Должны ли мы притягиваться к магнитам?

Магниты могут быть потрясающими, если их правильно использовать в продукте; однако все не так просто, как кажется. Давайте рассмотрим три применения магнитов в продукте и ключевые детали, которые обеспечивают их хорошее функционирование. Часто есть тонкие детали, которые могут повлиять на то, чтобы хорошо функционировать или развалиться.

Блокировка:

Магниты могут отлично работать как защелка, распространенным примером могут быть защелки шкафа, они дешевы и эффективны, однако ключом к их простому успеху является тот факт, что двери, на которых они используются, всегда приходят в полностью закрытое положение. Причина, по которой это важно, заключается в том, что магнитная сила падает с увеличением расстояния; удвоение разделительного расстояния снижает тяговое усилие на 75%. Это означает, что магниты не работают, чтобы закрывать двери, например, они не будут эффективны при натяжении прокладки для уплотнения. В подобных случаях следует использовать механическую защелку.

Точно так же магниты не подходят для защемления материала, люди часто хотят использовать магниты в качестве зажима для крепления носимого устройства к одежде, но это означает, что более толстый материал одежды увеличивает расстояние зазора и означает меньшую удерживающую силу. Лучшее решение - использовать пружину, потому что сила фактически увеличивается с расстоянием, поэтому ваше устройство не упадет, если кто-то наденет толстый свитер.

Еще одна вещь, которую следует учитывать при использовании магнитов в качестве защелки, заключается в том, что магниты с большой силой, которые могут применяться для удержания вашей двери закрытой, в равной степени применяются к механизму, используемому для прикрепления магнита к двери. Вы не можете ожидать, что несколько капель клея удержат магнит с тяговым усилием 15 фунтов на двери, поэтому убедитесь, что ваше крепление намного сильнее, чем задействованные магнитные силы. Этот сбой был замечен в ранних моделях Tesla Model S, где клей, используемый для фиксации магнита защелки зарядной дверцы, вышел из строя, что привело к тому, что несколько Tesla разъехались с распахнутой дверью. В частности, при сильных колебаниях температуры рекомендуется использовать механическое крепление в дополнение к клею, чтобы избежать подобных проблем. Инжиниринговым компаниям, подобным нам, приходится сталкиваться с подобными проблемами каждый день.

Блокировка:

Блокировка - это устройство безопасности, которое, посылая сигнал прерывания, останавливает работу части оборудования, когда пользователь обращается к части устройства (например, как ваша микроволновая печь отключается, когда вы открываете дверь). Обычно это делается с помощью микропереключателя, который приводится в действие механически, однако в некоторых случаях, особенно в экстремальных условиях или в санитарных условиях, эти переключатели нуждаются в отверстиях, которые могут заклеиваться, что неприемлемо. Здесь могут пригодиться магниты. Используя датчик с магнитным срабатыванием (эффект Холла, герконовый переключатель и т. Д.), Вы можете удерживать переключатель в герметичных пределах устройства с помощью простого магнита, который не будет поврежден и не улавливает мусор на «грязной стороне». Прекрасным примером этого является 3D-принтер Form 2; лазеры используются для отверждения смолы, поэтому Formlabs использует блокировку, чтобы гарантировать, что крышка, защищающая от ультрафиолета, находится на месте, чтобы пользователи не подвергались воздействию лазера во время использования. Поскольку у смолы есть вероятность просыпания, традиционный микровыключатель не будет отличным вариантом, поскольку смола потенциально может склеить механизм, поэтому с помощью магнита и датчика они могут упростить очистку устройства. Однако следует отметить, что некоторые медицинские и промышленные приложения не допускают полностью магнитных блокировок, требующих вторичной механической функции, поэтому в зависимости от вашей отрасли не сразу предполагайте, что магниты являются правильным ответом на блокировку.

Вложение:

Понятно, что после нескольких минут игры с высокопрочными неодимовыми магнитами люди осознают свой потенциал в соединении модульных компонентов. И он может отлично работать, просто посмотрите на такие предметы, как магнитные зарядные кабели или чехлы для планшетов, однако, как и у большинства магнитных продуктов, все не так просто, как кажется. Магнит для зарядных кабелей не обеспечивает выравнивания, он просто обеспечивает удерживающую силу, выравнивание, которое позволяет контактам проводить ток, фактически обеспечивается формой корпуса разъема; выступ по краю заставляет две части выровняться. Это важно помнить при проектировании, потому что природа магнитов означает, что вы не можете добиться точного осевого выравнивания, поэтому на них нельзя полностью полагаться, если выравнивание критично для работы.

Как и в случае с большинством предложений по дизайну, всегда есть исключения; Ярким примером является магнитная крышка, используемая на iPad; у них нет механических ключей, но они обеспечивают как прикрепление, так и выравнивание, как это делается? Ответ заключается в использовании массива магнитов, а не одного магнита, как показано на снимке с ifixit.com, крышка прикрепляется с помощью серии чередующихся полюсных магнитов разных размеров. Чередующийся узор переменного размера (известный как последовательность баркера) по существу дает гораздо более точное выравнивание, так как любое смещение самокорректируется из-за полярности магнитов, в то время как разные размеры означают, что вы не можете компенсировать одну ширину магнитов. Так почему же это нельзя использовать в любое время, когда вы хотите добиться выравнивания с помощью магнитов? Простой ответ - цена:чем больше магнитов, тем дороже цена; как с точки зрения самих магнитов, так и с точки зрения труда, необходимого для обеспечения правильной центровки. Возможной альтернативой могут быть «полимагнетики» Correlated Magnetics, которые по сути представляют собой массивы магнитов на одной подложке, но их стоимость все же намного выше, чем у простых магнитов.

Так что в следующий раз, когда вы будете на обзоре дизайна, и кто-то предложит магниты в качестве волшебного решения всех ваших проблем, убедитесь, что они не пытаются использовать магниты для обуви в роли, для которой они не подходят. Всегда полезно работать с командами, имеющими опыт работы с магнитами, и создавать прототипы на ранних этапах и часто, поскольку пользовательский опыт использования магнитов очень сильно связан с ними. Обратитесь в ближайшую к вам инжиниринговую фирму для получения дополнительной информации или свяжитесь с нами.