetlerini arttıracağı göz önünde bulundurulmalı ve montaj maliyetlerini aşmayacak şekilde optimum seviyede tasarım uygulanmalıdır. Konuyu daha fazla uzatmadan kullanım alanlarını, amaçlarını ve nasıl tasarlanması ile ilgili örneklere yer vermek isterim.
Öncelikle kilitleme (Snap-fit) metodundan bahsetmek istiyorum. Metal alaşımlara nazaran plastik alaşımların esneme kabiliyetleri yüksek; Kalıplama yöntemiyle hızlı şekil verilme avantajı, hafif ve ucuz olması; En önemlisi de pratik montaj yapılabilirliği iyi bir avantaj sağlıyor. Elbette bu metot hafif yükler altında kullanılmaktadır. Vidasız tırnaklı yapılar sayesinde özelikle sürekli kullanılan sök/tak parçalarda daha avantajlıdır.
Yüksek adetli üretimlerde bu metotlar daha başarılı oluyor. Otomotiv, Beyaz eşya ve benzeri sektörler, bünyeleri içerisinde uzun montaj hatları bulundurmaktadır. Binlerce parçanın bir araya geldiği bu hatlarda, her bir parçanın montajı ne kadar pratik ve kısa zaman içerisinde yapılırsa, o süre zarfında daha az emek ve daha hatasız kurulumlar yapılabilmektedir.
Detaya İnilecek Olursak
Özellikle B yüzeyi tasarımlarında ve iç aksamda kullanılan plastik parçaların tasarımında Snap-fit metodu çok daha avantajlı oluyor. Bu kısımlarda görsellikte gerekmediği için özgürce mekanik tasarımlar gerçekleştirilebiliyor. Ürünün her yerinde montaj için vidalar ya da puntolar kullanmak yerine sadece donanımları yerine oturtmak elbette ki daha kolay olacaktır. Gövdeleri de birbirine bağlarken bu metodu kullanmak çok daha avantajlı olacaktır. Tırnaklarla alt üst gövdeleri birbirine kilitleyebiliriz. Hatta sökülmesi istenmeyen ürünlerde iki tırnağı birebirine kilitleyebilir. De montaj yapılması istenmediğinde plastik parçaların kırılmasıyla tekrar montajına izin vermeyebiliriz. Elektronik donanımları içerisinde barındıran ürünlerde bu tarz tasarımlar çok kullanılmaktadır. Güvenlik sebebiyle bu açılan ürünler elektronik olarak ta algılanmakta ve bir daha çalışmamaktadır. Farklı çalışma şartlarına göre birçok uygulaması mevcut olup, bazı tasarım örneklerini sizinle paylaşacağım.
Gerçekte de defalarca ürünlerde kullanılan bu tasarımlara farkında olmadan günlük yaşantımızda çoğu kez karşılaşıyoruz. Gündelik hayatımızı kolaylaştıran bu tasarımlar, bizlere pratik kullanım kolaylığı sağlıyor. Sadece sabitlemek için değil Menteşe, Mafsal ve Pratik Kapak olarak uygulamaları mevcuttur.
Tabi ki bu kadar avantajının yanında dezavantaj oluşturduğu kısımlarda var. Plastik malzemelerin genellikle hafiflik gerektiren kısımlarda ağırlıkla kullanılması, yük altında çalışmak için metal alaşımlar kadar her plastik türü için elverişli değil. Yapacak olduğumuz ürünün daha önceden bahsettiğim gibi kullanım koşullarını en başta belirlememiz gerekir. Malzeme seçimi de tasarımın optimum seviyede hazırlanabilmesi için önemli bir unsurdur.
Peki bunu sizce ürünü yaptıktan sonramı göreceğiz?
Elbette ki hayır. Zaman içerisinde kazanılan deneyimler ve buna bağlı olarak geliştirilen formüllerin yardımı ile mukayese edip sonuca bağlamak mümkün. Burada bazılarını sizinle paylaşmak istiyorum.
Üstteki formül bizim, malzemenin teknik özelliklerine göre ürünün maruz kalacağı yükleri belirleyip, optimum seviyede tırnak tasarımını şekillendirmemizi sağlayacaktır. Eğer ki çıkan değerler tırnağın çok büyük veya yetersiz olduğunu gösteriyorsa malzeme türünü değiştirebilir ya da bu ürünün bu şartlarda çalışmasının uygun olup olmadığını belirleyebilir. Bu da sizi çöpe atılacak yatırımlardan kurtarır.
Her şey deneyim ve formüllere dayansa da hiçbir zaman gerçekte karşılaşabileceğiniz sıkıntıları ön göremez. Muhakkak tasarımlarınızı seri üretime geçirmeden önce prototipini yaptırın. Unutulmamalı ki, gerçekler bazen çok acımasız olabilir. Yaptırdığınız prototipleri testlere tabi tutun ki doğabilecek risklerin önüne geçin.