Мастерство проектирования корпусов из листового металла: проверенные советы для надежной электроники

Важность корпусов в электронных продуктах нельзя переоценить. Независимо от размера и сложности электрического продукта, должна быть форма корпуса. Корпус из листового металла имеет несколько связанных преимуществ, включая электрическую проводимость, снижение излучений и устойчивость к суровым промышленным средам.

Каждая компания по обработке листового металла стремится обеспечить общий успех дизайна и позитивный пользовательский опыт. Создание высококачественных корпусов может помочь достичь этого для электронных компонентов. Существуют некоторые наборы рекомендаций, связанных с проектированием корпусов из листового металла. Хорошее понимание этих рекомендаций сделает работу легче и поможет обеспечить качественные результаты.

Следующие советы по проектированию корпусов из листового металла объясняют детали проектирования корпуса, чтобы держать вашу работу на уровне. Давайте погрузимся прямо в это!

Знайте требования к дизайну продукта

Всегда важно понимать эстетические и функциональные требования продукта в каждом процессе проектирования. То же самое касается проектирования корпуса из листового металла. Знание этих требований обеспечит, что вы разработаете корпус из листового металла, который лучше всего соответствует вашим потребностям.

Некоторые из требований к продукту, которые вы должны понимать, включают следующее:

• Применение корпуса из листового металла.
• Предназначенные рабочие условия для корпуса, т.е. рабочая температура, воздействие коррозии, требования к вибростойкости, класс защиты IP и т.д.
• Габаритные требования.
• Требования к монтажу, включая настенный монтаж, монтаж на столб, настольный и т.д.
• Компонент, который вы хотите поместить внутрь корпуса, например, высота и размер компонента, положения разъемов и многое другое.
• Эстетические требования.

Выбор материала для проектирования корпуса из листового металла

Как только вы понимаете требования к продукту, следующий шаг — выбор металла. Тип металла, который вы выберете, будет в основном зависеть от применения вашего корпуса из листового металла. Вы не хотите выбирать металл, который быстро изнашивается при воздействии специфических рабочих условий. Лучшие металлы — те, которые предлагают премиальное качество, обеспечивая износостойкость и коррозионную стойкость.

Давайте кратко рассмотрим свойства лучших металлов для вашего дизайна корпуса.

Алюминий

Этот металл легкий и коррозионно-стойкий. Он имеет значительно более низкий уровень жесткости, чем сталь, в некоторых условиях. Существуют разные типы алюминия марок. Однако есть два основных алюминиевых сплава, используемых в корпусах из листового металла. Это алюминий 5052 и алюминий 6061.

Алюминий 5052 обладает невероятными способностями к гибке, даже до малых радиусов без трещин. Его также можно легко обрабатывать и сваркивать, делая его подходящим для корпусов из листового металла. С другой стороны, алюминий 6061 довольно более подвержен трещинам, чем его аналог. Однако его также можно легко обрабатывать.

Легкие и коррозионно-стойкие свойства алюминия делают его отличным для деталей и корпусов из листового металла. В некоторых случаях вам может потребоваться анодинировать алюминиевые детали для долговечных и защитных покрытий. Хроматирование также может быть идеальным для компонента, требующего электрического контакта.

Нержавеющая сталь

Этот металл содержит хром и никель. Таким образом, вы можете быть уверены в повышенной коррозионной стойкости. Кроме того, нержавеющая сталь имеет более высокую предельную прочность на разрыв по сравнению с алюминием. Следовательно, этот материал подходит для дизайнов корпусов из листового металла для высокоударных применений. Вы найдете компонент из нержавейки впечатляющим с зернистой отделкой.

Гальванил (Galvanneal)

Это низкоуглеродистая сталь, покрытая цинком и отожженная. Цель отжига — обеспечить связывание цинка диффузией в субстрат. Следовательно, вы можете быть уверены, что не будет шелушения при формовке или гибке. Если вы планируете использовать металлический корпус во влажных условиях, то Гальванил — ваш лучший вариант. Он также коррозионно-стойкий в зависимости от покрытия.

Холоднокатаная отожженная сталь (CRCA)

Холоднокатаная отожженная сталь — отличный вариант для внутренних корпусов и деталей. Она также предлагает идеальное сочетание жесткости и прочности. Ее долгосрочная долговечность лежит в помещениях. CRCA может заржаветь, если оставить ее без покрытия, потому что у нее нет врожденной коррозионной стойкости.

Медь

Хотя редко используемая в проектировании корпусов из листового металла, медь — отличный металл. Она предлагает отличную тепловую и электрическую проводимость. Таким образом, она подходит для электрических применений. Однако медь очень мягкая, поэтому большинство производителей не используют ее для корпусов. В лучших случаях они идеальны для шин или различных деталей.

Наши советы по проектированию корпусов из листового металла для выбора металла будут неполными, если у вас нет лучших критериев металла. Вам следует учитывать следующие свойства перед выбором металла для вашего дизайна.

• Предел прочности на разрыв
• Свариваемость и обрабатываемость
• Коррозионная стойкость
• Износостойкость
• Ограничения по весу электроники в корпусе
• Процесс сборки
• Тепловая и электрическая проводимость
• Стоимость

Выбор подходящей формы корпуса

Выбор правильной формы корпуса — еще один из ключевых советов по проектированию корпусов из листового металла. Вам нужно думать о форме корпуса на уровне проектирования печатной платы и системы. Следовательно, вы можете избежать общих подводных камней проектирования корпуса. Листовый металл может быть немного ограничен по сравнению с формовкой пластиковых корпусов.

Однако вы можете спроектировать функциональные, экономичные и эстетично приятные корпуса со следующими формами.

· Складная коробка (Folded Box Shape)

Она предлагает классическую четырехстенную коробку с крышкой, идущей в комплекте. Эта форма корпуса обеспечивает легкий доступ для обслуживания и более широкий массив вариантов монтажа.

· F-образная форма

Это легкая для производства форма корпуса. F-образные корпуса подходят для печатных плат, имеющих разъемы на противоположных сторонах.

· L-образная форма

L-образный корпус также прост. Геометрия легко понятна, и он также предлагает легкий доступ для использования.

· U-образная форма

Как и F-образная, U-образные корпуса также легко производить. Они часто идут с твердыми основаниями и предлагают легкий доступ для обслуживания.

Посмотрите это видео, чтобы узнать советы по проектированию корпусов из листового металла:

Понимание толщин листового металла

Толщина вашего металла для дизайна корпуса жизненно важна. Толщина часто определяет прочность, вес, длину фланца и размер пуансона вашего корпуса. Как вы можете знать, обычно трудно делать более мелкие продукты из более толстого металла. Кроме того, увеличение толщины материала жизненно важно для проектирования крупных деталей с дополнительной прочностью.

Многие калибры толщины кажутся одинаковыми на бумаге. Однако лучшее понимание калибров листового металла поможет вам знать правильный вариант для выбора. Обратите внимание, что всегда императивно поддерживать однородную толщину стенки в дизайне корпуса из листового металла. Таким образом, вы можете определить качество вашего компонента.

Сохраняйте радиус гиба постоянным

Обязательно сохранять радиус гиба постоянным. Радиусы гибов в дизайне корпуса из листового металла всегда должны складываться в толщину содержимого. Вы должны убедиться, что радиус гиба соответствует ширине продукта. Таким образом, предотвращая трещины и проблемы с циркуляцией вещества.

Вы хотите держать свой фланец на минимальной длине примерно в три-четыре раза толщины вашего материала. Важный момент: некоторые металлы сопротивляются гибке. Следовательно, правильное понимание химического состава и поверхностного состояния вашего металла поможет вам протестировать его гибкость.

Лучше всегда учитывать функциональные и эстетические требования вашего корпуса перед выбором радиусов гиба. CAD-софт поможет вам цифрово рассчитать запас на гиб вашего металла.

Рассмотрите операции отделки

Существует несколько решений для отделки листового металла для выбора. Хотя некоторые дизайнеры предпочитают одну технику отделки другим, у каждой из них свои уникальные особенности. Мы обсудим некоторые из этих вариантов ниже.

Порошковое покрытие

Этот тип покрытия включает нанесение сухого термопластичного порошка электростатически на металлическую поверхность. Порошковая отделка экономична и долговечна, с различными цветами и текстурами. Кроме того, она подходит для различных металлов, поэтому нет головной боли с выбором отделки. Обратите внимание, что порошковое покрытие добавит дополнительный слой к вашему компоненту. Таким образом, размеры будут относиться только к базовому металлу.

Анодирование

Это другой электрохимический процесс, готовящий поверхности цветных металлов. Это подходящая отделка для алюминия, делающая поверхность тверже и придающая высокий уровень коррозионной стойкости. Анодинированная отделка становится частью металла, никогда не шелушась или не отслаиваясь при обычном использовании.

Хроматирование (Chromate Conversion Coating)

Этот тип отделки помогает пассивировать металлы через процесс погружения в ванну. Хроматирование направлено на предотвращение коррозию и придание эстетически приятной отделки. Хромирование также помогает сохранить электрическую проводимость материалов. Ваш корпус из листового металла выиграет от этого упрощенного процесса отделки.

Цифровая печать и шелкография

Эти техники отделки помогут вашему дизайну корпуса получить профессиональный вид и ощущение. Основное использование этих методов — помочь вам четко маркировать ваши корпуса. Таким образом, вы можете легко идентифицировать порты, переключатели, разъемы и т.д. Цифровая печать отлична для графики, включая артворки и логотипы компаний. Их можно наносить на плоские детали и собранные корпуса.

Никелирование

Эта техника напыления включает добавление тонкого слоя никеля на вашу металлическую поверхность. Она предлагает идеальное сочетание коррозионной и износостойкости. Она также дает вашему компоненту дополнительную полезность, яркость и привлекательность. Если вы желаете хорошие адгезионные свойства для других покрытий, вы можете использовать никелирование для подпокрытий.

Покраска

Покрасочная отделка включает распыление тонких слоев краски на поверхность вашего металла. Она обычно улучшает эстетический вид вашего корпуса из листового металла. Кроме того, она может помочь обеспечить повышенное узнавание бренда клиентами.

Разработка прототипов и проведение валидационных тестов

После применения данных советов по проектированию корпусов из листового металла у вас будет рабочая концепция. Следующий шаг — скорректировать дизайн для соответствия желаемым спецификациям и улучшения технологичности производства.

Лучший способ сделать это — разработать прототипы. Компании по обработке листового металла, такие как RapidDirect, имеют выделенные отделы для разработки новых продуктов. Следовательно, вы можете протестировать свой дизайн в реальной производственной среде. Ваш прототип может не быть именно тем, что хотят ваши клиенты.

Именно поэтому валидационное тестирование критично. Этот шаг поможет вам решить, стоит ли переходить к крупносерийному производству или возвращаться к процессу проектирования. Валидационное тестирование может включать установку продукта в точках использования или базовые экологические тесты. Возможно, вы найдете области, требующие переработки и изменений.

Заключение

Корпуса из листового металла предлагают несколько производственных преимуществ. Они улучшают электрическую проводимость, снижение излучений и устойчивость к суровым промышленным средам. Одновременно они помогают снизить сроки выполнения и производственные затраты. Следовательно, критически важно проектировать их правильно. Предоставленные советы по проектированию корпусов из листового металла помогут вам делать осознанный выбор.

Нет ничего лучше, чем иметь опытные и экспертные руки, помогающие вам на всем пути. RapidDirect предлагает это. С RapidDirect вы можете получить несколько преимуществ из обработки листового металла. Наши квалифицированные техники — эксперты в проектировании корпусов из листового металла. Вы также выиграете от автоматизированных и оптимизированных производственных сервисов.

Что еще, наши надежные и надежные производственные возможности, обеспечение качества и техническая экспертиза обеспечат, что вы получите лучшие результаты. Получите мгновенные котировки для ваших индивидуальных механически обработанных деталей с полными отчетами о размерах. Все, что вам нужно сделать — загрузить ваши файлы дизайна или связаться с RapidDirect по электронной почте.

Часто задаваемые вопросы

Первый шаг — ознакомиться с требованиями к продукту, как функциональными, так и эстетическими. Затем вы можете перейти к выбору материала, который лучше всего соответствует вашим производственным потребностям. Форма корпуса критична, и вам также нужно понять толщину листового металла. Как только у вас есть все это, вы можете выбрать лучшие варианты отделки и сварки для вашего компонента. Однако вам нужно разработать прототипы и провести валидационные тесты, чтобы убедиться, что вы на правильном пути.

Обратите внимание, что толщина металла обратно пропорциональна калибру. Следовательно, у вас будет более тонкий металл для более высокого калибра. Большинство производителей используют сталь 8-го калибра или что-то тоньше. Если становится толще, то вы больше не можете называть это листовым металлом.

Следующие факторы помогут вам выбрать подходящий материал листового металла для дизайна вашего корпуса.
а. Предел прочности на разрыв и вес
б. Свариваемость и обрабатываемость
в. Тепловая и электрическая проводимость
г. Коррозионная стойкость
д. Процесс сборки
е. Стоимость