失落的快樂
心理學者
來自專欄汽車行業的那些事
從車壇大咖 42號車庫那裏看到底特律工程咨詢公司關於Model Y的最新拆車信息，其中提到了塑料卡扣。其實卡扣沒有普通和非普通這種分類方法，只有金屬和非金屬，便宜和不便宜的分法，當然金屬和非金屬卡扣下面又可以分好多種材質。於是我們就卡扣這個產品展開話題，討論壹下為什麽有的產品喜歡用金屬卡扣，有的產品喜歡用塑料卡扣，卡扣多次拆卸後能不能使用跟什麽因素相關。
卡扣是用於壹個零件與另壹個零件嵌入連接或整體閉鎖的機構，通常用於塑料與塑料的連接，或者塑料與金屬的連接。如果是金屬與金屬的連接壹般不用卡扣。在整車裝配時之所以要選擇卡扣來進行連接，是因為卡接這種工藝非常簡單，設計得好的卡接工藝幾乎不需要輔助工具。有些零件妳如果只設計成壹個整體，壹方面體積太大不好運輸，二方面如果零件裏面還需要裝配壹些子零件就不好操作，所以幹脆設計成幾個子零件卡接到壹起，既方便運輸，又方便子零件的拆卸，還節約成本。
常見的卡扣70%以上都是塑料材質，只有不到30%的卡扣會選擇金屬材質，這是因為：
1.塑料的密度比金屬的密度低很多。我們雖然肉眼看不見，但實際上整車上大大小小的卡扣***有成百上千個，如果這些卡扣全部用金屬材料制作，總量會達到幾公斤，用塑料材料就會減輕壹些重量。
2.塑料卡扣的成型工藝要簡單得多。絕大多數塑料卡扣都是壹次註塑成型，當然隨著技術的進步，考慮到降噪的因素，現在很多卡扣也會在前面接觸點使用雙射註塑壹段EPDM材料用於緩沖。但是金屬卡扣的工藝更復雜，有裁剪，沖切，彎曲等機械加工工藝，還有表面處理工藝。從截圖可以看出，這樣壹個簡單的金屬卡扣需要有七種不同的刀具通過程序按照先後順序操作，而註塑只需要壹個模具壹個步驟成型，所以塑料卡扣的成型工藝更簡單。
3.塑料卡扣的成本更低。既然工藝簡單，加工費肯定更低，不需要復雜的設備和治具，同時塑料材料的成本也要比金屬材料的成本更低。
4.塑料卡扣比金屬卡扣更環保。因為塑料材質具有耐腐蝕性，所以他是不需要表面處理的。但是金屬卡扣容易生銹或者被汽車上的油汙或化學試劑腐蝕，所以他的表面必須經過嚴格的表面處理，有的甚至要經過3~4道工序，每道工序都會釋放出汙染環境的廢液。另外制造塑料卡扣的邊角余料很容易直接回收再次利用，但金屬卡扣沖切時的邊角余料量雖然小，但也是壹種浪費，直接回收幾乎不可能，需要經過很多道工序才有可能變成可使用的金屬。
5.塑料卡扣比金屬卡扣絕緣。特別是涉及到電器件的連接時，塑料卡扣是不二的選擇。
6.塑料卡扣相比金屬卡扣具有更好的韌性，所以更不容易產生異響。
7.塑料卡扣的斷面傷害性比金屬卡扣更低，所以在涉及到壹些有碰撞潰縮或安全氣囊爆破的區域，首選還是塑料卡扣。
8.塑料卡扣在反復裝配的過程中，對對手件的傷害更小，更能保證對手件的強度。
看了這麽多塑料卡扣的優點，是不是把他吹的太神奇了呢，其實塑料卡扣也有壹些缺點，比如：
1.塑料卡扣的模具屬於精密成型模具，模具成本不低；
2.塑料件都有變形和尺寸波動的缺陷，特別是在壹模多穴的生產工藝下，很難保證每壹腔的壹致性，所以對設備和工藝的要求非常高；
3.塑料材質也會受到環境因素的影響，在溫濕度交替變化的環境中也會發生性能的變化，特別是在發動機周邊和暴露在外部空氣中的卡扣；
4.塑料雖然在韌性上超過金屬，但是當塑料遇到與金屬連接時，多次拆卸後，鋒利的金屬的沖切口會破壞塑料的外形和尺寸，失去原有的功能；
所以，在壹些特殊的部件上，特別是遇到塑料與金屬卡接時，依然還會選擇金屬卡扣作為連接的首選。
那麽卡扣在設計時是不是只需要滿足上面的條件就萬事大吉了呢，完全不是，卡扣在設計時最重要的兩個考量是拉拔力和濫用力。卡扣之所以要被大規模投入使用，是因為他方便拆卸，試想如果我們沒有卡扣，在進行維修保養時，幾乎每次拆裝都要報廢壹個零件，這個成本顯然太不劃算了。有了卡扣，我們在拆卸後還可以再安裝回去，下次還可以再使用。所以就必須要求這個卡扣和周邊的部位，在壹定次數範圍內反復拆卸後不會受到破壞，同時在拆卸和安裝時能輕松脫出，便於操作。但是如果太容易脫出和安裝，又達不到緊固的作用，車輛行駛時會發出異響或自動脫出，無論是對駕駛感受和安全保護都是很大的傷害。所以這個卡接過程中的約束量就很考究，約束得太多，安裝和拆卸都太困難，甚至會損壞，就達不到反復利用的效果。如果約束得太少，異響和脫落又達不到緊固的效果。這個約束量的多少就依靠拉拔力來進行驗證，要對安裝和拆卸的力規定壹個大小範圍。反復利用的次數的多少，就可以用濫用力實驗來進行測試。當然濫用力測試不光跟卡扣的尺寸有關系，也跟材料的性能有壹定關系。但是無論是金屬卡扣還是塑料卡扣在使用中都會遇到問題，但絕不能說金屬卡扣就壹定比塑料卡扣好，塑料卡扣就壹定比金屬卡扣好。每種材質的卡扣需要根據裝配的關系和特點去調整各種參數，沒有壹種材質的卡扣是萬能的，涉及到這裏面的技術細節可能寫壹本書都寫不完。
目前來說，無論是塑料卡扣還是金屬卡扣，國內的設計和工藝都還處於落後階段，關鍵技術和專利都還掌握在ARaymond，ITW,TRW等手中，他們的設計水平和材料配方都處於行業領先地位，就算國內有供應商能仿冒，壹方面涉及到侵權，二方面CPK水平也達不到理想狀態，三方面可靠性更差，最後也不壹定比進口的便宜