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革新連接技術:薄板壓鉚螺釘如何實現無縫固定?

來源: 發布時間:2025-07-15


  在通訊設備、新能源汽車、精密電子等領域的輕量化發展趨勢下,薄板材料的連接技術面臨更高要求:既要保證結構強度,又需兼顧裝配效率與環保性。薄板壓鉚螺釘憑借其獨特的壓鉚工藝,通過機械變形在0.2-3mm厚度的金屬薄板上形成長久性螺紋連接,成為替代傳統焊接、鉚接及攻絲工藝的理想方案。千璽工業(杭州)有限公司作為國內壓鉚螺釘技術的創新帶領者,通過材料優化、結構創新與工藝升級,推動壓鉚連接技術向高精度、高可靠、綠色化方向演進,為全球鈑金加工行業提供系統性連接解決方案。

  一、技術溯源:從機械變形到精密連接的范式突破

  薄板壓鉚螺釘的誕生源于鈑金行業對“薄而強”連接技術的迫切需求。傳統連接方式在薄板場景中存在明顯局限:

  焊接:熱影響區易導致薄板變形,且無法實現可拆卸連接;

  鉚接:需額外鉚釘,增加重量與裝配步驟;

  攻絲:薄板螺紋深度不足,承載力弱且易滑牙。

  20世紀中期,美國PEM公司(現PennEngineering)初次將壓鉚工藝引入緊固件領域,通過螺釘尾部的特殊結構(如齒形、波紋形),在壓力作用下使薄板材料發生塑性流動,形成包裹螺釘的機械互鎖結構。這一創新實現了三大技術突破:

  無熱連接:全程機械變形,避免熱應力導致的材料性能劣化;

  單側操作:只需從連接件一側施壓,適用于封閉結構或空間受限場景;

  輕度高度螺紋:壓鉚形成的螺紋牙型深度是攻絲的2-3倍,抗拉強度提升50%以上。

  隨著技術擴散,PEM標準逐漸成為全球壓鉚螺釘的通用規范。國內企業通過引進吸收再創新,在材料適配性、表面處理工藝等方面形成差異化優勢,推動壓鉚技術從進口依賴走向自主可控。

  二、千璽工業(杭州)有限公司:以創新重構壓鉚連接價值鏈

  作為國內壓鉚螺釘領域的標準企業,千璽工業(杭州)有限公司構建了從材料研發到智能裝備的全產業鏈技術體系,其關鍵創新集中在三大維度:

  1. 材料科學:突破輕量化與強度的矛盾

  針對新能源汽車電池包、5G基站散熱片等對重量敏感的應用場景,千璽工業研發了輕度高鋁合金壓鉚螺釘,通過微合金化與熱處理工藝,在保持材料密度只為鋼1/3的同時,將屈服強度提升至300MPa以上。其專利設計的梯度強度結構(頭部輕度高度、桿部高韌性),使螺釘在壓鉚過程中既能承受高壓變形,又能避免脆性斷裂,良品率較行業平均水平提高15%。

  2. 結構創新:從單一功能到系統集成

  傳統壓鉚螺釘只實現連接功能,千璽工業通過模塊化設計將其擴展為多功能組件:

  導電壓鉚螺釘:在螺釘表面沉積納米銀層,實現電氣連接與機械固定的雙重功能,應用于新能源汽車高壓連接器,簡化裝配流程;

  密封壓鉚螺釘:尾部集成橡膠密封圈,壓鉚后自動形成IP67級防護,解決薄板防水難題,廣泛應用于戶外通訊設備;

  自鎖壓鉚螺釘:通過螺母與螺釘的彈性嵌合設計,消除振動環境下的松動風險,滿足軌道交通、航空航天等高可靠場景需求。

  3. 工藝升級:智能制造賦能精密壓鉚

  千璽工業自主研發的智能壓鉚機,集成壓力傳感器、激光定位與AI算法,可實時監測壓鉚力、變形量等關鍵參數,并根據材料厚度自動調整工藝曲線。該設備將壓鉚精度控制在±0.02mm以內,較傳統液壓機提升3倍,同時通過能量回收系統降低能耗40%。其開發的數字化壓鉚工藝庫,已覆蓋200余種材料組合,客戶可通過云端平臺快速獲取較優壓鉚方案,縮短產品開發周期50%以上。

  三、技術演進:壓鉚連接的未來圖景

  隨著工業4.0與碳中和目標的推進,薄板壓鉚螺釘正從“單一緊固件”向“智能連接系統”演進,其發展方向呈現三大趨勢:

  1. 材料綠色化:生物基與可降解材料的應用

  千璽工業聯合中科院寧波材料所開發的/竹纖維復合壓鉚螺釘,在保持機械性能的同時,實現全生命周期碳足跡降低60%。其可降解特性使其成為一次性醫療設備、環保包裝等領域的理想選擇,目前該產品已通過EN13432認證,進入歐盟市場。

  2. 連接智能化:嵌入式傳感與數據交互

  通過在壓鉚螺釘內部集成微型應變傳感器,千璽工業實現了對連接狀態的實時監測。當螺釘因振動或疲勞產生松動時,傳感器可通過NFC或藍牙向維護系統發送預警信號,將設備停機風險降低80%。該技術已應用于風電變槳系統、工業機器人關節等關鍵部位。

  3. 制造柔性化:3D打印定制化生產

  針對航空航天、醫療器械等小批量、高復雜度場景,千璽工業引入金屬3D打印技術,實現壓鉚螺釘的“設計-制造一體化”。通過拓撲優化算法,可在保證強度的前提下將螺釘重量減輕40%,同時支持異形結構(如空心、多螺紋)的快速迭代,滿足個性化定制需求。

  四、產業賦能:從技術突破到生態重構

  千璽工業的技術創新不僅推動了壓鉚螺釘本身的進化,更在重構整個鈑金加工產業鏈的價值分配:

  對設備商:其智能壓鉚機與工藝庫的開放接口,使傳統沖壓設備廠商能夠快速升級為數字化壓鉚生產線,提升設備附加值;

  對終端用戶:通過“連接件+工藝+裝備”的一站式解決方案,幫助客戶降低裝配成本30%以上,同時減少因連接失效導致的質量損失;

  對行業標準:千璽工業主導制定的《壓鉚連接技術規范》團體標準,已納入GB/T 3098.20-2021國家標準修訂草案,推動行業向規范化、高級化發展。

  結語

  從機械變形的原始創新到智能連接的未來圖景,薄板壓鉚螺釘的技術演進史,本質上是人類對“輕而強”連接永恒追求的縮影。千璽工業(杭州)有限公司通過材料、結構與工藝的三重突破,不僅重新定義了壓鉚連接的性能邊界,更以系統性創新賦能千行百業。在碳中和與工業智能化的雙重驅動下,壓鉚技術必將持續進化,成為連接未來工業的“隱形脊梁”。



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