Your browser is out of date.

You are currently using Internet Explorer 7/8/9, which is not supported by our site. For the best experience, please use one of the latest browsers.

Comment concevoir le bon trou pour les inserts thermiques / ultrasoniques

par Christie Jones, directrice du marketing, vice-présidente

Télécharger ce livre blanc

Les inserts filetés pour plastiques permettent aux concepteurs de remplacer les composants métalliques usinés et moulés par du plastique afin de réaliser d’importantes économies de coût et de poids tout en conservant la résistance des assemblages boulonnés - à condition que :

  1. l’insert approprié soit sélectionné pour les exigences de l’application
  2. l’insert soit correctement installé dans le trou, et que
  3. le trou dans lequel l’insert est utilisé soit conçu correctement compte tenu de la composition du plastique, de l’insert sélectionné et de la méthode d’installation.

Les inserts fournissent également des filetages réutilisables et assurent des joints filetés étanches.  Étant donné que les inserts filetés ont généralement un diamètre deux fois supérieur à celui des vis, la capacité de charge d’un joint qui utilise des inserts est multipliée par quatre environ par rapport à l’utilisation de vis seules.  La résistance à l’arrachement peut être encore accrue en augmentant la longueur des inserts.

La rétention dans le trou est assurée par le plastique qui se conforme aux caractéristiques externes de l’insert.  Un volume suffisant de plastique doit être déplacé pour remplir entièrement ces caractéristiques externes afin que l’insert atteigne une performance maximale lorsque le plastique se solidifie.

Le présent livre blanc se concentre sur les directives de conception des trous dans les assemblages en plastique qui utilisent des inserts filetés installés par chaleur ou par ultrasons, afin de garantir des performances optimales.

Directives de conception optimales :

Les trous des inserts installés par chaleur ou par ultrasons doivent toujours être plus profonds que la longueur de l’insert. La vis d’assemblage ne doit jamais toucher le fond du trou car cela entraînerait une rupture.  La profondeur minimale recommandée du trou est la longueur de l’insert plus deux (2) pas de filetage. 

Le haut de l’insert installé doit être au ras de la surface de la pièce en plastique avec une saillie maximale de 0,13 mm (0,005”) par rapport à l’hôte.

affleurant

Correct
(affleurant)

au-dessus de l’affleurement

Incorrect
(au-dessus de l’affleurement)

au-dessus de l’affleurement

Incorrect
(au-dessus de l’affleurement)

Les contre-alésages ne sont recommandés que pour les inserts à tête, afin que le haut de l’insert soit au ras de la surface du plastique après l’installation. Le diamètre du contre-alésage doit être supérieur de 0,5 mm (0,02”) à 1,3 mm (0,05”) au diamètre de la tête de l’insert. La profondeur minimale du contre-alésage doit être spécifiée comme l’épaisseur de la tête.

La taille correcte des trous est essentielle. Des trous plus grands réduisent les performances, tandis que des trous plus petits induisent des contraintes indésirables et des fissures potentielles dans le plastique. Des trous sousdimensionnés peuvent également entraîner des bavures au bord du trou et rendre l’insert difficile à installer. 

L + 2 pas de filetage

(A) = L + 2 pas de filetage

Trou droit

A: Conicité 1° Max
B: ∅D
C: Profondeur minimale du trou Longueur de l’insert + 2 pas de filetage
D: Diamètre optimal du bossage 2-3 fois le diamètre de l’insert

Trou conique

A: ∅E
B: Profondeur minimale du trou Longueur de l’insert + 2 pas de filetage
C: Diamètre optimal du bossage 2-3 fois le diamètre de l’insert
D: ∅D

 

SPIROL fournit les tailles de trous recommandées pour chaque style d’insert dans le Guide de conception des inserts pour plastiques. Les trous recommandés doivent être revus si des charges de verre / minérales sont utilisées. Si le contenu de la charge est égal ou supérieur à 15 %, il est suggéré d’augmenter le trou de 0,08 mm (0,003”), et si le contenu est égal ou supérieur à 35 %, l’augmentation suggérée du trou est de 0,15 mm (0,006”). Pour les contenus intermédiaires, une interpolation est suggérée.

Pour les trous droits, la conicité ne doit pas dépasser 1° d’angle inclus. Les trous coniques doivent avoir un angle inclus de 8°.  Seuls les inserts droits doivent être utilisés dans des trous droits, et seuls les inserts coniques doivent être utilisés dans des trous coniques.

Incorrect

Correct

A: Pièce d’accouplement
B: Hôte		 C: Trou ∅H
D: Pilote ∅P

Le trou dans la pièce d’accouplement doit être plus petit que le diamètre pilote de l’insert dans l’hôte pour empêcher l’insert de tirer à travers l’assemblage - ce que l’on appelle l’« arrachage ».

Les trous moulés sont préférables aux trous percés. La surface solide et plus dense du trou moulé augmente les performances. Les goupilles centrales doivent être suffisamment grandes pour permettre le rétrécissement. 

Les performances de l’insert sont affectées par le bossage et/ou l’épaisseur de paroi du plastique qui l’entoure. En général, l’épaisseur de paroi optimale ou le diamètre du bossage du plastique est de deux (2) à trois (3) fois le diamètre de l’insert, le multiplicateur relatif diminuant à mesure que le diamètre de l’insert augmente. L’épaisseur de la paroi doit être suffisante pour éviter tout renflement pendant l’installation, et suffisamment solide pour résister au couple d’installation recommandé de la vis. Des lignes de soudure de mauvaise qualité entraîneront des défaillances et une réduction des performances de l’insert. Des nervures peuvent être ajoutées au bossage pour plus de solidité.

Le diamètre du trou de dégagement dans le composant d’accouplement est très important. C’est l’insert et non le plastique qui doit supporter la charge. Le trou dans le composant d’accouplement doit être plus grand que le diamètre extérieur de la vis d’assemblage, mais plus petit que le diamètre pilote ou frontal de l’insert. Cela permet d’éviter le phénomène d’« arrachage ». Si un trou plus grand dans le composant d’accouplement est nécessaire à des fins d’alignement, un insert à tête doit être envisagé.

Étant donné la variété des différents plastiques et charges et leurs combinaisons, il est fortement recommandé de consulter les ingénieurs de SPIROL pour chaque application.

Télécharger ce livre blanc
VOUS AVEZ UNE QUESTION? Demandez notre aide !

Vous avez un problème de fabrication que vous ne parvenez pas à résoudre? Nos experts en ingénierie aiment les défis. Recommander des solutions efficaces pour les besoins de vos applications est ce que nous faisons de mieux. Appelez-nous ou remplissez le formulaire ci-dessous pour nous contacter !

+33 3 26 36 31 42