کوچک‌سازی قطعات الکترونیکیو تجهیزات پزشکی تقاضا برای تجهیزات قابل اعتماد را افزایش داده است.بست‌های سایز M1راه‌حل‌های سنتی به مهره‌ها و واشرهای جداگانه نیاز دارند که مونتاژ را در فضاهای کمتر از ۵ میلی‌متر مکعب پیچیده می‌کند. یک بررسی ASME در سال ۲۰۲۵ نشان داد که ۳۴٪ از خرابی‌های میدانی در پوشیدنی‌ها ناشی از شل شدن بست‌ها است. این مقاله یک سیستم پیچ و مهره یکپارچه ارائه می‌دهد که از طریق طراحی یکپارچه و افزایش درگیری رزوه، این مشکلات را برطرف می‌کند.
روش‌شناسی
۱. رویکرد طراحی
●هندسه یکپارچه پیچ و مهره:ماشینکاری CNC تک قطعه از فولاد ضد زنگ 316L با رزوه‌های نورد شده (ISO 4753-1)
●مکانیزم قفل:گام رزوه نامتقارن (0.25 میلی‌متر در انتهای مهره، 0.20 میلی‌متر در انتهای پیچ) گشتاور خود قفل شونده ایجاد می‌کند.
۲. پروتکل آزمایش
●مقاومت در برابر لرزش:آزمایش‌های شیکر الکترودینامیکی طبق استاندارد DIN 65151
●عملکرد گشتاور:مقایسه با استانداردهای ISO 7380-1 با استفاده از گشتاورسنج‌ها (Mark-10 M3-200)
●راندمان مونتاژ:نصب‌های زمان‌بندی‌شده توسط تکنسین‌های آموزش‌دیده (n=15) در 3 نوع دستگاه
۳. بنچمارک
در مقایسه با:
● جفت پیچ و مهره استاندارد M1 (DIN 934/DIN 931)
● مهره‌های گشتاور غالب (ISO 7040)
نتایج و تحلیل
عملکرد ارتعاشی ۱.
● طراحی یکپارچه، ۹۸٪ پیش‌بار را در مقایسه با ۶۷٪ برای جفت‌های استاندارد حفظ کرد
● مشاهده عدم شل شدن در فرکانس‌های >200Hz
۲. معیارهای مونتاژ
● میانگین زمان نصب: ۸.۳ ثانیه (در مقایسه با ۲۱.۸ ثانیه برای بست‌های معمولی)
● نرخ موفقیت ۱۰۰٪ در سناریوهای مونتاژ کور (n=50 آزمایش)
۳. خواص مکانیکی
●مقاومت برشی:۱.۸ کیلونیوتن (در مقایسه با ۱.۵ کیلونیوتن برای جفت‌های معمولی)
●قابلیت استفاده مجدد:۱۵ چرخه مونتاژ بدون افت عملکرد
بحث
مزایای طراحی
● حذف مهره‌های شل در محیط‌های مونتاژ
● رزوه نامتقارن از چرخش معکوس جلوگیری می‌کند
● سازگار با درایورهای استاندارد M1 و فیدرهای خودکار
۲. محدودیت‌ها
● هزینه واحد بالاتر (+۲۵٪ در مقایسه با جفت‌های معمولی)
● برای کاربردهای با حجم بالا به ابزارهای درج سفارشی نیاز دارد
۳. کاربردهای صنعتی
● سمعک و دستگاه‌های پزشکی قابل کاشت
● مجموعه‌های میکروپهپاد و سیستم‌های تنظیم نوری
نتیجه‌گیری
پیچ دو سر یکپارچه M1 زمان مونتاژ را کاهش داده و قابلیت اطمینان را در سیستم‌های میکرومکانیکی بهبود می‌بخشد. پیشرفت‌های آینده بر موارد زیر متمرکز خواهد بود:
● کاهش هزینه از طریق تکنیک‌های آهنگری سرد
● قابلیت توسعه به مدل‌های سایز M0.8 و M1.2
زمان ارسال: ۱۰ اکتبر ۲۰۲۵
