Robuste wasserdichte Gehäuse für Elektronik designen: Ein umfassender Leitfaden

Während Wasser Leben ist, ist es etwas, das Hersteller ablehnen, es in der Nähe einiger Produkte, insbesondere elektronischer Produkte, zu haben. Die unmittelbare Umgebung vieler Produkte verlangt, dass die Produkte Robustheit und Wasserdichtigkeit aufweisen. Daher sehen Sie Hersteller, die wasserdichte Gehäusedesigns in ihrem Fertigungsprozess verwenden.

Wasserdichtes Gehäusedesign erfordert das Verständnis vieler Dinge. Als Laie oder Anfänger in diesem Sektor sollten Sie über die Bewertungssysteme, wie man ein wasserdichtes Gehäuse erstellt und die notwendigen Materialien Bescheid wissen. Daher würde dieser Artikel die zuvor genannten Faktoren vorstellen. Sie sollten weiterlesen, um sich mit der Funktionsweise des Bewertungssystems, wasserdichtem Verschlussdesign und der Erstellung eines wasserdichten Siegels vertraut zu machen.

Wie wird der Wasserschutzgrad unterteilt?

Das Bewertungssystem ist ein Begriff, der viele elektronische Produkte basierend auf ihrer Robustheit qualifiziert. In Bezug auf dieses Material ist es ideal, sie basierend auf ihrer Wasserdichtigkeit zu unterteilen. Ohne das Bewertungssystem ist die Verwendung von Robustheit und wasserdichten Eigenschaften ein einfacher Marketingbegriff. Beispielsweise ist es unmöglich zu wissen, inwieweit ein Produkt Wasser standhalten kann, wenn es untergetaucht ist. Mit einem Bewertungssystem können Sie jedoch den Umfang solcher Eigenschaften kennen. Die zwei gängigen Bewertungssysteme, die wir besprechen werden, sind IP- und NEMA-Bewertungssysteme.

IP-Bewertungssystem

Personen, die elektronische Produkte verwenden, wären mit dem IP-Bewertungssystem vertraut. Es ist sehr wahrscheinlich, dass sie eine Inschrift auf ihrem Gerät mit IPxx gesehen haben. Diese Inschrift ist das, was Hersteller verwenden, um zu beurteilen, ob ein elektronisches Produkt-Wasserdichtdesign effektiv ist und inwieweit es wirksam ist.

IP-Bewertung steht für Ingress Protection (IP) Ratings, und aus dem obigen Beispiel hat es zwei Buchstaben, „IP“ und zwei Ziffern, z. B. IP67. Die erste Zahl zeigt den Schutz gegen physische Objekte wie Staub und Schmutz. Die zweite Zahl zeigt den Schutz gegen eine flüssige Umgebung.

Je höher die IP-Bewertung, desto besser das Dichtungsdesign. Beispielsweise hat ein Produkt mit einer IP32-Bewertung geringeren Schutz im Vergleich zum selben Produkt mit einer IP67-Bewertung.

NEMA-Bewertungssystem

NEMA ist ein Akronym für National Electrical Manufacturer Association, und sein Bewertungssystem zeigt auch, wie gut ein Produkt geschützt ist. Im Gegensatz zum IP-Bewertungssystem ist das NEMA-Bewertungssystem hauptsächlich für industrielle Produkte. Das IP-Bewertungssystem schätzt den Schutz, den ein Produkt vor Wasser und physikalischen Parametern wie Wasser und Staub hat. Das NEMA-Bewertungssystem geht jedoch einen Schritt weiter, da es mit der Exposition gegenüber Parametern wie Eis, Korrosionsmitteln, Öl umgeht.

Bevor Sie das NEMA-Bewertungssystem verwenden, sollten Sie Folgendes wissen:

• Ob das Produkt ein Innen- oder Außenprodukt ist
• Elementexposition
• Ob es abgespritzt wird
• Ob eine Exposition gegenüber korrosiven Mitteln, Öl und Kühlmittel besteht

Das NEMA-Bewertungssystem kann in Bezug auf Innen- und Außenanwendung sein. Für den Innenbereich haben wir eine Bewertung von 1-13, die eine Zunahme des Schutzgrads vor Staub und elektrischem Schlag zeigt, d. h., je höher Sie gehen, desto besser der Schutz. Für den Außenbereich haben wir NEMA 3, 3R und 3S. NEMA 4 wird für Produkte verwendet, die unter Bedingungen wie Hochdruckwasser eingesetzt werden.

Wasserdichtes Gehäuse Dichtungsdesign

Die Verwendung eines Wasserdichtungsdesigns erfordert das Verständnis der verschiedenen Möglichkeiten, Dinge zu erledigen. Im Folgenden sind einige Wege aufgeführt, wie Sie ein wasserdichtes Siegel erstellen können.

O-Ringe

O-Ringe sind wichtig im Wasserdichtungsdesign und auch für Reparaturen. Sie sind sehr beliebt, was zeigt, dass sie weit verbreitet sind. Sie haben eine Form, kommen aber in verschiedenen Größen. Ein O-Ring hat zwei Zahlen, die seinen Innendurchmesser und Außendurchmesser anzeigen. O-Ringe sind einfach zu installieren und gibt es in zwei Typen: Statische O-Ringe und Dynamische O-Ringe.

·         Statische O-Ringe

Wenn Ihr Wasserdichtungsdesign für kreisförmige Produkte ist, ist die Verwendung eines statischen O-Rings ideal. Statische O-Ringe sind Dichtungen, bei denen sich die paarenden Gland-Teile nicht relativ zueinander bewegen. Daher gibt es keine Bewegung auf der Dichtfläche.

·         Dynamisch

Dynamische O-Ringe bewegen sich im Gegensatz zu den statischen Typen in Bezug auf ihre paarenden Gland-Teile. Daher benötigt das Material mehr Schmierung. Die Materialien müssen auch zäher sein als die Materialien, die zur Herstellung von statischen O-Ringen verwendet werden.

• Hauptunterschiede zwischen statischen und dynamischen O-Ringen

Das Verständnis der Verwendung von statischen oder dynamischen Dichtringen geht mit dem Wissen um ihre Unterschiede einher. Im Folgenden sind die wesentlichen Unterschiede aufgeführt, die Ihnen helfen, ein wasserdichtes Siegel bei der Verwendung der beiden Dichtungen zu erstellen.

• Weil sich der dynamische O-Ring ständig bewegt, müssen die in der Herstellung verwendeten Materialien zäher sein.
• Die Gland des dynamischen O-Rings muss eine Oberflächenbeschaffenheit haben, die nicht abrasiv ist. Wenn sie eine abrasive Oberfläche haben, kann dies zu Verschleiß führen. Dies ist jedoch bei statischen O-Ringen irrelevant, da sie sich nicht bewegen.
• Dynamische O-Ringe benötigen mehr Wartung als statische O-Ringe.
• Obwohl beide Dichtungen Schmierung benötigen, sollten dynamische O-Ringe stärker geschmiert werden.

Dichtung (Gasket)

Eine Dichtung als Dichtmittel ist ein Klebstoff, eine Paste oder ein Spray, der verwendet wird, um mechanische Verbindungen zusammenzuhalten. Sie kann zusammen mit oder ohne andere Arten von Dichtmitteln verwendet werden und reduziert mit oder ohne die Tendenz zum mechanischen Ausfall, wenn die Teile aneinander reiben.

Eine Dichtung ist ideal für komplexe Face-to-Face-Dichtungen mit mehreren Kavitäten. Dies ist ein Bereich, in dem sie mehr als O-Ringe glänzen. Sie müssen jedoch Faktoren wie Kompression, Dicke und Toleranzen der zu verbindenden Gelenke berücksichtigen, um sie zu verwenden. Generell sind Dichtungen individuell. Daher müssen Sie sich keine Sorgen über ständige Berechnungen machen.

Taste (Button)

Tasten werden in Richtungs-Pads, Auslösern, Paneelschaltern verwendet und sind ideale Dichtmittel für diejenigen, die sich um Schnittstellen sorgen. Sie sind auch günstig und einfach.

Je nachdem, wofür sie verwendet werden sollen, können Tasten aus verschiedenen Materialien hergestellt werden. Beispielsweise werden für niedrigdruck-wasserdichtes Tastendesign geformte Gummiknöpfe als Dichtmittel verwendet. Für schwerlastiges wasserdichtes Tastendesign kann der Knopf aus härteren Materialien bestehen.

Es gibt viele wasserdichte Tastendesigns, und sie werden normalerweise mit dynamischen O-Ringen eingearbeitet. Es wäre jedoch am besten, sie mit Vorsicht zu verwenden, da viele Dichtungen zu Dichtungsversagen führen können.

Materialauswahl

Das Kennen und Auswählen der richtigen Materialien geht mit dem Verständnis der notwendigen Faktoren einher, die Sie vor der Auswahl der richtigen Materialien berücksichtigen sollten. Dies wird in zwei Abschnitte unterteilt. Einer wird über die Faktoren sprechen, die die Auswahl unterstützen, während der andere über die gängigen Materialien spricht, die Sie verwenden können.

Faktoren, die bei der Materialauswahl zu berücksichtigen sind

• Entwicklungsstadium

Das Entwicklungsstadium bestimmt das Material, das Sie verwenden. Beispielsweise wird während der Prototypenentwicklungsphase ein niedriges Material verwendet, das billig ist, um die richtige Passform, Funktion und Ästhetik zu erhalten. Daher müssen Sie sich keine Sorgen um die Wirksamkeit der Wasserdichtung machen und erfahren den Fehler leicht. Sie können dann die Originalmaterialien verwenden, wenn Sie fertig sind.

• Verwendungs- und Designleitfaden

Der Designleitfaden, den Sie in der Herstellung des Produkts verwenden, entscheidet über die Art der Materialien, die Sie wählen. Beispielsweise erfordern Hochdruck-Produktgehäusedesigns CNC-Bearbeitung zur Kontrolle der Oberflächenqualität.

• Haltbarkeit und Umgebung

Haltbarkeit hat eine Beziehung zur Umgebung, in der das Material verwendet wird. Für Umgebungen, die hohe Haltbarkeit erfordern, sollten metallische wasserdichte Gehäusematerialien verwendet werden. Die Materialauswahl hängt auch davon ab, ob die Materialien im Außen- oder Innenbereich verwendet werden.

Gängige Materialien für wasserdichte Gehäuse

Basierend auf den oben erklärten Faktoren sind die zwei Haupttypen von Materialien, die im Produktgehäusedesign verwendet werden, Kunststoffe und Metalle.

Kunststoffe

Kunststoffe sind eine vielseitigere Wahl als Gehäusematerialien, da sie geringe Anforderungen haben. Sie sind auch korrosionsbeständig und werden dort eingesetzt, wo metallische Materialien problematisch sein können. Sie sind jedoch nicht sehr stark im Vergleich zu Metallgehäusen.

Metalle

Die gängigen metallischen wasserdichten Gehäusematerialien sind Stahl, Aluminium und Edelstahl.

• Stahl

Stahlmaterial wird verwendet, wenn eine geringere Tendenz zur Korrosion besteht. In Bedingungen, in denen eine hohe Korrosionswahrscheinlichkeit besteht, ist Stahl nicht ideal, da er anfälliger für den Zustand wird, wenn die Oberfläche beschädigt ist. Stahl ist auch stark und robust. Daher ist er ideal für die Herstellung von Gehäusen, die gegen Kratzer oder Beeinträchtigung der Oberflächeneigenschaften resistent sind.

• Aluminium

Aluminium ist ein besseres Gehäuse für diejenigen, die Stabilität in Salzwasser suchen. Es ist korrosionsbeständig und hat bessere physikalische Attribute. Beispielsweise hat es ein geringes Gewicht. Es ist jedoch nicht ideal für Umgebungen, die starke Alkalien enthalten, da es leicht damit reagiert.

• Edelstahl

Edelstahl ist ideal für die gleiche Situation wie bei Stahl. Er ist jedoch besser für Umgebungen mit hoher Korrosionswahrscheinlichkeit geeignet, wie Salzwasser. Sie sind das langlebigste wasserdichte Gehäuse, was evident ist, da sie andere Materialien überdauern können.

Tipps

Wasserdichtungsdesign, obwohl es ein Hochleistungsprozess ist, hat Einfachheit als goldene Regel. Dies ist sehr wichtig, besonders wenn Sie neu in der Dichtung sind. Im Folgenden sind einige Tipps aufgeführt, die Ihnen helfen können, Ihr Design zu vereinfachen:

Es ist schlecht, etwas vollständig abzudichten

Während Sie vielleicht ein Produkt vollständig abdichten möchten, sollten Sie wissen, dass dies eine schlechte Idee ist. Die vollständige Abdichtung von Produkten entfernt den Weg, durch den Luftdampf ein- und austreten kann. Daher besteht eine hohe Tendenz, dass das Produkt aufgrund von Luftdruckänderungen explodiert.

Nutzen Sie kreisförmige Formen

Kreise sind die einfachsten Öffnungen, mit denen Sie arbeiten können. Der Grund ist, dass es viele wasserdichte Gehäuse gibt, die Sie verwenden können. Diese Gehäuse sind einfach zu verwenden, beliebt und günstig. Beispielsweise können Sie Standard-O-Ringe und robuste Radialdichtungen verwenden, um eine gleichmäßige Dichtungskraft zu erhalten.

Wenn möglich, komplexe Dichtungen vermeiden

Es sei denn, es ist notwendig, sollten Sie komplexe Dichtungen vermeiden. Es wäre am besten, sicherzustellen, dass die Komponenten, die gedichtet werden müssen, nicht mehr als drei sind. Der Grund ist, dass je höher die Anzahl der Teile, die Sie abdichten müssen, desto schwieriger es ist, eine gleichmäßige Abdichtung zu erreichen.

Dichtungen benötigen Unterstützung

Wenn Sie eine eigenständige Dichtung verwenden, müssen Sie sie auf allen Seiten unterstützen. Wenn Sie dies nicht tun, kann es zu Dichtungsversagen aufgrund von Dichtungsausschuss kommen, wenn sie aus der Klemmzone herausgezogen wird.

Fazit

Wasserdichtes Gehäuse-Dichtungsdesign ist notwendig für Menschen, die Produkte mit wasserdichter Eigenschaft benötigen. Durch die Lektüre dieses Artikels erhalten Sie ein grundlegendes Verständnis des Bewertungssystems, der Wasserdichtungsdesigns und der Erstellung eines wasserdichten Siegels. Mit diesem Wissen können Sie Ihr wasserdichtes Produkt herstellen. Um jedoch das beste Ergebnis zu einem niedrigen Preis zu erzielen, sollten Sie unsere Dienstleistungen nutzen. Laden Sie Dateien hoch, um ein sofortiges Angebot für Ihr Design zu erhalten, und konsultieren Sie unser Support-Team für Fertigungsberatung. E-Mail-Kontakt: support@rapiddirect.com

FAQ

Es gibt viele Möglichkeiten, ein wasserdichtes Gehäuse herzustellen. Sie können Gehäuse wie O-Ringe und Dichtungen verwenden. Sie können auch Überformen oder Spritzguss verwenden. Es gibt jedoch Zeiten, in denen Sie beide benötigen könnten.

Die als wasserdicht geltenden und allgemein verwendeten IP-Bewertungen sind IP65, IP66 und IP67. Wetterfest bedeutet, dass Sie gegen hohe Feuchtigkeit und physikalische Elementinhalte schützen. Daher benötigen Sie eine IP-Bewertung mit dem höchsten numerischen Wert.