Ein lebendes Scharnier, manchmal auch als Flexure-Lager oder Flex-Lager bezeichnet, ist ein flexibles Materialsegment, das normalerweise aus einer Art Kunststoff besteht und zwei starre Oberflächen verbindet. Das Scharnier ist flexibel, so dass es sich biegen kann. Diese Art von Scharnier wird am häufigsten verwendet, um in Einwegverpackungen einen Deckel mit einem Behälter zu verbinden.
Während ähnliche Scharniere aus Materialien wie Stoff oder Leder hergestellt werden können, bezieht sich der Begriff „lebendes Scharnier“ speziell auf solche aus einer Art Kunststoff. Üblicherweise werden solche Scharniere im Spritzgussverfahren hergestellt, dh der Kunststoff wird in eine harte Form gespritzt und nach dem Aushärten entfernt. Spritzgießen ist schnell und kostengünstig, und die Materialmenge, die für ein bewegliches Scharnier benötigt wird, ist relativ gering, so dass solche Scharniere im Allgemeinen eine kostengünstige Option sind.
Trotz der geringen Kosten sind solche Scharniere unerwartet stark und können viel länger halten als erwartet. Standardscharniere erzeugen Reibung zwischen beweglichen Teilen, was zu Verschleiß führt. Aus einem einzigen Stück Kunststoff geformt, interagieren lebende Scharniere physisch nicht mit anderen Teilen, sodass keine Reibung erzeugt wird, was die Lebensdauer des Scharniers erhöht.
Für unterschiedliche Szenarien werden unterschiedliche Kunststoffe verwendet. Polyethylen- und Polypropylenharze sind beliebte Materialien, da sie eine geringe Ermüdungsrate aufweisen. Dies bedeutet, dass sie viele Male gebogen werden können, ohne zu reißen oder zu versagen. Scharniere, die sich wahrscheinlich nicht mehr als ein paar Mal biegen lassen, werden manchmal aus weniger ermüdungsbeständigen Materialien wie Nylonharz hergestellt.
Einwegverpackungen sind die häufigste Verwendung für lebende Scharniere. Solche Scharniere sind auf den Verpackungen für Artikel zu sehen, die von Reinigungsmitteln über Babytücher bis hin zu Lebensmitteln reichen. Auch in Tragetaschen aus Kunststoff, wie Seifendosen oder Federmäppchen, kommen häufig lebende Scharniere zum Einsatz. Eine andere gebräuchliche Verwendung, die für die breite Öffentlichkeit vielleicht weniger offensichtlich ist, liegt in der Herstellung von mikroelektromechanischen Systemen, wie etwa der Schaltung, die in üblichen elektronischen Geräten, einschließlich Telefonen, Computern und Fernsehgeräten, verwendet wird.
Ein lebendes Scharnier, das sich mehrere tausend Mal biegen kann, bevor es versagt, wird als vollelastisches Scharnier bezeichnet. Vollplastische Scharniere können sich nur wenige Male biegen. Elastische Kunststoffscharniere können sich jedoch hunderte Male oder mehr biegen.
Die Konstruktion eines lebenden Scharniers, das so lange wie nötig hält, erfordert sorgfältige Berechnungen und solide Kenntnisse der Physik. Der Öffnungswinkel des Scharniers sowie die Elastizität der verwendeten Kunststofffasern sind kritische Faktoren für die Lebensdauer des Scharniers. Konstrukteure müssen genau verstehen, wie stark das Scharnier belastet wird, um die richtige Dicke und das richtige Material für den Bedarf zu bestimmen.