Выбор идеального металла для вашего нестандартного корпуса или детали: Практическое руководство

Один из первых шагов проектирования корпуса — выбор металла.

В этом посте сначала рассмотрю факторы для решения, какой металл лучше для проекта. Затем подробно разберу каждый из наших металлов для обоснованного выбора при старте следующего дизайна.

Выбор металла в итоге зависит от ряда факторов:

1. Цена

Большинство наших металлов похожи по цене. Исключение — нержавейка, значительно дороже из-за никеля и хрома. Но более экономные металлы подходят для многих внутренних применений и могут быть крайне долговечными с правильными покрытиями, добавляющими коррозионную стойкость. Если цена — приоритет — опций много.

2. Условия среды

Если корпус на улице — нужен ультра-долговечный коррозионностойкий металл с правильными покрытиями. Учитывайте частичное или полное погружение в воду (особенно соленую) — нужна доп. защита.

Один из главных факторов — коррозионная стойкость. Металлы корродируют с разной скоростью под воздействием тепла, УФ, агрессивных химикатов, влаги.

3. Эстетика

Конечно, для любого корпуса, особенно на стадии прототипа, функция важнее формы. Но эстетично привлекательный и профессиональный прототип может стать решающим для одобжения и буза от коллег, стейкхолдеров, потенциальных клиентов. Наши металлы предлагают уникальные сильные стороны по эстетике, и широкий выбор покрытий поднимет дизайн. Большинство металлов визуально неразличимы при одинаковом покрытии.

4. Вес

Иногда вес — критичный фактор для выбора материала. Некоторые клиенты делают корпуса для замеров в поле — их регулярно перемещают. Чем легче корпус, тем лучше. Вес может быть важным, особенно с учетом доп. веса электроники и компонентов в финальной сборке.

Металлы, которые мы предлагаем

Теперь, когда рассмотрели факторы принятия решения на предварительном этапе, изучим каждый из наших складских листового металлов и их лучшие кейсы.

1. Холоднокатаная сталь (Cold Rolled Steel)

• Цена: Экономичнее нержавейки. Cold Rolled — экономичный вариант.
• Среда: Не идеален во влажных средах. Наименее коррозионностойкий из наших опций (порошок может это исправить).
• Эстетика: Как все металлы — неразличим от других с порошком. Холоднокатаная ржавеет, если не покрыта.
• Вес: Тяжелая и жесткая по сравнению с алюминием. Не такая прочная как нержавейка, но та же жесткость.
• Покрытия: Голый металл (не рекомендуется) или порошок.

Идеальна для универсальных внутренних корпусов. Но ржавеет без покрытия — голый металл и шлифовка не рекомендуются. Экстремально долговечна в помещениях с порошком. Не коррозионностойка по природе. Быстро деградирует в суровых/влажных средах — не для улицы. Очень жесткий металл vs алюминий. За структурную целостность — отличный экономичный вариант.

2. Нержавеющая сталь (Stainless Steel)

• Цена: Самая дорогая из опций для универсальных корпусов.
• Среда: Наиболее коррозионностойкая из наших металлов.
• Эстетика: Особенно впечатляюще с шлифовкой (grain), многие предпочитают вид нержавейки.
• Вес: Близко к холоднокатаной, та же жесткость, но выше прочность. Тяжелее алюминия.
• Покрытия: Голый металл, шлифовка, порошок.

Нержавейка — премиум-решение для коррозионной стойкости за счет хрома и никеля. Но хром и никель стоят дорого — нержавейка дороже холоднокатаной, алюминия, гальваннеала. Хороша для универсальных корпусов, если важны коррозия или эстетика.

Рассмотрите нержавейку, если важны:

• Стойкость к коррозии
• Предотвращение загрязнения продукта
• Стойкость к окислению
• Легкость обработки
• Отличная ковкость
• Красота внешнего вида
• Легкость очистки
• Высокая прочность при низком весе
• Хорошая прочность и вязкость при криогенных температурах

3. Алюминий (Aluminum)

• Цена: Соизмерима с холоднокатаной. Также очень экономичный универсальный металл.
• Среда: Некоторая коррозионная стойкость, но не до уровня нержавейки.
• Эстетика: Хорошие варианты покрытий.
• Вес: Самый легкий из наших металлов, но не та же прочность, что другие.
• Покрытия: Голый металл, шлифовка, порошок. Также хем-фильм и анодирование.

Алюминий — один из самых легких металлов для корпусов, но для той же жесткости, что холоднокатаная, нужен более толстый калибр. Не обязателен хем-фильм для электрического контакта, но он повышает долговечность алюминия.

Алюминий коррозионностойкий и легкий. Меньшая жесткость требует толще калибр для пары со сталью. Покрытия: голый, шлифовка, порошок. Для электрического контакта — хем-фильм (хромат). Можно анодировать для долговечного оксидного покрытия. Рассмотрите алюминий, если приоритеты — мин. вес и/или коррозионная стойкость.

Два вида алюминия у нас: 5052-H32 и 6061-T6. Для листового металла — 5052 предпочтительнее, гнется в более малый радиус без трещин. Для CNC-деталей, панелей, корпусов — 6061 идеален, материал мягче, легко фрезеруется.

4. Гальваннеал (Galvanneal)

• Цена: Чуть дороже холоднокатаной или алюминия из-за покрытия.
• Среда: Коррозионностойкий, пока покрытие целово.
• Эстетика: Тускло-серый финиш.
• Вес: Похож на холоднокатаную.
• Покрытия: Голый или порошок.

Гальваннеал — низкоуглеродистая сталь, цинкованная и отожженная для диффузии цинка в субстрат. Это предотвращает отслаивание при формовке/гибке. Покрытие работает как грунт — хорошо держит краску, создает ржавостойкую поверхность. Гальваннеал намного долговечнее холоднокатаной во влажных средах, но менее чем алюминий или нержавейка. Хорошая покрасочность, коррозионная стойкость, формовочность.

5. Медь (Copper)

Хотя мы предлагаем медь в листовом металле, она очень редко используется для корпусов. Медь — отличная электропроводность, но крайне мягкая, не идеальна для корпуса. Очень дорогая vs другие листые металлы.

Клиенты обычно используют медь для шин или разных деталей. Свяжитесь для обсуждения опций.

Заключение

При проектировании кастомного корпуса для конкретного проекта/прототипа важно начать правильно — выбрать металл, лучший для ваших нужд.

Резюме — несколько хороших вопросов для навигации выбора:

• Где будет храниться корпус?
• Нужен ли устойчивость к суровым элементам среды?
• Насколько вес важен для корпуса?
• Насколько нужно быть бюджет-коншас?

Ответив на эти вопросы и тщательно взвесив нужды, вы получите навигацию к идеальному металлу для кастомного корпуса.

Если все еще неуверены или хотите обсудить дизайн — пишите на info@protocase.com или звоните 1-866-849-3911! Рады помочь.

За основами проектирования корпусов — читайте наш пост Electronic Enclosure Design 101.