Accoppiamenti a scatto (Snap-fit) metallici per applicazioni strutturali

The Snap-fits can be an excellent alternative to traditional joining methods used in the creation of objects composed of several parts. Their main features are: the practicality, speed of assembly and especially the intuitiveness. In the elastic range, these devices are very employed thanks to the relatively low stiffness that allows the use of not bulky components and ease of realization through the process of injection. As plastic Snap-fits present low mechanical strength, they are impossible to be used in the structural field. On the other hand, metallic materials, which can be used in this field, present several issues: a high Young Modulus requires components too thin, leading to problems of low mechanical strength, or too long, with space problems. Furthermore, the demand for high levels of detail and precision reduces the technological processes available, considering both economic competitiveness and production. The aim of this work is to study applications of metallic structural Snap-fit in two different fields: noise barriers and exhibition stands. In both cases, it has been given a solution to issues as rapid assembly, with the design of Snap-fit connection, and ease of maintenance, by designing closures of the barriers that can be easily opened and using stronger materials than MDF for the panels. The material chosen is an aluminum alloys which provides both the mechanical strength and the elasticity required. As expected, the realization of the prototype for one of these projects has provided interesting insights for future designs, and confirmed that a further study of this technology will bring excellent results in the metallic structural field.

I collegamenti a scatto integrati, o Snap-fit, possono essere un’ottima alternativa ai metodi di unione classici utilizzati per la realizzazione di oggetti composti da più parti. I loro punti di forza sono: la praticità, la velocità di montaggio e soprattutto l’intuitività. In campo elastico questi dispostivi son molto diffusi grazie alla rigidezza relativamente bassa che permette l’utilizzo di componenti non ingombranti e alla facilità di realizzazione attraverso il processo di iniezione. Il problema degli Snap-fit plastici è legato alla bassa resistenza meccanica e quindi all’impossibilità di essere utilizzato in campo strutturale. I materiali metallici, che possono essere utilizzati in questo campo, presentano però dei grossi problemi: un alto modulo di rigidezza porta all’utilizzo di componenti troppo sottili, con problemi di resistenza meccanica, o troppo lunghi, con problemi di ingombro. Inoltre la richiesta di elevati livelli di dettaglio e di precisione riducono i processi tecnologici utilizzabili sotto il punto di vista della competitività economica e di produzione. Questa tesi propone delle possibili applicazioni di Snap-fit metallici strutturali in due campi diversi: le barriere antirumore e gli stand fieristici. In entrambi i casi si è cercato di dare una soluzione ai problemi di rapidità di assemblaggio, con la progettazione di dispositivi di collegamento e bloccaggio Snap-fit, e alla praticità di manutenzione, con la progettazione di chiusure apribili facilmente per le barriere e l’utilizzo di materiali più resistenti del MDF per i pannelli divisori degli stand. Si sono scelti come materiali di costruzione le leghe di alluminio che forniscono la resistenza meccanica e l’elasticità richiesta. Infine la realizzazione di un prototipo di uno di questi progetti ha fornito interessanti spunti per progettazioni future ed ha confermato che uno studio più accurato di questa tecnologia può dare ottimi risultati in campo strutturale metallico.