金屬制品在激光打印機內的應用研究

張華 張振華 焦自偉

惠普打印機（山東）有限公司 山東威海 264209

1 金屬制品在激光打印機中的應用

1.1 常用材料在激光打印機中的應用

常用材料主要指金屬材料、有機高分子材料、無機非金屬材料。金屬材料分為黑色金屬和有色金屬。黑色金屬是以鐵為基的各種鋼材。有色金屬指鐵、錳、鉻以外的金屬及其合金。有機高分子材料是指塑料、橡膠、纖維等。無機非金屬材料是指氮化物、硼化物以及硅酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等組成的材料[1]。

激光打印機是將激光掃描技術和電照相技術相結合的打印輸出設備。常用材料在激光打印機的各組成體系中有著廣泛的應用。其中，金屬材料用于制作激光打印機的支撐件、連接件、固定件等。塑料（PC、PET、ABS等）用于制作激光打印機的外殼、齒輪、線槽等。橡膠主要制作激光打印機的轉動輥子、摩擦輥子等。無機非金屬材料用于制作激光打印機的高溫高熱零件、顯像零件等。

1.2 金屬制品在激光打印機中的應用

金屬材料有許多優良性能，是目前各行業應用最廣泛的材料之一。隨著科技的進步，金屬材料的代用品不斷增多，但金屬材料的主導地位是難以被取代的。金屬制品在激光打印機生產過程的各環節都有廣泛的應用，為激光打印機框架結構的構成、打印性能的穩定起到了重要的作用。其中，各種金屬鈑金件用于制作激光打印機的支撐件、連接件、固定件等，構成了激光打印機的整體結構框架。除了鈑金件外，激光打印機內部還應用到各種金屬切削軸、金屬輥子、彈簧、齒輪、軸承、螺絲、螺栓、墊圈等。各種金屬制品，根據其在激光打印機內所處的部位不同、所起的作用不同，在其設計、存儲、使用過程中有著不同的要求[2]。

2 激光打印機用主要金屬制品設計及使用要點

2.1 激光打印機用金屬制品 - 鈑金件

鈑金件在激光打印機內部應用廣泛，主要用在支撐部位、連接部位、固定部位等。從激光打印機結構緊湊、輕便快捷的層面考慮，多選用厚度為0.8mm、1.0mm、1.2mm的鍍鋅鋼板（SECC）。使用中易發生的問題有變形、毛刺、銹蝕、劃傷外物等。關于上述常見問題在產品的結構設計或使用過程中會采取相應的預防或改善措施。針對鈑金件變形問題，除了選用合理厚度的板材外，較多采用壓制加強筋或焊接、鉚接緊固件的方式處理。針對毛刺問題從設計上盡量避免反折及翻邊構造，生產完成后對易產生鐵屑毛刺的部位進行后處理（打磨、吹掃、超聲波清洗等）。針對銹蝕問題，在產品的加工、存放、使用等過程中要避免損傷其鍍鋅層，重要的結合點或斷口處采取描銹措施（用銀漆筆涂抹）。針對劃傷外物（劃傷外觀件、線纜、光纜等）問題，切斷處多采用壓制圓弧角的方式，也可采用膠帶或塑料護套進行保護。

2.2 激光打印機用金屬制品 - 轉動軸

激光打印機內部使用的金屬轉動軸（Shaft、Roller類）主要以回轉的方式用于傳遞運動和扭矩。一般使用車床加工的圓柱形金屬軸，各段可以有不同的直徑。金屬轉動軸的材質主要有不銹鋼和易切削剛兩種。不銹鋼（SUS303、SUS30④的硬度、強度等性能較為可靠且不易生銹。易切削鋼（SUM22、SUM2③可以用較高的切削速度和較深的吃刀量進行切削加工。金屬轉動軸常見的問題有變形、粗糙、銹蝕等。針對變形問題，采用精度性能穩定的機床加工，在加工過程中注意控制初、中、終物的變形度或直線度。針對粗糙問題，制定嚴格的粗糙度管理范圍，一般是Rz6.3以內，高速轉動的場合涂抹潤滑脂來減小摩擦消除噪音。針對銹蝕問題，一般在表面鍍鎳5-7um進行保護，使用過程中要避免損傷其鍍層。

2.3 激光打印機用金屬制品 - 彈簧

彈簧在激光打印機內部也有著廣泛的應用，主要用于加壓、提供拉力、扭力等。制作材質多為彈簧鋼，線徑多為0.5mm、0.8mm不等。激光打印機內使用的彈簧類型主要有拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉彈簧等幾類。核心參數有線徑、內徑、自由長、作用力（壓力、拉力、扭力等）。使用過程中易發生的問題有變形、銹蝕、相似彈簧混用等。針對彈簧變形問題，設計時選用合適的線徑，并盡量減小其自由長，制作階段采用合適的熱處理工藝，對線徑較小的彈簧，為了避免互相纏繞多采用Tray方式盛裝。針對彈簧銹蝕問題，在其表面采用合適的鍍層，不同鍍層的彈簧做好隔離措施嚴禁接觸，以免發生電化學反應。針對相似彈簧易發生混用的問題，利用外形不易區分的情況下，多采用鍍鋅、鍍銅等形成不同顏色的鍍層來區分。

2.4 激光打印機用金屬制品 - 螺絲

激光打印機內部涉及的零件、組件眾多，這些零部件主要靠螺紋連接的方式進行連接固定。因此，螺絲在激光打印機內部有著非常廣泛的使用，經常使用的是自攻螺絲。固定對象為鈑金件時，采用細紋自攻螺絲，為塑料件時，則采用粗紋自攻螺絲。使用過程中容易發生的問題有螺絲斷裂、吐絲、固定不到位等。針對螺絲斷裂問題，應在螺絲加工過程中嚴格管控螺絲硬度、熱處理等環節。針對吐絲、固定不到位等問題，要管控固定對象的螺孔的內徑尺寸，還要將電動螺絲刀的扭矩管控到合理的范圍內，激光打印機組裝工程中常使用6-8kgf*cm的扭矩，生產及使用過程中，不同種類、規格的螺絲避免混用，混用時會導致緊固力不足，影響品質[3]。

3 結語

在未來的工作中，企業要不斷加強與高校、科研機構等合作，緊跟科技發展的步伐，不斷優化改良金屬制品，使更多質優價廉的金屬制品在激光打印機內得到應用，不斷提高產品的競爭力。