Wat is een levend scharnier?
Een levend scharnier, soms een buiglager of flexlager genoemd, is een flexibel segment van materiaal, meestal gemaakt van een soort plastic, dat twee stijve oppervlakken verbindt. Het scharnier is flexibel, waardoor het kan buigen. Dit type scharnier wordt meestal gebruikt om een deksel te verbinden met een container in een wegwerpverpakking.
Hoewel vergelijkbare scharnieren kunnen worden gemaakt van materialen zoals stof of leer, is de term "levend scharnier" specifiek van toepassing op die van een soort kunststof. Dergelijke scharnieren worden meestal spuitgegoten, wat betekent dat het plastic in een harde mal wordt geïnjecteerd en vervolgens wordt verwijderd wanneer het wordt uitgehard. Spuitgieten is snel en goedkoop, en de hoeveelheid materiaal die nodig is voor een levend scharnier is relatief klein, dus dergelijke scharnieren zijn over het algemeen een goedkope optie.
Ondanks de lage kosten zijn dergelijke scharnieren onverwacht sterk en gaan ze veel langer mee dan verwacht. Standaard scharnieren genereren wrijving tussen bewegende delen, wat leidt tot slijtage. Gevormd uit één stuk plastic, leven levende scharnieren niet fysiek samen met enig ander onderdeel, dus er wordt geen wrijving gegenereerd, waardoor de levensduur van het scharnier wordt verlengd.
Verschillende soorten kunststoffen worden gebruikt voor verschillende scenario's. Polyethyleen en polypropyleenharsen zijn populaire materialen, omdat ze een lage vermoeiingsgraad hebben. Dit betekent dat ze vele malen kunnen worden gebogen zonder te barsten of te falen. Scharnieren waarvan het onwaarschijnlijk is dat ze meer dan een paar keer zullen worden gebogen, zijn soms gemaakt van minder vermoeidheidbestendige materialen, zoals nylonhars.
Wegwerpverpakkingen worden het meest gebruikt voor levende scharnieren. Dergelijke scharnieren zijn te zien op de pakketten voor items, variërend van schoonmaakproducten tot babydoekjes tot levensmiddelen. Plastic draagtassen, zoals zeepbakken of pennenbakken, maken ook vaak gebruik van levende scharnieren. Een ander algemeen gebruik, misschien minder duidelijk voor het grote publiek, is de vervaardiging van micro-elektromechanische systemen zoals de schakelingen die worden gebruikt in gewone elektronische apparaten, waaronder telefoons, computers en televisies.
Een levend scharnier dat duizenden keren kan buigen voordat het faalt, staat bekend als een volledig elastisch scharnier. Volledig plastic scharnieren kunnen slechts een handvol keren buigen. Elastische plastic scharnieren kunnen echter honderden keren of meer buigen.
Het ontwerpen van een levend scharnier dat zo lang meegaat als nodig is, vereist een zorgvuldige berekening en een gedegen kennis van de fysica. De hoek waaronder het scharnier moet openen, samen met de elasticiteit van de gebruikte plastic vezels, zijn kritische factoren in de levensduur van het scharnier. Ontwerpingenieurs moeten precies begrijpen hoeveel spanning op het scharnier wordt geplaatst om de juiste dikte en het juiste materiaal te bepalen.