Electronic Enclosure Design 101 – Sheet Metal Design Guide

Blechgehäuse und -teile werden mit einer Abkantpresse gebogen oder einen Ordner . Das Metall kann normalerweise nicht zu einer echten 90-Grad-Kante geformt werden, sondern die Ecken haben einen Radius, wie Sie im Diagramm unten sehen können.

Unterschiedliche Krümmungsgrade können durch die Verwendung unterschiedlicher Werkzeug- und Biegeparameter erreicht werden. Als Konstrukteur steuern Sie dies, indem Sie einen Biegeradius – angeben Dies ist der Radius der Innenfläche der Biegung (der Außenradius ist nur der Innenradius plus die Metalldicke).

Es gibt zwei Schlüsselfaktoren für Biegeradien:

• Funktionale Überlegungen: Sie haben keine ebene Fläche für Befestigungselemente, Komponenten oder Ausschnitte, bis Sie den Biegeradius verlassen haben.
• Ästhetik: Zum Beispiel haben Designs im Retro-Stil oft große Radien für ein kurvigeres Gefühl.

Berücksichtigen Sie beim Entwerfen Ihre ästhetischen und funktionalen Absichten, damit Sie die richtigen Biegeradien für Ihre Anforderungen auswählen.

Idealerweise sollten Sie nur mit tatsächlich baubaren Radien konstruieren; Sie können sich hier unsere Biegeradiusfähigkeitstabelle ansehen und unsere Ausrüstungs- und Werkzeugbeschränkungen an Ihr Design anpassen. Aber wenn Sie sich nicht entscheiden können, empfehlen wir Ihnen, etwas Vernünftiges auszuwählen (z. B. 0,040 Zoll) und wir werden es vor der Herstellung für Sie anpassen.

Besondere Beachtung muss dem Schnittpunkt zweier Biegelinien (d. h. der Ecke) eines Gehäuses geschenkt werden. Insbesondere muss das zusätzliche Material entfernt werden, um zu verhindern, dass Biegungen einander stören; Dies wird als Eckenfreistellung (Eckentrimmung in CAD) bezeichnet. Wenn Sie nicht die richtigen Eckaussparungen einschließen, fügen wir sie für Sie hinzu. Wenn Sie Protocase Designer verwenden, erledigen die Vorlagen dies automatisch für Sie.

Im Allgemeinen sollten Ausschnitte einen Mindestabstand von den Biegeradien einhalten, da ein Ausschnitt, der zu nahe an einem Biegeradius liegt, Gefahr läuft, dass sich der Ausschnitt dehnt oder aufweitet. Ich werde oft von Kunden gefragt, wie weit ein Ausschnitt von einer Biegung entfernt sein sollte. Dieser Wert wird durch den Materialtyp, die Dicke und die Werkzeuge bestimmt, die zum Biegen oder zum Biegeradius verwendet werden. Beziehen Sie sich für diesen Wert auf unsere Materialbiegeradien und die minimale Biegegrößentabelle. Unabhängig davon, welchen minimalen Biegewert Sie für Ihr Design wählen, müssen Sie sicherstellen, dass Ihre Ausschnitte mindestens den gleichen Wert wie die Biegung haben. Wenn Sie beispielsweise 14-Gauge-Edelstahl (A240 TP304 2B) verwenden und sich für eine Mindestbiegung von 0,275 Zoll entscheiden, dürfen Ihre Ausschnitte nicht näher als 0,275 Zoll an einer Biegung liegen. Indem Sie den minimalen Biegemaßwert für Ihre minimale Nähe des Ausschnitts zu einer Biegung verwenden, stellen Sie sicher, dass Sie keine Probleme haben. Ich werde oft von Kunden gefragt, wie weit ein Ausschnitt von einer Biegung entfernt sein sollte. Die einfache Faustregel lautet, sicherzustellen, dass der Ausschnitt den Abstand hat, der dem minimalen Biegeradius von der Biegung entfernt ist. So stellen Sie sicher, dass es keine Probleme gibt.

Wenn Sie einen Ausschnitt in der Nähe einer Biegung platzieren müssen, empfehle ich Ihnen, sich mit uns in Verbindung zu setzen, da wir zusammenarbeiten können, um Ihre Designanforderungen zu erfüllen. Sie haben auch die Möglichkeit, die Biegung in diesem Bereich auszuklinken, wodurch Ihr Ausschnitt in perfekter Form bleibt (siehe unten).

Einpressverschlüsse

Einpressbefestiger sind Gewindemuttern, Stehbolzen, Abstandshalter und andere Stile, die in Blech gepresst werden, um solide Befestigungspunkte bereitzustellen. Muttern können Schrauben aufnehmen (eine Anordnung, die viel robuster ist als Blech mit Gewinde), Abstandshalter können zur Montage von Leiterplatten eingesetzt werden und Stifte können zur Montage von Steckverbindern verwendet werden. Oft als Einpressbefestiger der Marke PEM ® bezeichnet (PEM steht für PennEngineering &Manufacturing Corp.), sind Einpressbefestiger äußerst nützlich und haben im Laufe der Jahre viele Probleme bei der Komponentenmontage gelöst.



Im Folgenden finden Sie einige Beispiele für selbsteinpressende Befestigungselemente.

Schweißen

Schweißen kann verwendet werden, um bestimmte Probleme zu lösen, wie z. B. das Erstellen komplexer Teile (Zusammenschweißen von Teilen zu einem Teil), das Erstellen wasserdichter Verbindungen oder das Verstärken eines Gehäuses. Wir bieten Punktschweißen, Nahtschweißen und Heftschweißen an.

Punktschweißen – Dies ist eine schnelle, effiziente und kostengünstige Methode, um zwei Bleche an einer oder mehreren Stellen dauerhaft zu verbinden. Im Gegensatz zu Befestigungselementen mit Gewinde hinterlässt das Punktschweißen kaum Spuren der Verbindung. Aufgrund der Geometrie der Schweißausrüstung sind einige maßliche Einschränkungen zu berücksichtigen, wie in der folgenden Abbildung dargestellt. Punktschweißen ist mit all unseren vorrätigen kaltgewalzten Stählen, Edelstahl und Galvanneal kompatibel.

• Maximaler Hals:15″ (375mm)
• Maximale Höhe:5″ (125mm)

Nahtschweißen – Dies ist nützlich, um zwei oder mehr Blechteile fortlaufend zu verbinden, sodass sie nahtlos erscheinen. Wir verwenden das Cold Metal Transfer (CMT)-Schweißen, das auf den ersten Blick dem MIG-Schweißen mit Drahtvorschub ähnelt. Beim MIG-Schweißen wird das Füllmetall jedoch durch Sputtern bei sehr hoher Temperatur übertragen. Bei CMT wird der Draht ausreichend erhitzt, um die Spitze zu schmelzen, und die Übertragung erfolgt durch physischen Kontakt. Da CMT nur ein Zehntel der Wärme des MIG-Schweißens erzeugt, erzeugt es nur ein Zehntel der Wärme des MIG-Schweißens, wodurch ein Verziehen oder Rückschmelzen selbst bei dünnen Blechen verhindert wird. In den meisten Fällen wird überschüssiges Metall dann durch Schleifen entfernt. Die sich daraus ergebenden kontinuierlich verbundenen Nähte sind nützlich zum Schutz vor Witterungseinflüssen und zur Reduzierung von EMI-Leckagen sowie zur Erzielung eines nahtlosen Aussehens und Gefühls.

Heftschweißen – Genauso wie beim Nahtschweißen, aber in diskreten Segmenten.

Fertigstellung

Pulverbeschichtung ist eine Art trockenes thermoplastisches Pulver, das elektrostatisch aufgetragen und in einem Ofen mit Teilen verbunden wird. Die Pulverbeschichtung ist in einer Vielzahl von Farben, Glanzgraden und Texturen erhältlich und gilt weithin als Industriestandard für die Lackierung von Metall, da sie eine kostengünstige, qualitativ hochwertige und äußerst langlebige Oberfläche bietet. Ein weiterer Vorteil der Pulverbeschichtung sind die verschiedenen verfügbaren Texturen. Zum Beispiel zeichnen sich (raue) Sandtex-Oberflächen durch das Verbergen von Fingerabdrücken aus, was für elektronische Gehäuse optimal ist.

Bei der Pulverbeschichtung fügt die Farbe Ihrem Gehäuse eine zusätzliche Schicht hinzu. Zeichnungsmaße beziehen sich auf das darunter liegende Metall und nicht auf die Beschichtung! Ich empfehle, zusätzliche 0,003 Zoll – 0,005 Zoll pro Seite für Ihre Ausschnittabmessungen zuzuweisen (d. h. wenn Sie ein 1-Zoll-Teil zum Einfügen in eine Platte haben, machen Sie den Ausschnitt 1,006 Zoll bis 1,010 Zoll). Andernfalls sind die Ausschnitte möglicherweise nicht groß genug und Ihre Teile passen nicht.

Um eine Pulverbeschichtung anzugeben, wählen Sie einfach eine Pulverbeschichtung mit geeigneter Farbe und Textur für Ihre Anforderungen aus und fügen Sie dem von Ihnen eingereichten Design eine Notiz hinzu. Eine Liste der vorrätigen Pulverlacke finden Sie hier. Wir haben auch Zugriff auf eine große Auswahl an Pulverbeschichtungen, die nicht auf Lager sind, vorbehaltlich zusätzlicher Vorlaufzeit und Chargengebühr.

Hinweis: Wir maskieren Gewindebefestigungen auf Bestellung vor der Pulverbeschichtung automatisch, um Probleme zu vermeiden. Kunden können eine zusätzliche Maskierung anfordern; Dies wird hauptsächlich verwendet, wenn blankes Metall für elektrische Kontaktzwecke benötigt wird.

Digitaldruck und Siebdruck sind Veredelungstechniken, die Ihrem Design ein professionelles Erscheinungsbild verleihen. Mit beiden Drucktechniken können Sie Ihr Gehäuse, Teil oder Ihre Komponente eindeutig kennzeichnen, um Anschlüsse, Schalter, Ports und mehr zu identifizieren. Der Digitaldruck eignet sich auch hervorragend für Grafiken wie Firmenlogos oder Kunstwerke.

Sowohl Digitaldruck als auch Siebdruck können auf Flachbildschirme, Teile und montierte Gehäuse aufgebracht werden.

Während der Digitaldruck für viele Designer zur Standardwahl geworden ist, hat jedes Verfahren seine eigenen Stärken, die das eine oder andere für Ihre spezifische Anwendung besser geeignet machen können.

Chemische Konversionsbeschichtung wird oft als Chem-Film- oder Chromatbeschichtung bezeichnet. Wenn wir Chromat auf das Metallsubstrat auftragen, entsteht eine korrosionsbeständige und haltbare Oberfläche (ähnlich wie Edelstahl), die eine stabile elektrische Leitfähigkeit aufweist.

Eloxieren ist ein elektrochemischer Prozess, der verwendet wird, um die Oberfläche von Nichteisenmetallen, am häufigsten Aluminium, zu präparieren, um die Oberfläche härter und weniger korrosionsanfällig zu machen. Die eloxierte Oberfläche wird tatsächlich Teil des Aluminiums; Daher wird es sich niemals ablösen, absplittern oder abblättern und wird sich bei normalem Gebrauch niemals abnutzen. Wir bieten eine eloxierte Oberfläche über einen Drittanbieter an und erfordern daher zusätzliche Vorlaufzeit.

Verzinnung ist eine einfache Tauchtechnik, die reines Zinn auf Kupfer abscheidet. Bei Protocase wird in der Regel eine Verzinnung aufgebracht, um die Korrosionsbeständigkeit, elektrische Leitfähigkeit und Lötbarkeit zu verbessern. In der Regel beschichten wir kundenspezifisch gefertigte Kupferstromschienen von Protocase. Bei Bedarf beschichten wir jedoch auch vom Kunden bereitgestellte Teile.

Bare-Metal-Oberflächen   werden in drei Grundtypen für Aluminium und Edelstahl angeboten:

• Keine Oberflächenbehandlung – Das Teil wird ohne zusätzliche Oberflächenbehandlung entgratet und kann kleine Kratzer oder Wirbelspuren aufweisen. Dies ist kostengünstig, aber nur nützlich für Funktionsteile, die nicht ausgestellt werden.
• Körnung – Das Teil wird entgratet und erhält dann durch Bürsten eine bestimmte lineare Faserrichtung.
• Getrommeltes Finish – Glättet und verleiht richtungsunabhängiges Finish durch Trommeln in abrasivem Medium (ähnliche Ästhetik wie Milchglas).

Wenn Sie weitere Informationen zu einer der aufgeführten Ausführungen suchen, besuchen Sie bitte unsere Website hier.

Toleranzen

Eine weitere Sache, die Sie beim Entwerfen Ihres Gehäuses berücksichtigen sollten, sind die Abweichungen in den Abmessungen, die ein unvermeidlicher Teil der Herstellung sind. Hauptquellen sind Positionsfehler und Schnittfugenvariationen während des Schneidens, Abweichungen aufgrund der Metallzusammensetzung und unvollkommene Modellierung der Dehnung, die während des Biegens auftritt. Ich erinnere Sie auch noch einmal daran, dass die Abmessungen für blankes Metall gelten – wenn Sie Pulverbeschichtung hinzufügen, erlauben Sie 0,003 Zoll bis 0,005 Zoll mehr. Siehe die Standardtoleranzen von Protocase hier.

Nächster Blogbeitrag

Wollen Sie weiter gehen als Enclosure Design 101? Lesen Sie meinen Blogbeitrag darüber, was zu tun ist, wenn Ausschnitte und Komponenten in der Nähe einer Biegung platziert werden müssen.

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Protocase bietet Ingenieuren und Designprofis eine völlig neue Erfahrung, indem es kundenspezifische Elektronikgehäuse mit unübertroffener Geschwindigkeit, Einfachheit und Service bereitstellt.

Weitere Informationen zu unseren Materialien und Dienstleistungen finden Sie unter: www.protocase.com