在通讯设备、新能源汽车、精密电子等领域的轻量化发展趋势下,薄板材料的连接技术面临更高要求:既要保证结构强度,又需兼顾装配效率与环保性。薄板压铆螺钉凭借其独特的压铆工艺,通过机械变形在0.2-3mm厚度的金属薄板上形成长久性螺纹连接,成为替代传统焊接、铆接及攻丝工艺的理想方案。千玺工业(杭州)有限公司作为国内压铆螺钉技术的创新带领者,通过材料优化、结构创新与工艺升级,推动压铆连接技术向高精度、高可靠、绿色化方向演进,为全球钣金加工行业提供系统性连接解决方案。
一、技术溯源:从机械变形到精密连接的范式突破
薄板压铆螺钉的诞生源于钣金行业对“薄而强”连接技术的迫切需求。传统连接方式在薄板场景中存在明显局限:
焊接:热影响区易导致薄板变形,且无法实现可拆卸连接;
铆接:需额外铆钉,增加重量与装配步骤;
攻丝:薄板螺纹深度不足,承载力弱且易滑牙。
20世纪中期,美国PEM公司(现PennEngineering)初次将压铆工艺引入紧固件领域,通过螺钉尾部的特殊结构(如齿形、波纹形),在压力作用下使薄板材料发生塑性流动,形成包裹螺钉的机械互锁结构。这一创新实现了三大技术突破:
无热连接:全程机械变形,避免热应力导致的材料性能劣化;
单侧操作:只需从连接件一侧施压,适用于封闭结构或空间受限场景;
轻度高度螺纹:压铆形成的螺纹牙型深度是攻丝的2-3倍,抗拉强度提升50%以上。
随着技术扩散,PEM标准逐渐成为全球压铆螺钉的通用规范。国内企业通过引进吸收再创新,在材料适配性、表面处理工艺等方面形成差异化优势,推动压铆技术从进口依赖走向自主可控。
二、千玺工业(杭州)有限公司:以创新重构压铆连接价值链
作为国内压铆螺钉领域的标准企业,千玺工业(杭州)有限公司构建了从材料研发到智能装备的全产业链技术体系,其关键创新集中在三大维度:
1. 材料科学:突破轻量化与强度的矛盾
针对新能源汽车电池包、5G基站散热片等对重量敏感的应用场景,千玺工业研发了轻度高铝合金压铆螺钉,通过微合金化与热处理工艺,在保持材料密度只为钢1/3的同时,将屈服强度提升至300MPa以上。其专利设计的梯度强度结构(头部轻度高度、杆部高韧性),使螺钉在压铆过程中既能承受高压变形,又能避免脆性断裂,良品率较行业平均水平提高15%。
2. 结构创新:从单一功能到系统集成
传统压铆螺钉只实现连接功能,千玺工业通过模块化设计将其扩展为多功能组件:
导电压铆螺钉:在螺钉表面沉积纳米银层,实现电气连接与机械固定的双重功能,应用于新能源汽车高压连接器,简化装配流程;
密封压铆螺钉:尾部集成橡胶密封圈,压铆后自动形成IP67级防护,解决薄板防水难题,广泛应用于户外通讯设备;
自锁压铆螺钉:通过螺母与螺钉的弹性嵌合设计,消除振动环境下的松动风险,满足轨道交通、航空航天等高可靠场景需求。
3. 工艺升级:智能制造赋能精密压铆
千玺工业自主研发的智能压铆机,集成压力传感器、激光定位与AI算法,可实时监测压铆力、变形量等关键参数,并根据材料厚度自动调整工艺曲线。该设备将压铆精度控制在±0.02mm以内,较传统液压机提升3倍,同时通过能量回收系统降低能耗40%。其开发的数字化压铆工艺库,已覆盖200余种材料组合,客户可通过云端平台快速获取较优压铆方案,缩短产品开发周期50%以上。
三、技术演进:压铆连接的未来图景
随着工业4.0与碳中和目标的推进,薄板压铆螺钉正从“单一紧固件”向“智能连接系统”演进,其发展方向呈现三大趋势:
1. 材料绿色化:生物基与可降解材料的应用
千玺工业联合中科院宁波材料所开发的/竹纤维复合压铆螺钉,在保持机械性能的同时,实现全生命周期碳足迹降低60%。其可降解特性使其成为一次性医疗设备、环保包装等领域的理想选择,目前该产品已通过EN13432认证,进入欧盟市场。
2. 连接智能化:嵌入式传感与数据交互
通过在压铆螺钉内部集成微型应变传感器,千玺工业实现了对连接状态的实时监测。当螺钉因振动或疲劳产生松动时,传感器可通过NFC或蓝牙向维护系统发送预警信号,将设备停机风险降低80%。该技术已应用于风电变桨系统、工业机器人关节等关键部位。
3. 制造柔性化:3D打印定制化生产
针对航空航天、医疗器械等小批量、高复杂度场景,千玺工业引入金属3D打印技术,实现压铆螺钉的“设计-制造一体化”。通过拓扑优化算法,可在保证强度的前提下将螺钉重量减轻40%,同时支持异形结构(如空心、多螺纹)的快速迭代,满足个性化定制需求。
四、产业赋能:从技术突破到生态重构
千玺工业的技术创新不仅推动了压铆螺钉本身的进化,更在重构整个钣金加工产业链的价值分配:
对设备商:其智能压铆机与工艺库的开放接口,使传统冲压设备厂商能够快速升级为数字化压铆生产线,提升设备附加值;
对终端用户:通过“连接件+工艺+装备”的一站式解决方案,帮助客户降低装配成本30%以上,同时减少因连接失效导致的质量损失;
对行业标准:千玺工业主导制定的《压铆连接技术规范》团体标准,已纳入GB/T 3098.20-2021国家标准修订草案,推动行业向规范化、高级化发展。
结语
从机械变形的原始创新到智能连接的未来图景,薄板压铆螺钉的技术演进史,本质上是人类对“轻而强”连接永恒追求的缩影。千玺工业(杭州)有限公司通过材料、结构与工艺的三重突破,不仅重新定义了压铆连接的性能边界,更以系统性创新赋能千行百业。在碳中和与工业智能化的双重驱动下,压铆技术必将持续进化,成为连接未来工业的“隐形脊梁”。