金属制品在激光打印机内的应用研究

张华 张振华 焦自伟

惠普打印机（山东）有限公司 山东威海 264209

1 金属制品在激光打印机中的应用

1.1 常用材料在激光打印机中的应用

常用材料主要指金属材料、有机高分子材料、无机非金属材料。金属材料分为黑色金属和有色金属。黑色金属是以铁为基的各种钢材。有色金属指铁、锰、铬以外的金属及其合金。有机高分子材料是指塑料、橡胶、纤维等。无机非金属材料是指氮化物、硼化物以及硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐等组成的材料[1]。

激光打印机是将激光扫描技术和电照相技术相结合的打印输出设备。常用材料在激光打印机的各组成体系中有着广泛的应用。其中，金属材料用于制作激光打印机的支撑件、连接件、固定件等。塑料（PC、PET、ABS等）用于制作激光打印机的外壳、齿轮、线槽等。橡胶主要制作激光打印机的转动辊子、摩擦辊子等。无机非金属材料用于制作激光打印机的高温高热零件、显像零件等。

1.2 金属制品在激光打印机中的应用

金属材料有许多优良性能，是目前各行业应用最广泛的材料之一。随着科技的进步，金属材料的代用品不断增多，但金属材料的主导地位是难以被取代的。金属制品在激光打印机生产过程的各环节都有广泛的应用，为激光打印机框架结构的构成、打印性能的稳定起到了重要的作用。其中，各种金属钣金件用于制作激光打印机的支撑件、连接件、固定件等，构成了激光打印机的整体结构框架。除了钣金件外，激光打印机内部还应用到各种金属切削轴、金属辊子、弹簧、齿轮、轴承、螺丝、螺栓、垫圈等。各种金属制品，根据其在激光打印机内所处的部位不同、所起的作用不同，在其设计、存储、使用过程中有着不同的要求[2]。

2 激光打印机用主要金属制品设计及使用要点

2.1 激光打印机用金属制品 - 钣金件

钣金件在激光打印机内部应用广泛，主要用在支撑部位、连接部位、固定部位等。从激光打印机结构紧凑、轻便快捷的层面考虑，多选用厚度为0.8mm、1.0mm、1.2mm的镀锌钢板（SECC）。使用中易发生的问题有变形、毛刺、锈蚀、划伤外物等。关于上述常见问题在产品的结构设计或使用过程中会采取相应的预防或改善措施。针对钣金件变形问题，除了选用合理厚度的板材外，较多采用压制加强筋或焊接、铆接紧固件的方式处理。针对毛刺问题从设计上尽量避免反折及翻边构造，生产完成后对易产生铁屑毛刺的部位进行后处理（打磨、吹扫、超声波清洗等）。针对锈蚀问题，在产品的加工、存放、使用等过程中要避免损伤其镀锌层，重要的结合点或断口处采取描锈措施（用银漆笔涂抹）。针对划伤外物（划伤外观件、线缆、光缆等）问题，切断处多采用压制圆弧角的方式，也可采用胶带或塑料护套进行保护。

2.2 激光打印机用金属制品 - 转动轴

激光打印机内部使用的金属转动轴（Shaft、Roller类）主要以回转的方式用于传递运动和扭矩。一般使用车床加工的圆柱形金属轴，各段可以有不同的直径。金属转动轴的材质主要有不锈钢和易切削刚两种。不锈钢（SUS303、SUS30④的硬度、强度等性能较为可靠且不易生锈。易切削钢（SUM22、SUM2③可以用较高的切削速度和较深的吃刀量进行切削加工。金属转动轴常见的问题有变形、粗糙、锈蚀等。针对变形问题，采用精度性能稳定的机床加工，在加工过程中注意控制初、中、终物的变形度或直线度。针对粗糙问题，制定严格的粗糙度管理范围，一般是Rz6.3以内，高速转动的场合涂抹润滑脂来减小摩擦消除噪音。针对锈蚀问题，一般在表面镀镍5-7um进行保护，使用过程中要避免损伤其镀层。

2.3 激光打印机用金属制品 - 弹簧

弹簧在激光打印机内部也有着广泛的应用，主要用于加压、提供拉力、扭力等。制作材质多为弹簧钢，线径多为0.5mm、0.8mm不等。激光打印机内使用的弹簧类型主要有拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧等几类。核心参数有线径、内径、自由长、作用力（压力、拉力、扭力等）。使用过程中易发生的问题有变形、锈蚀、相似弹簧混用等。针对弹簧变形问题，设计时选用合适的线径，并尽量减小其自由长，制作阶段采用合适的热处理工艺，对线径较小的弹簧，为了避免互相缠绕多采用Tray方式盛装。针对弹簧锈蚀问题，在其表面采用合适的镀层，不同镀层的弹簧做好隔离措施严禁接触，以免发生电化学反应。针对相似弹簧易发生混用的问题，利用外形不易区分的情况下，多采用镀锌、镀铜等形成不同颜色的镀层来区分。

2.4 激光打印机用金属制品 - 螺丝

激光打印机内部涉及的零件、组件众多，这些零部件主要靠螺纹连接的方式进行连接固定。因此，螺丝在激光打印机内部有着非常广泛的使用，经常使用的是自攻螺丝。固定对象为钣金件时，采用细纹自攻螺丝，为塑料件时，则采用粗纹自攻螺丝。使用过程中容易发生的问题有螺丝断裂、吐丝、固定不到位等。针对螺丝断裂问题，应在螺丝加工过程中严格管控螺丝硬度、热处理等环节。针对吐丝、固定不到位等问题，要管控固定对象的螺孔的内径尺寸，还要将电动螺丝刀的扭矩管控到合理的范围内，激光打印机组装工程中常使用6-8kgf*cm的扭矩，生产及使用过程中，不同种类、规格的螺丝避免混用，混用时会导致紧固力不足，影响品质[3]。

3 结语

在未来的工作中，企业要不断加强与高校、科研机构等合作，紧跟科技发展的步伐，不断优化改良金属制品，使更多质优价廉的金属制品在激光打印机内得到应用，不断提高产品的竞争力。