生活的秘密是铰链可以折平

我们过去曾写过关于活铰链的提示，活铰链是塑料部件上可以折叠的薄区域。它们经常被用来制造一个容器和它的盖子作为一个单一的模具部分，如果设计得当，它们可以打开和关闭数千次而不会失去强度或灵活性。这个概念很简单，但我们对一小块塑料的需求量很大。在典型的应用中，铰链可以弯曲90度或180度，但270度甚至接近360度的弧度也不是完全没有听说过。无论弧线是什么，我们都希望铰链能够一次又一次地工作，而不会失去它的强度。设计糟糕的活铰链——让产品开发人员或最终用户非常沮丧——可能会在它们开始坏掉之前运行几次，或者它们实际上可能会阻止两个铰链部分按照它们应该的方式相遇。精心设计的生活铰链，操作起来像任何金属铰链一样整齐、流畅，可以延长产品的使用寿命。

需要考虑的因素

有几个因素影响活铰链的性能。首先是材料本身。像聚碳酸酯这样的脆性树脂根本不适合做铰链。另一方面，像TPE这样非常灵活的树脂可能会制造出很好的铰链，但缺乏形成零件其余部分的刚度。最受欢迎的带有活铰链的树脂是聚丙烯和聚乙烯，两者都能平衡较厚区域的刚度和树脂较薄区域的灵活性。影响活铰链性能的其他因素包括铰链本身的厚度(足够厚以坚固，足够薄以灵活)和弯曲半径(更薄的铰链可以在更窄的半径内弯曲而不损坏)。

在某些情况下，这种平衡并不是很有挑战性。举个例子，把挤压瓶的壶嘴和瓶盖连接起来，防止瓶盖丢失的塑料条。它被称为系绳带，虽然从技术上讲它不是一个活铰链，但它具有类似的功能。一个典型的系绳带比大多数活铰链更厚，所以它很坚固，它可以弯曲一个非常大的半径，所以在弯曲的时候没有损坏树脂的风险。另一方面，塑料工具箱上的活铰链很薄，当盒子关闭时，它连接的两个表面基本上是平靠在一起的，在铰链上产生了一个非常紧密的弯曲。这使得铰链设计的挑战更大。

薄如纸的例子

一个简单的方法来演示活铰链是如何工作或失败的是一张纸。将一张纸松松地对折，但不要在它弯曲的地方压出折痕。这就是具有可接受弯曲半径的活铰链所发生的情况。只要你保持纸张的折叠，你可以随心所欲地弯曲和展开它，而不会削弱它。然而，如果你想让折叠好的纸平躺在信封里，你就把它压平，形成折痕。你现在已经永久地改变了纸张的结构。在显微镜下，你可以看到纤维在皱褶处断裂，如果你试图撕裂床单，它可能会沿着减弱的皱褶撕裂。

再次从那张松散折叠的纸开始，当你轻轻地按在折痕上时，你可以感觉到阻力。你甚至可以感觉到，在折痕变成永久折痕之前，你可以推多远。使用更薄的纸，你可以压得更远，而不会削弱它的结构。如果使用较厚的纸张或较轻的纸板，则阻力较大，永久变形的半径也较大。这和塑料活铰链是一样的。但纸张和塑料都面临的问题是:如何在不损坏铰链的情况下，让被折叠的表面平躺?

对于纸张，你可以通过将匹配表面提高到铰链水平以上来实现，比如在它们上面添加纸板(见图1)。这可以确保纸张折叠时，纸板表面彼此平放，而折叠处的纸张保持半径，防止材料永久变形。在塑料中，你可以通过将活铰链稍微凹进来达到同样的目的，使其低于它所连接的配合表面(见图2)。如果没有凹进来，折叠时活铰链会发生两种情况之一:

1. 铰链中的塑料将抵抗被强迫进入太小的半径，并将防止相邻表面相遇。这对铰链有好处，并保持其完整性，但对设计的整体性能不利。
2. 通过缩短铰链或对配合特征施加力将它们压在一起，可以使表面相遇。这对铰链外部的压力过大，削弱或撕裂它(见图3)。

潜在的问题

与活铰链一样有用的是，它们可以具有挑战性的模具，需要仔细注意模具零件设计的各个方面。树脂必须能够通过模具之间的狭窄的缝隙流动，这将形成铰链。铰链处的收缩将导致铰链上游的压力增加，从而导致闪光，而铰链下游的压力降低，从而导致潜在的填充问题。不幸的是，这个问题不能通过在铰链的任何一侧浇注来解决，因为在铰链处有两个树脂流相遇会大大削弱它。

我们的引用分析不会特别识别铰链在你的设计实际上是一个铰链，但它将识别潜在的可塑性问题，可以在任何零件制造之前解决。一旦你有了原型，你就可以进一步测试活铰链的设计，然后再增加到更高的产量。

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