Powiązane firmy

Branża elementów złącznych jest zróżnicowana i obejmuje szeroki zakres produktów, które mają różne zastosowania. Śruby, wkręty czy nakrętki wydają się niepozornym i mało ważnym elementem maszyn, konstrukcji czy innych większych produktów. Ich roli nie można jednak nie doceniać. Odpowiadają za mocowanie dwóch lub większej liczby elementów, zapewniając stabilność struktury. Co ważne, służą do łączenia nietrwałego, co znaczy, że połączenie można łatwo zdemontować bez uszkodzenia mocowanych elementów.

Popularne rodzaje elementów złącznych

Branża elementów złącznych oferuje szeroki wachlarz produktów, z których każdy zaprojektowano tak, żeby pasował do konkretnych zastosowań. Do najbardziej popularnych typów elementów złącznych należą poniżej wymienione. 

• Wkręty – to uniwersalne elementy złączne ze śrubowymi gwintami, które zapewniają doskonałe mocowanie. Występują w różnych typach, m.in. to wkręty do drewna, wkręty maszynowe i wkręty samogwintujące. Wkręty do drewna są idealne do projektów stolarskich, podczas gdy wkrętów maszynowych używa się w połączeniach elementów stalowych.
• Śruby i nakrętki – te współpracujące ze sobą elementy złączne zapewniają mocne połączenie. Śruby to gwintowane pręty z łbem, podczas gdy nakrętki to elementy z gwintem wewnętrznym. Te elementy złączne są niezbędne w budownictwie, motoryzacji i przemyśle maszynowym.
• Nity – to trwałe łączniki używane do łączenia dwóch materiałów, zazwyczaj metalu. Są szeroko stosowane w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym ze względu na swoją wytrzymałość i niezawodność.
• Kotwy – to specjalistyczne elementy mocujące, które służą do mocowania obiektów do powierzchni takich, jak beton lub cegła. Znajdują szerokie zastosowanie w projektach budowlanych i remontowych.

Typowe zastosowania elementów złącznych

Branża elementów złącznych obsługuje wiele sektorów, z których każdy ma własne, unikalne wymagania. Kluczowe znaczenie odgrywają w następujących branżach:

• Branża budowlana – w budownictwie elementy złączne odgrywają kluczową rolę w utrzymywaniu razem takich konstrukcji, jak budynki, mosty, a nawet drogi. Niezawodność łączników zapewnia bezpieczeństwo i trwałość tych konstrukcji w czasie.
• Motoryzacja – przemysł motoryzacyjny w dużym stopniu opiera się na elementach złącznych do montażu pojazdów. Odpowiednio zabezpieczone elementy złączne (od podwozia po elementy silnika) przyczyniają się do ogólnego bezpieczeństwa i trwałości samochodów.
• Elektronika – nawet w świecie miniaturowych urządzeń i komponentów elementy złączne mają swoje miejsce. Zabezpieczają komponenty w urządzeniach elektronicznych, zapewniając, że gadżety takie, jak smartfony i laptopy pozostają nienaruszone podczas codziennego użytkowania.

Historia elementów złącznych

Choć może zabrzmi to trochę mało wiarygodnie, to pierwsze elementy złączne pojawiły się już kilka wieków temu. Prymitywnych – patrząc z dzisiejszej perspektywy – form gwoździ czy śrub używano już w starożytnym Egipcie i Grecji, a także w Rzymie w budowie narzędzi, a nawet większych budynków. 

Szacuje się, że ok. 400 r. p.n.e. pojawiły się pierwowzory dzisiejszych śrub z gwintem. Używano ich głównie w ówczesnych prasach. Obrót śruby powodował, że dwa kawałki drewna lub innego materiału (trzymane razem przez tę śrubę) zbliżały się do siebie, ściskając znajdujący się w środku element. 

Do dziś znana jest również tzw. śruba Archimedesa, choć ciężko zaliczyć ją do kategorii elementów złącznych. Jeden koniec takiej śruby zanurzony jest w zbiorniku z cieczą i pod wpływem ruchu obrotowego transportuje daną ciecz do góry. Urządzenie to wykorzystywano m.in. do nawadniania czy usuwania zanieczyszczeń.

Pierwsze elementy złączne były wykonane przede wszystkim z drewna. Ponieważ jednak drewno z czasem ulega degradacji, elementy złączne zużywały się stosunkowo szybko i wymagały częstych zmian. Pierwsze metalowe elementy złączne (nity) powstały mniej więcej w III w., kiedy to pojawiła się konieczność stabilnego łączenia większych metalowych elementów.

Pierwsze śruby, wkręty i nakrętki o konstrukcji zbliżonej do współczesnych elementów złącznych sięgają X w. Ich popularność zaczęła szybko rosnąć, a najczęściej używano ich do łączenia elementów konstrukcyjnych dużych maszyn (w tym rolniczych) i statków. Wraz ze wzrostem popularności pojawiały się ich nowe rodzaje. 

Zaczęto też stosować różne materiały do ich produkcji, choć dominowały wówczas elementy złączne z żelaza, miedzi i mosiądzu. Z czasem postęp w metalurgii i procesach produkcyjnych doprowadził do opracowania szerokiej gamy elementów złącznych do różnych zastosowań.

Prawdziwy boom w branży elementów złącznych nastąpił jednak wraz z początkiem pierwszej rewolucji przemysłowej, czyli w XVIII w. Szybka industrializacja wymuszała stosowanie pewnych i mocnych elementów złącznych. W tym samym okresie pojawiły się też pierwsze tokarki, dzięki czemu śruby czy wkręty miały lepsze i trwalsze gwinty.

Ważnym momentem w historii elementów złącznych był 1841 r., kiedy to po raz pierwszy opracowano system standaryzacji produkcji elementów złącznych. Standard ten dotyczył gwintów śrubowych i określał kąt gwintu, jego głębokość i promień. Dwie dekady później stworzono pierwszy jednolity system produkcji elementów złącznych. 

W ten sposób powstały pierwsze znormalizowane śruby, co jeszcze bardziej upowszechniło ich stosowanie. Proces szerszej standaryzacji miał miejsce w okresie między I a II wojną światową i w końcu w 1947 r. ustalono wspólną standaryzację dla całej branży elementów złącznych.

Dalsza ewolucja elementów złącznych

Od czasów powojennych nastąpił dalszy postęp w technologiach i materiałach, które były wykorzystywane w produkcji elementów złącznych. Poza tradycyjnymi śrubami czy nitami pojawiło się wiele nowych rodzajów elementów złącznych. 

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Produkcja mechaniczna

Środki smarne do obróbki na zimno

Formowanie czy obróbka na zimno to złożony proces, szczególnie w przypadku produkcji metalowych sprężyn, gwoździ czy siatek z drutu. Kluczowym czynnikiem, który wpływa na jakość i trwałość końcowych produktów, jest odpowiedni dobór środków smarnych. Odgrywają one bowiem istotną rolę w redukcji tarcia między matrycą urządzenia formującego a obrabianym elementem.

Rozdzielanie i łączenie

Azot, tlen czy powietrze? Koszty gazu w procesie cięcia laserem

Jedną z najwyższych pozycji na liście kosztów eksploatacyjnych, które wiążą się z pracą wycinarki laserowej, zajmują gazy procesowe użyte w procesie cięcia. Obecnie najczęściej laserem tnie się za pomocą azotu lub tlenu, choć na popularności zyskuje również cięcie z wykorzystaniem powietrza. Warto rozważyć wszystkie dostępne możliwości, ponieważ zależnie od tego, jaką technologię cięcia wybierzemy, znacząco mogą się różnić koszty.

Potrzeby rynkowe sprawiły, że przestały być tylko prostymi komponentami mechanicznymi i często ewoluowały do dużo bardziej skomplikowanych rozwiązań. Obecnie są integralną częścią wielu nowoczesnych i zaawansowanych procesów produkcyjnych. Technologie projektowania wspomaganego komputerowo (CAD) i wytwarzania wspomaganego komputerowo (CAM) pozwalają inżynierom projektować skomplikowane wzory tych elementów, a przy okazji optymalizować ich wytrzymałość i wydajność.

Do najważniejszych zmian w ostatnim okresie należy zaliczyć przede wszystkim znaczący wzrost jakości elementów złącznych. Wpłynęły na to nowoczesna technika wytwarzania i wykorzystywane materiały. 

Efektem są dużo trwalsze i niezawodniejsze śruby i elementy złączne z innych kategorii. Na szczególną uwagę zasługuje przejście od niskowytrzymałych elementów złącznych ogólnego przeznaczenia do wysokowytrzymałych produktów specjalistycznych.

Tomasz Gargaś, dyrektor generalny firmy Sariv, przekonuje, że w obszarze elementów złącznych zachodzą istotne zmiany, które są zgodne z ogólnymi trendami przemysłowymi. Do kluczowych kierunków zmian zalicza m.in. pojawienie się całkowicie nowych materiałów:

– Nowoczesne elementy złączne coraz częściej są produkowane z materiałów kompozytowych i stopów metali lżejszych (np. tytanu), które zapewniają lepszą wytrzymałość przy jednoczesnym zmniejszeniu masy. Popularność zdobywają również materiały, które zapewniają większą odporność na korozję (co przedłuża żywotność elementów złącznych), a także wyższe klasy wytrzymałości, które również przekładają się na przedłużenie ich żywotności.

Tomasz Gargaś dodaje też, że produkcja elementów złącznych coraz częściej korzysta także z zaawansowanych technologii – takich jak druk 3D, który umożliwia tworzenie złączy o skomplikowanych kształtach przy zachowaniu precyzji i optymalizacji zużycia materiału. Automatyzacja procesów produkcyjnych i integracja narzędzi internetu rzeczy (internet of things – IoT) również wpływają na zwiększenie efektywności produkcji i monitorowanie jakości w czasie rzeczywistym.

Obecne zmiany w branży w dużej mierze wymuszane są przez rosnące potrzeby rynku. Takie sektory, jak energetyka wiatrowa, motoryzacja, transport kolejowy i lotnictwo, a nawet branża kosmiczna, wymagają dużej precyzji i niezawodności – również od elementów złącznych.

Jaka przyszłość elementów złącznych?

Na dalsze zmiany w obszarze elementów złącznych z pewnością będą wpływać ogólne trendy, jakie panują i będą panować w globalnym przemyśle. Swoje do powiedzenia będą miały także najbardziej rozwinięte technologicznie branże przemysłowe, czyli m.in. lotnicza, kosmiczna czy motoryzacyjna. Potrzeby ze strony firm z tych sektorów rynku będą wymuszać na producentach elementów złącznych wprowadzanie określonych zmian.

Tomasz Gargaś zwraca uwagę, że również Przemysł 4.0 i związane z nim technologie będą miały duże znaczenie w rozwoju branży. Już teraz wprowadza się np. kontrolę procesów produkcyjnych z możliwością ich śledzenia w czasie rzeczywistym lub odtwarzania cyklu produkcyjnego. 

– Na przykład w naszym oddziale produkcyjnym w Fontanivie jesteśmy w stanie kontrolować on-line także stan narzędzi i matryc. Dobór do konkretnej serii produkcji wspomagany jest poprzez system napędzany sztuczną inteligencją – dodaje dyrektor generalny firmy Sariv.

Kluczowe w kontekście branży elementów złącznych będą również nowe aplikacje i konieczność przystosowania się do nich, a także kwestie efektywności energetycznej i zrównoważonego rozwoju.

Według Tomasza Gargasia rosnące znaczenie pojazdów elektrycznych i odnawialnych źródeł energii będzie wymagać adaptacji elementów złącznych do nowych aplikacji, które wymagają innego podejścia do materiałów i konstrukcji złączy. Producenci elementów złącznych będą również zmuszeni do poszukiwania sposobów na zmniejszenie śladu węglowego – np. poprzez optymalizowanie procesów produkcyjnych w celu zminimalizowania zużycia energii, korzystanie z odnawialnych źródeł energii w produkcji i wykorzystywanie materiałów, które pochodzą z recyklingu.

Na pewno należy oczekiwać, że w przyszłości elementy złączne będą stale udoskonalane. Niewykluczone, że będą podążać w kierunku inteligentnych elementów złącznych, czyli takich, które będą np. zmieniać swój kształt, żeby lepiej dopasować się do różnych warunków otoczenia. 

Oczywiście to kwestia nieco dalszej przyszłości, ponieważ na razie takie rozwiązania jeszcze nie istnieją. Dzięki ciągłym pracom badawczo-rozwojowych i tworzeniu nowych stopów ich stworzenie wcale jednak nie jest niemożliwe. Nowe materiały elementów złącznych będą też mocniejsze i lżejsze. Mogą również mieć całkowicie inne właściwości niż dostępne do tej pory materiały.

Branża elementów złącznych, choć już dojrzała i stabilna, wciąż daje wiele przestrzeni na innowacje i rozwój. Rozwój ten będzie ściśle skorelowany z globalnymi trendami technologicznymi i ekologicznymi, dlatego ważne będą takie cechy, jak innowacyjność, efektywność i zrównoważony rozwój. Producenci będą musieli działać w zmieniającym się otoczeniu, pozostając na bieżąco z pojawiającymi się nowościami i pokonując bariery, żeby odnieść sukces.