¿Por qué hay tantos tipos diferentes de tornillos (phillps/flat/hex/star/etc)?

Descaradamente arrancado de aquí , parece que la razón principal por la que todavía tenemos tornillos "malos" (cabeza plana y Phillips) es que los tipos de tornillos "mejores" son simplemente más difíciles/caros de fabricar:

La razón de los diferentes estilos es el costo y el torque.

Los tornillos de cabeza ranurada son baratos y fáciles de hacer. Pero son completamente inútiles para los destornilladores eléctricos y no se puede aplicar mucha torsión al tornillo sin que se salga o se rompa la cabeza (y dañe la superficie de lo que sea que esté atornillando). [Enojado]

Los tornillos Phillips (plus/cross) son autocentrantes, lo que hace posible el uso de destornilladores eléctricos. Son algo más caros de producir que los de cabeza ranurada. Tienden a "salir" fácilmente bajo torque, lo que dificulta aplicar mucho torque. Escuché que fueron diseñados de esa manera para evitar que se aprieten demasiado. Sin embargo, no es bueno que los sujetadores expuestos se vean desgastados.

Los sujetadores de cabeza Robertson (cuadrada) y Allen (hexágono/hexagonal) pueden manejar más torsión que los sujetadores de cabeza Phillips, pero son más caros. Debido a que la parte inferior del hoyo es plana (a diferencia del extremo puntiagudo de los phillips), hay más área de contacto y, por lo tanto, es menos probable que se salga. La cabeza robertson es más económica que la cabeza allen, pero la cabeza allen tiene seis puntos de contacto en lugar de 4, lo que la hace menos propensa a redondear el agujero.

Los sujetadores de cabeza Torx resuelven el problema de redondeo/desprendimiento al tener la parte inferior plana del robertson/allen que reduce la salida de leva, pero tiene un contacto mucho mejor con la broca de conducción para evitar el desprendimiento de la cabeza. Las puntas de la 'estrella' en la punta de conducción encajan en los huecos del tornillo en ángulos casi rectos, por lo que tiene un contacto muy positivo. Torx se está volviendo cada vez más popular debido a eso, particularmente en el trabajo de línea de montaje.

Debido a que es menos probable que se dañen cuando se aprietan, las cabezas allen (hexagonal interna) a menudo se usan para sujetadores expuestos ("decorativos") en muebles que "requieren ensamblaje". También es muy barato hacer las llaves allen, por lo que suelen incluir una con los sujetadores.

Primero, me gusta mucho la respuesta de Eric por razones prácticas. Pero hay otro lado de la diversidad de cabeza de tornillo: la seguridad.

Al final, suele ser una medida temporal. Una vez que una empresa inventa un nuevo tornillo, algún tercero comenzará a vender herramientas para quitarlo. Pero durante un tiempo, cualquier nuevo diseño de tornillo significa que las únicas personas que pueden abrir sus piezas son los talleres "certificados" a los que les ha dado herramientas. Personalmente, veo esto mucho en los equipos electrónicos, donde el fabricante original quiere que se mantenga en privado algún aspecto del diseño o no quiere que se hagan modificaciones del mercado secundario a las cosas que venden. Nintendo es particularmente activa en la invención de nuevos tornillos.

Los ejemplos de tornillos de seguridad incluyen variantes Torx de 3 puntas y cabezas Allen con un punto elevado en el medio de la cabeza del tornillo para evitar que se ajusten las llaves Allen estándar.

Si desea ver una versión mucho más industrial, busque un automóvil que haya sido arrancado y mire el cerrojo. He visto cabezas de pernos circulares con un hueco circular descentrado en el interior. Sin hombros ni ranuras que agarrar, hay que tener una llave muy específica. Y, por supuesto, hay tuercas de seguridad para neumáticos de automóviles.

Pensé que sería útil incluir una imagen/enlace a algunos tipos de unidades que se encuentran en tornillos y pernos ( obtenidos de bontool ):

Los tornillos de cabeza plana (ranurados) a menudo se consideran la "basura" de las cabezas de tornillos, pero un lugar en el que son ligeramente ventajosos son las aplicaciones húmedas. Puede configurar la ranura verticalmente, para que se drene, en lugar de retener el agua. Esto puede aumentar la vida útil del tornillo y la madera detrás de él.

Es un punto muy pequeño, pero es algo.

(Una vez vi a un constructor de barcos al que le gustaba usar tornillos Robertson en aplicaciones visibles y los ajustaba para que parecieran diamantes).

Por la misma razón, hay diferentes formas y tamaños de tornillos. Es porque no existe un único diseño de tornillo o cabeza de tornillo que satisfaga todos los requisitos. Incluso cuando apareció el diseño de Phillips, hubo una competencia casi inmediata de posi-drive y otros (la mayoría de los cuales han desaparecido desde entonces) porque el diseño de Phillips deja mucho que desear, como la broca que se eleva en las ranuras cuando el tornillo se aprieta. . Algunos diseños, como las cabezas allen, han existido por mucho más tiempo y para la mayoría de los propósitos son muy superiores, pero aun así, una cabeza allen avellanada necesariamente tiene un casquillo bastante pequeño que crea otros problemas, como la tendencia a romper las llaves. Además, las cabezas allen y otros diseños de dados se utilizan principalmente en materiales endurecidos, que resisten la tendencia del dado a deformarse bajo presión.

La razón por la que actualmente tenemos tan (relativamente) pocos diseños convencionales de tornillos es por simple practicidad. Nadie, comerciante o usuario, quiere almacenar la gran cantidad de tornillos que necesitaríamos para usar el mejor diseño posible para cada aplicación posible, por lo que nos comprometemos y usamos los que son adecuados en la mayoría de los casos.

La lista completa de razones (parcialmente basada en algunas otras buenas respuestas aquí) parece ser:

• mejoras de diseño (algo "bueno" en el camino hacia el mundo con los mejores tornillos)

Cuando a la gente se le ocurren diseños mejorados, empiezan a acostumbrarse.

• efectos de red (una "cosa mala")

Algunas personas se quedarán con diseños inferiores más antiguos que tienen muchos usuarios, ya que serán más fáciles de encontrar y ya tendrán los destornilladores y brocas para ellos. También...

• economía de escala (una "cosa mala")

... da una ventaja a los diseños más establecidos (incluso si son terribles), ya que la producción de estos será a gran escala y eficiente, por lo que los nuevos diseños (mejores o peores) tenderán a ser más caros.

• patentar (y otras razones comerciales que no tienen nada que ver con el diseño) (algo "malo")

Como Chris Cudmore señala en un comentario a una respuesta diferente aquí, esta es la razón por la cual los tornillos Phillips están más extendidos que los tornillos Robertson (cuadrados), a pesar de que los Robertson son generalmente mejores (mucho más difíciles de quitar las cabezas ... y qué fue la primera opción de Ford de nuevo? ... exactamente.).

• deseo de que algunas cosas sean a prueba de manipulaciones (principalmente una "cosa mala")

La protección contra el vandalismo (tornillos especiales para lavabos) y la prevención de robos (tuercas especiales para ruedas de automóviles) son objetivos decentes, pero los motivos no siempre son tan buenos. (¿Apple solo está tratando de proteger a los usuarios contra ellos mismos con tornillos pentalobe, o hay otras razones peores para ello, como obligar a más personas a Apple a realizar cualquier reparación?) El requisito a prueba de manipulaciones está claramente en desacuerdo con lo que la mayoría de los usuarios Sin embargo, querría, ya que cada variación significa otro juego de destornilladores o puntas que alguien necesitaría tener para estar preparado. Por supuesto, el hecho de que los diseñadores de estas cabezas de tornillo a menudo ganen dinero con cada destornillador o broca vendidos apunta a que esa es una de las razones por las que el tornillo está disponible en primer lugar.

• diferentes aplicaciones (principalmente una "cosa buena")

Para terminar con una nota positiva después de todo eso, las diferentes aplicaciones de los tornillos realmente dejan espacio para múltiples diseños "mejores". Los puntos sobre las aplicaciones húmedas y las aplicaciones con cabezales pequeños de tipo avellanado (que solo pueden adaptarse a tamaños de broca mucho más pequeños de los diseños con agarre) son geniales.

(Aún así... ¡Estaríamos mucho mejor si empezáramos a usar tornillos Robertson el 99% del tiempo!)

En realidad, las cabezas triangulares deberían ser las mejores. Deben tener el mejor torque (siempre que los lados estén verticales), sin dejar de ser fáciles de cortar (bajos costos de fabricación). Sin embargo, acabo de buscar si existen, y aparentemente se están utilizando como otro diseño a prueba de manipulaciones.

Todas las buenas respuestas proporcionadas hasta ahora. También hay auto-manipulación; es decir, tornillos de seguridad (unidireccionales, de estrella, etc.) que verá en baños públicos o en vagones de metro/tren, autobuses, etc. Estos se evitaron para evitar que las personas desmontaran estructuras maliciosamente.

Incluso hay una unidad específica (y material) que a los fabricantes de barcos de madera les gusta usar llamados tornillos para madera de cabeza plana Frearson (bronce de silicio). Se parecen a la unidad Phillip, pero tienen un rebaje más profundo que evita que se salgan. Pero el constructor aún obtiene puntos de estilo por usar tornillos de bronce con aspecto de Phillip en lugar de usar una unidad cuadrada.

Entonces, para responder a su pregunta en pocas palabras: precio, estilo, eficiencia y material/durabilidad.

También hace que vender sujetadores para ganarse la vida sea todo un desafío... ¡mucho por saber! 8)