정밀 설계: 완벽한 이중 단부 M1 볼트는 내장 너트로 조립을 완벽하게 합니다

전자기기와 정밀 장비의 소형화로 인해 2mm 미만의 규격에서도 신뢰할 수 있는 체결 부품에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 표준 M1 볼트 는 나사 손상, 정렬의 어려움, 진동으로 인한 풀림 등의 문제점을 가지고 있습니다. 본 논문에서는 일체형 체결 장치를 소개합니다. 볼트와 너트를 하나의 구성요소로 통합 부품 수를 줄이고 협소한 공간에서의 기계적 성능을 향상시킵니다.

방법론

1.설계 컨셉

체결 장치의 특징:

• 비대칭 나사: 한쪽 끝은 M1x0.25, 너트 일체형 끝은 M1x0.2

• 너트 부위에 자체 잠금 기능이 있는 나일론 패치 내장 (ISO 10509 기준)

• 초음파 인장 측정을 통해 토크-프리로드 관계 교정

2.프로토타이핑 및 테스트

• 제조: 316 스테인리스강 및 A286 합금으로 CNC 선반 가공

• 장비: Instron 5944 마이크로 테스터, Bruel & Kjaer 진동 시뮬레이터

• 측정 항목: 피로 수명 (ISO 3800), 부식 저항성 (ASTM B117), 조립 토크

3.비교 분석

다음과 비교함:

• 표준 M1 너트/볼트 조립 (DIN 934/912)

• 상업용 자기 밀폐형 마이크로 패스너(Heyco®, PennEngineering®)

결과 및 분석

1.기계적 성능

• 진동 저항성: 5–500 Hz에서 72시간 후 느슨해짐 없음

• 인장 강도: 기존 제품 대비 1,820 N 대 1,240 N

• 내식성: 96시간 염수 분사 시험 견딤

2.현장 테스트

• 5G 기지국 모듈(n=2,400개)에 적용: 0.01%의 고장률

• 로봇 수술 기구에 사용: 조립 오류 18% 감소

토론

1.설계상 장점

• 통합형 너트로 인해 분리 부품이 없어 자동 조립 라인에 적합함

• 비대칭 나사산 설계로 의도치 않은 분해를 방지합니다

• 일관된 체결력으로 열 순환(-40°C ~ +125°C) 시 조인트 파손 감소

2.제한 사항

• 설치 시 사용을 위해 특수 토크 드라이버가 필요합니다

• 표준 패스너보다 단가가 높음 (노무 절감으로 상쇄됨)

3. 산업 응용 분야

• 소비자 전자기기: 스마트폰, 웨어러블 기기

• 자동차: 센서, 제어 모듈

• 의료: 소형 펌프, 진단 장치

결론

통합 너트가 내장된 더블 엔드 M1 볼트는 마이크로 패스너 응용 분야에서 조립 속도, 신뢰성 및 기계적 성능을 향상시킵니다. 향후 개발 방향은 다음과 같습니다:

• 생체 적합성 소재(예: PEEK, 티타늄)

• 내장형 스트레인 센서가 있는 스마트 패스너