Cerniere integrali 101 — Cosa bisogna sapere
Le cerniere integrali sono durature e possono essere utilizzate in un numero infinito di applicazioni, quindi vale la pena conoscerle un po' di più.
Cos'è una cerniera integrale?
Una cerniera integrale è una sezione sottile e flessibile di plastica (di solito) utilizzata per collegare due sezioni rigide su un oggetto o un elettrodomestico.
Spesso, le due sezioni e la cerniera integrale stessa sono formate da un pezzo di plastica continuo e stampato. È anche possibile acquistare cerniere integrali singole che possono essere collegate alle due sezioni che si sta cercando di collegare utilizzando fissaggi meccanici.
Nomi e tipi di cerniere integrali
Vale la pena notare che le cerniere integrali non sempre portano questo nome.
A volte sono cerniere continue in plastica o cerniere a pianoforte, anche se troverete che la definizione esatta di ciascuna può variare a seconda di come la si guardi o del materiale di cui sono realizzate.
Siete alla ricerca di dimensioni?
Date un'occhiata alla tabella delle dimensioni di cerniere continue di Essentra per un elenco di tutte le nostre dimensioni di cerniere continue.
In che modo una cerniera integrale differisce da una standard?
Una cerniera standard in genere ha bisogno di una sorta di perno centrale o asta per poter ruotare, come mostrato negli esempi in basso:
Una cerniera integrale, invece, è formata da un singolo pezzo di materiale. La sua semplicità di progettazione è illustrata qui, nelle cerniere continue di Essentra Components.
Tipi di cerniere integrali
Esistono quattro tipi principali di cerniere integrali, ognuna con i propri vantaggi:
| Cerniera piatta/diritta | Di gran lunga la cerniera integrale più utilizzata. È costituita da due strisce diritte con una sezione della cerniera stretta e flessibile. |
| Cerniera doppia | Comprende due cerniere integrali diritte separate da una striscia di collegamento stretta. Le cerniere doppie sono utili per applicazioni in cui è necessario spazio tra le due sezioni collegate oppure la cerniera deve ruotare a 360˚ invece di 180˚. |
| Cerniera a farfalla | Comunemente utilizzate nei cappucci erogatori, le cerniere a farfalla sono quelle note anche come cappucci ermetici. Una volta aperta o chiusa la cerniera oltre un certo angolo, la cerniera completerà la rotazione e rimarrà nella posizione completamente aperta/chiusa. |
| Cerniera bi-stabile | Fondamentalmente una cerniera a farfalla con aggiunta di dinamismo. Quando la cerniera integrale a farfalla ha una sezione a cerniera singola, la cerniera integrale bi-stabile ne ha tre. Come la cerniera a farfalla, la cerniera bi-stabile si aprirà o si richiuderà quando raggiungerà un certo angolo; le sezioni aggiuntive della cerniera determinano un'azione più forte e una maggiore stabilità in entrambe le posizioni finali. |
Metodi di produzione
Se si tratta di una cerniera integrale personalizzata di cui avete bisogno, vale la pena conoscere i vari metodi di produzione.
Stampa 3D
Fino a poco tempo fa, il modo migliore per produrre un prototipo di cerniera vivente era la lavorazione CAD e CNC.
Ma la stampa 3D è cresciuta enormemente nella produzione di prototipi: è veloce, conveniente e, spesso, completamente automatizzata. La stampa 3D è ideale per creare prototipi singoli a scopo dimostrativo, poiché le cerniere stampate non hanno la stessa durata di quelle prodotte in altri modi.
Lavorazione CNC
Quando pensate alle cerniere lavorate a macchina CNC, probabilmente vi verrà spontaneo pensare direttamente a qualcosa come le cerniere in acciaio per impieghi gravosiinvece che a quelle in plastica.
Ma c'è ancora molto da dire per la plastica lavorata a macchina CNC — a condizione che si lavori con un'azienda con macchinisti qualificati, si potranno ottenere ottimi risultati. La lavorazione CNC è perfetta per produrre prototipi e testare lotti di prodotti con cerniere integrali in plastica.
È molto più veloce e conveniente dello stampaggio, soprattutto se succede che il modello deve essere cambiato.
Per lotti di prototipi di circa 100 unità o più, dovrete prendere in considerazione la possibilità di pagare per attrezzature personalizzate e proseguire poi con lo stampaggio.
Stampaggio a iniezione
Se avete perfezionato il modello della vostra cerniera integrale e siete pronti per la produzione in massa, è il momento di passare allo stampaggio a iniezione.
Una volta creato il layout iniziale per la progettazione e la produzione di utensili su misura, lo stampaggio a iniezione è di gran lunga il metodo più veloce e conveniente per produrre articoli con cerniere integrali.
Taglio laser
Non la tipica cerniera integrale, ma merita ancora una menzione per la sua crescente popolarità. È possibile utilizzare una laser per il taglio per creare cerniere integrali in lamine più spesse come MDF.
Questo tipo di cerniera risulta ancora pesante per l'estetica piuttosto che per la durata ed è spesso utilizzata per articoli commerciali di lusso come cover per notebook, cartelle e custodie per laptop.
Estrusione
L'estrusione viene utilizzata per creare cerniere continue in plastica che sono progettate per essere collegate ad altri articoli, quindi è molto più interessante per i produttori di cerniere che per i tecnici del prodotto.
Come lo stampaggio a iniezione, l'estrusione utilizza il calore per modellare un articolo in una particolare forma – in questo caso, una sezione trasversale. La plastica riscaldata viene forzata attraverso uno stampo e, quando si raffredda, si solidifica.
Cerniera integrale e cerniera convenzionale: quale utilizzare?
Può risultare difficile sapere quando utilizzare un particolare tipo di cerniera, quindi abbiamo suddiviso le principali caratteristiche delle cerniere integrali qui. I vantaggi principali includono:
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Applicabilità
Le cerniere integrali sono compatte, semplici e versatili, il che le rende adatte per una vasta gamma di applicazioni, sia commerciali che industriali, comei componenti HVAC per impieghi leggeri.
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Durata
Grazie al design a pezzo unico, le cerniere integrali stampate si collocano in alto sulla scala della resistenza. Non c'è niente da manovrare e funzionano senza attrito, quindi non sono soggette alla stessa usura delle cerniere tradizionali, anche dopo centinaia di migliaia o milioni di cicli. Questo le rende una soluzione molto apprezzata per la chiusura a clip per applicazioni come i chiavistelli per porte di armadio.
Supponendo che siano prodotte correttamente e non siano danneggiate o soggette a condizioni innaturali, è possibile che le cerniere integrali abbiano la stessa durata utile dell'oggetto di cui fanno parte.
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Rapporto costo-efficacia
Monopezzo, le cerniere viventi sono molto meno costose da produrre in massa rispetto alle cerniere standard, che richiedono una varietà di utensili, componenti multipli e assemblaggio manuale.
Se scegliete una cerniera integrale personalizzata, tenete presente questo aspetto. Anche se l'investimento iniziale per stampi e utensili su misura può essere abbastanza costoso, il tempo e il denaro saranno recuperati durante la produzione di massa compensando facilmente il costo iniziale.
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Resistenza chimica
Le cerniere integrali sono solitamente realizzate in plastica, che non si arrugginisce come le cerniere metalliche standard. Poiché le cerniere integrali in plastica non si corrodono come le cerniere in acciaio inossidabile, sono spesso prescelte, ad esempio, per armadi per uso esterno, armadi elettrici per esterni o armadi per apparecchiature di telecomunicazione per esterni.
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Flessibilità
Le cerniere integrali offrono una straordinaria flessibilità intorno al loro punto di rotazione, oltre 180˚ nelle normali cerniere standard viventi.
Il design della cerniera integrale può essere personalizzato per offrire una rotazionea 360˚ o per limitare la rotazione a un particolare angolo, se necessario.
Questa ulteriore flessibilità è utile nelle applicazioni in cui il coperchio deve ruotare di 180˚+ e spostarsi completamente, come le cerniere per porte di armadi elettrici e gli armadi server per data center, dove è necessario un accesso illimitato.
Lunghezza
Le cerniere continue in plastica possono essere utilizzate per fornire supporto e stabilità uniformemente distribuiti lungo il bordo rotante del prodotto, riducendo il peso e la sollecitazione posti sulle sezioni collegate e sulla cerniera durante ciascun ciclo.
Questa maggiore stabilità è ideale per armadi in plastica compatti e montati a parete e offre alle cerniere integrali un vantaggio su diversi tipi di cerniere per armadi.
Limiti della cerniera integrale
Come qualsiasi tipo di cerniera, le cerniere integrali hanno i loro punti deboli. Per dare priorità a una delle seguenti caratteristiche del vostro progetto, dovrete prendere in considerazione le cerniere standard:
- Resistenza
Il punto di forza delle cerniere integrali non è la loro forza, né sono adatte ad applicazioni in cui sono collegate due (o più) sezioni pesanti.
Quindi, anche se sono adatte ad alcune applicazioni industriali, non sono abbastanza resistenti per le altre. Ad esempio, funzionerebbero bene come parte di una chiusura per porte per impieghi gravosi, ma non si adatteranno mai ai normali tipi di cerniere per porte pesanti. Con la loro sezione centrale altamente flessibile, le cerniere integrali hanno una capacità di carico del cuscinetto molto limitata e si possono danneggiare facilmente con una forza eccessiva, soprattutto se applicata in modo non uniforme alla cerniera.
- Stabilità termica
La plastica ha un punto di fusione relativamente basso, il che significa che la cerniera integrale tipica non è affatto adatta ad applicazioni in cui sarà soggetta a calore estremo.
Allo stesso modo, i polimeri tendono a diventare fragili e facilmente separabili quando esposti a temperature estremamente basse. È meglio utilizzare le cerniere integrali solo per articoli che saranno utilizzati in ambienti a temperatura moderata.
- Mancanza di scelta del materiale
Le cerniere integrali sono quasi sempre realizzate in plastica, di solito in polipropilene PP o polietilene PE.
E anche se è possibile utilizzare additivi per migliorare o ridurre alcune caratteristiche intrinseche del polimero, è comunque limitata la quantità di componenti modificabili prima di rischiare di compromettere l'efficacia della cerniera.
Per quali applicazioni è possibile utilizzare una cerniera integrale?
Le cerniere integrali si trovano ovunque nel mercato dei beni di consumo. Sono flessibili, resilienti, impermeabili all'umidità e a basso costo per la produzione di massa, il che le rende la soluzione ideale per:
| Elettrodomestici | Applicazioni industriali |
| Tappi per bottiglie per alimenti, bevande e prodotti per l'igiene personale | Cerniere per porte di armadi per esterni |
| Cosmetici compatti | Armadi per esterni resistenti alle intemperie |
| Chiusure a scatto sui barattoli per la conservazione degli alimenti | Diversi tipi di cassette di derivazione elettrica |
| Cassette degli attrezzi | Componenti incernierati di un sistema HVAC |
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