2024-10-17

金属弹簧浅谈

弹簧涵盖范围相当广泛,市面上有各种材质的运用与形式呈现,只要用途是运用于力量的储存与释放,广义而言,均可归纳为弹簧之一环。 最为大众熟知的弹簧形式为使用金属材质,被拿来做圆形的卷绕形式,此制作方式,目前确实已最为广泛被运用于各种产业,拜工业革命之赐,金属线材的制造工艺臻于成熟,经由金属化学成分的比例调整,与各种不同的制程的调整,可以产出各类不同特性、抗张拉力的线材,大量提供弹簧制造者不同尺寸的线材选择,所以金属线材卷制出来的弹簧成为市场上的主流,更为大家所熟知。

以金属弹簧为例,其使用的线材外形,除了最为普遍的圆线之外,还有矩形、方形、椭圆形等等,依照产品需要的强度与使用频率而定。线材的材料种类,最常使用琴钢线、硬钢线、油回火线、不锈钢线、钛合金、铜合金等等,可依照各产业需求特性做选择,举例而言,医疗产业最常使用不锈钢线,油回火线最常被运用于汽车、运输产业,铜合金较常被使用于电器、电子类产品,其余一般机器、五金需要的弹簧材料则依照其用途与作业环境做选择。

市面上最常见的金属线材弹簧分为四大类:
1. 压簧,线材经过卷绕动作,让簧体圈与圈之间有间距,顾名思义,即是利用其每圈之间的间距,让力量得以往返反覆运作。压簧的外形看似简单,其实不然,需视其运用而定,使用于原子笔的压簧,想对简易,若用于汽车的汽门弹簧,由于高使用频率与强度要求,重点是涉及人身安全,则需要考量的面向相对复杂许多,除了精准度、耐用频率,其频繁运作的频率是否能承受长达数十万次以上而不至于断裂,对于制造者都是相当大的考验。
2. 拉簧,大部分的拉簧的簧体在圈与圈之间是密着没有间距,极少数因设计者的考量而有间距。 拉簧即是运用其密着的状态,当外力拉引弹簧一端或两端,最初需要施以最大力量使圈与圈之间产生间距,称之为初张力,紧接着外力的引张作用,运用拉簧回弹恢复的力量,达到力量储存与释放的目的。
3. 扭簧,大部分为无间距的簧体,一端或两端有直线脚长,通常一端固定,另一端为运动端,借其扭力往复作用,达到使用效果。 最为大众所熟知的运用,即是门轴绞链或是笔记型电脑的绞链等等。
4. 线材成型,以各种形式呈现的弹簧,形状没有一定规则,主要仍取其金属线材本身的刚性与弹性,达到使用的目的。线材成形不容易有标准化的规格制订,主要以设计者需求量身订做。

弹簧与螺丝相同,在各种产业扮演最佳配角的角色,无独有偶,已有一部分的产品逐渐被制定为标准品,为产品设计者大量运用,可快速满足设计的需求,成本合理、效率极高,目前为止,很难被其他产品取代。 尤其目前市面上的商品设计趋于轻薄短小,弹簧的设计也随之缩小,为了符合趋势,各种多轴弹簧机也随之应运而生,让弹簧紧跟着时代脚步不断进化。

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