Che cos'è una cerniera vivente?
Una cerniera vivente, a volte chiamata cuscinetto a flessione o cuscinetto flessibile, è un segmento flessibile di materiale, solitamente costituito da un tipo di plastica, che unisce due superfici rigide. La cerniera è flessibile e consente di piegare. Questo tipo di cerniera viene spesso utilizzato per unire un coperchio a un contenitore in confezione usa e getta.
Mentre cerniere simili possono essere realizzate con materiali come tessuto o pelle, il termine "cerniera vivente" si applica specificamente a quelli realizzati con un tipo di plastica. Tali cerniere sono generalmente stampate a iniezione, il che significa che la plastica viene iniettata in uno stampo duro, quindi rimossa quando impostata. Lo stampaggio a iniezione è rapido ed economico e la quantità di materiale necessaria per una cerniera vivente è relativamente minima, quindi tali cerniere sono generalmente un'opzione economica.
Nonostante il basso costo, tali cerniere sono inaspettatamente forti e possono durare molto più a lungo del previsto. Le cerniere standard generano attrito tra le parti mobili, provocando l'usura. Formati da un singolo pezzo di plastica, le cerniere viventi non interagiscono fisicamente con nessun'altra parte, quindi non viene generato attrito, aumentando la durata della cerniera.
Diversi tipi di plastica vengono utilizzati per diversi scenari. Le resine di polietilene e polipropilene sono materiali popolari, poiché hanno un basso tasso di fatica. Ciò significa che possono essere piegati molte volte senza rompersi o fallire. È improbabile che le cerniere vengano piegate più di qualche volta a volte con materiali meno resistenti alla fatica, come la resina di nylon.
L'imballaggio usa e getta è l'uso più comune per le cerniere viventi. Tali cerniere possono essere viste sulle confezioni per articoli che vanno dai prodotti per la pulizia alle salviette per neonati agli alimenti. Anche le custodie in plastica, come contenitori di sapone o scatole di matite, usano spesso cerniere viventi. Un altro uso comune, forse meno evidente al grande pubblico, è nella produzione di sistemi microelettromeccanici come i circuiti utilizzati nei comuni dispositivi elettronici, tra cui telefoni, computer e televisori.
Una cerniera vivente in grado di flettersi diverse migliaia di volte prima che il fallimento sia noto come cerniera completamente elastica. Le cerniere completamente in plastica possono flettere solo una manciata di volte. Le cerniere in plastica elastica, tuttavia, possono flettere centinaia di volte o più.
Progettare una cerniera vivente che duri quanto basta richiede un attento calcolo e una solida conoscenza della fisica. L'angolo a cui deve aprirsi la cerniera, insieme all'elasticità delle fibre di plastica utilizzate, sono fattori critici nella vita della cerniera. I progettisti devono capire con precisione quanta sollecitazione verrà posta sulla cerniera per determinare lo spessore e il materiale corretti per la necessità.