Что отличает круглую проволочную пружину 19-го века от современной? Форма почти не изменилась, а функция не изменилась вообще. Тем не менее, методы производства были усовершенствованы и используются лучшие материалы. Это сделало техническую пружину более надежной и точной. Однако с учетом современных тенденций, таких как легкая конструкция, эффективное использование места для установки и оптимизированный срок службы, требования к пружинам в промышленности возрастают. Кроме того, сложный производственный процесс с формованием, резкой, термообработкой, резкой, введением остаточных напряжений и условий напряжения делает «изогнутую проволоку» очень сложным конструктивным элементом. Достиг ли это инновационного зенита для пружин?
Нет, говорит дипл.-вирт.-инж. Йоханнес Ламбертц, менеджер филиала поставщика технических крепежных решений TFC: «Более 50 лет назад американский изобретатель Смолли впервые изготовил плоскую проволочную пружину. Только теперь возможно проектировать и изготавливать волновые пружины и стопорные кольца диаметром до 4 мм - и конца этому не видно. Это было бы невозможно без постоянного развития.
Тем не менее, рынок всегда будет требовать дальнейшего развития продуктов, что приводит в движение технические характеристики пружин, продолжает Ламбертц. В автомобильной промышленности, например B. требования возрастают, особенно в отношении размеров и веса.
Могут ли технические пружины из пластиковых композитов быть ответом на эти промышленные требования? Кафедра строительных технологий / легкого строительства в университете Росток дает ответ, где исследования проводятся на пружинах из смешанных материалов.
перья
Когда сталь больше не пружинит
Первые пружины для смешивания материалов
Круглые проволочные пружины существуют с 15-го века с изобретением волочения проволоки. В то время использовались первые источники материалов, такие как охотничьи луки из дерева, рога и сухожилия. Сегодня волокнисто-пластиковые композиты (например, GRP или CFRP) являются интересной альтернативой материала для стальных пружин благодаря их хорошим механическим свойствам. Высокая прочность, хорошее усталостное поведение, практически нет проблем с коррозией и малый вес - и часто задаваемые критерии. При использовании пружин, изготовленных из стеклопластиковых композитов, можно добиться экономии веса от 60 до 70% по сравнению со стальными пружинами. Однако стоимость производства в промышленном масштабе высока: пружины из углепластика трудно контролировать и тестировать. Переработка тоже сложноПоскольку процедура во многом зависит от матричной системы композиционного материала. В принципе, полная переработка невозможна.
Дополнительная информация о 3D-печати и технических источниках
Аддитивное производство технических пружин не сможет заменить традиционный производственный процесс, поскольку он все еще намного превосходит 3D-принтеры по скорости и стоимости. Кроме того, 3D-печатная пружина не имеет желаемых напряжений в материале.
Инновация или эволюция
Как показали испытания и применение, армированные волокнами пластики очень подходят для пружин с высоким потенциалом легкого строительства. Однако, по мнению университета, для большего проникновения на рынок все еще требуются подходящие производственные технологии для средних и больших объемов. Материалы и особенно производственные затраты могут и должны продолжать снижаться.
Металлическая пружина как накопитель энергии для потенциальной энергии непревзойденна с точки зрения цены изготовления и производительности и останется для дизайнеров и разработок в течение длительного времени. И продолжают устанавливаться миллионы раз - будь то шариковые ручки или на железной дороге.