판금 인클로저: 설계, 재료 선정 및 제조

판금 인클로저

판금 케이스는 전기 및 전자 장치를 수용하기 위해 맞춤 제작된 금속 상자입니다. 케이스는 내부 부품을 환경 조건과 물리적 손상으로부터 보호합니다. 따라서 케이스는 미적인 측면에서도 매우 중요합니다.

금속 성형, 기계 가공, 용접 및 기타 맞춤형 판금 제작 가공 공정은 원자재인 판금에 적용되어 원하는 크기와 모양의 케이스로 만들어집니다. 하지만 우선 케이스 설계와 그 설계에 기반한 제조 전략이 필요합니다.

이 글에서는 판금 케이스의 설계, 재료 선택 및 설계 규칙에 대해 논의합니다. 

시작하자. 

 

판금 인클로저 설명

완성된 판금 케이스

판금 외함은 금속판으로 제작된 모든 종류의 장치, 장비 또는 시스템을 보호하는 하우징으로 정의됩니다. 판금 제작 서비스외함은 조립된 부품을 물리적 충격, 습기, 먼지 및 전자기 간섭(EMI)으로부터 보호합니다. 또한 금속 외함은 제품의 미관을 향상시키기 위해 코팅이나 도금으로 마감 처리됩니다. 

알루미늄, 스테인리스강, 연강 판재가 주로 외함 제작에 사용됩니다. 벤딩, 펀칭, 슬로팅, 노칭과 같은 성형 공정을 통해 평판 금속판을 원하는 모양으로 가공한 후, 나사와 용접을 이용하여 개별 판금 부품들을 접합합니다. 

전기, 전자, 산업 기계, 자동차, 통신 등 다양한 분야에서 인클로저의 사용을 볼 수 있습니다. 

 

판금 인클로저의 중요성은 무엇일까요? 

판금 외함은 제품/시스템의 전반적인 내구성, 안전성 및 신뢰성에 중요합니다. 외함은 환경 요인으로부터 보호하고, 취급을 용이하게 하며, 내부에 있는 부품의 수명을 연장시켜 줍니다. 

우선순위 목록을 통해 하나씩 살펴보겠습니다. 

• 더 긴 수명 : 견고한 소재로 제작된 외함은 가혹한 환경에서도 부식, 마모 및 긁힘에 강하여 제품을 장기간 보호합니다. 
• EMI 및 RFI 보호: 금속 외함은 전자기 방출을 최소화하고 민감한 부품을 외부 무선 주파수 간섭(RFI)으로부터 보호하여 안정적인 성능을 보장합니다. 
• 방열 : 알루미늄과 구리로 만든 외함은 열적 특성 덕분에 시스템에서 주변 환경으로 효율적인 열 전달에 적합합니다. 
• 비용 절감 : 열경화성 수지, 복합재 또는 기타 재질의 외함은 일반적으로 금속판 외함보다 가격이 더 비쌉니다.
• 마침을 표면 : 금속 표면은 양극 산화 처리, 도금 및 분체 도장과 호환되므로 다양한 마감 옵션을 통해 맞춤형 판금 케이스를 제작할 수 있는 유연성을 제공합니다. 

 

판금 외함 제작을 위한 재료 선정 

인클로저 재료

케이스 소재를 올바르게 선택하는 것은 성형성, 설계 복잡성, 비용 효율성 및 원하는 성능에 매우 중요합니다. 따라서 용도에 맞는 케이스 소재를 선택할 때는 다양한 요소를 고려해야 합니다.

고려해야 할 사항은 다음과 같습니다.

• 기계적 강도(인장, 압축, 전단)
• 경도
• 부식 저항
• 열적 특성 
• 용접성
• 강도 대 무게 제한
• 자재 가용성 및 비용

다음으로, 아래 표는 판금 케이스에 사용할 수 있는 재질 옵션을 보여줍니다.

금속 / 합금	적합한 등급	등록	언제 사용합니까?
냉연 강판	SPCC, CR	견고하고, 비용 효율적이며, 성형성이 우수하고, 도색이 가능합니다.	범용 인클로저, 실내 랙
아연 도금 강판	G60, G90	아연 도금은 추가적인 부식 방지 기능을 제공합니다.	옥외 및 산업용 시스템
스테인레스 스틸	304, 316	내식성, 고강도, 용접 가능	가혹한/식품/의료/해양 환경
알류미늄	5052, 3003, 6061	가볍고 열전도율이 우수하며 양극 산화 처리가 가능합니다.	무게에 민감한 EMI 하우징, 방열판 인클로저
구리	C110(ETP)	뛰어난 전기 및 열 전도성, 미려한 디자인	전도성/방열형 외함, EMI 접지
황동 / 청동	C260 황동, 인청동	매력적인 마감, 적당한 강도	심미적인 패널, 소량 맞춤형 인클로저

자세히보기 :

• 알루미늄 판금 가공
• HVAC 판금 제작

 

판금 케이스를 설계하는 방법은 무엇일까요? 

인클로저 디자인

판금 인클로저를 설계하려면 최종 요구 사항을 파악하고, 적절한 치수, 모양 및 마감을 선택하는 것 외에도 여러 가지 핵심 요소를 고려해야 합니다. 

관련된 여러 단계를 살펴보겠습니다. 판금 설계 울타리의 일부.

설계 요구사항을 파악합니다. 

먼저, 인클로저의 최종 용도를 기준으로 기능적, 성능적, 미적 및 치수적 요구 사항을 파악합니다. 작동 조건, 장착 요구 사항, 환경 노출 및 기타 관련 요소를 정의합니다. 

• 최종 사용: 인클로저가 사용될 분야(예: 기계, 전기, 전자 또는 기타 장비/시스템)를 정의하십시오. 
• 작동 조건 : 원하는 기계적 응력, 진동, 열, 습도 또는 기타 작동 조건을 정의하십시오. 
• 필수 장착: 벽걸이형, 탁상형 또는 기타 유형의 장착 방식 등 원하는 장착 옵션을 결정하십시오. 
• 재료 특성 : 해당 용도에 필요한 강도, 중량 제한, 전도성, 부식 방지 및 기타 재료 특성을 정의하십시오. 
• 치수 측정: 밀폐될 부품의 크기에 따라 구멍, 슬롯 등의 높이, 너비 및 위치를 정의합니다. 

시트 두께 

원하는 강도 대 무게 비율, 내구성, 타공 크기 및 구조적 안정성을 고려하여 외함에 적합한 판재 두께를 선택하십시오. 선택 과정은 전적으로 최종 사용 목적에 따라 달라집니다. 

차트를 참조하시면 됩니다. 시트 메탈 게이지 두께를 선택할 때.

 시트 메탈 게이지

위의 데이터 표에는 다양한 재질의 판금 두께가 게이지 크기에 따라 인치 단위로 표시되어 있습니다. 

울타리 형상을 선택하세요

L자형, F자형, U자형, 사각형 금속 바구니, 접이식 상자 등은 인클로저 설계에 일반적으로 사용되는 형태입니다. 하지만 특정 요구 사항에 따라 모양을 맞춤 설정할 수도 있습니다. 

• F자형: 간단하고 제작이 용이하여 PCB, 커넥터 등에 사용됩니다. 
• 접힌 상자: 판금을 여러 번 구부리고 작은 구멍과 통풍구를 뚫어서 만듭니다. 
• L자형: F자형보다 구조가 간단하며, 내부 구성 요소에 자주 접근해야 하는 용도에 적합합니다. 
• U자형: 이 구조는 U자형과 유사한 측면 판이 있는 견고한 베이스로 구성됩니다.  

치수를 마무리하다 

치수 결정은 단순히 케이스의 크기와 구성 요소의 위치를 ​​정의하는 것뿐만 아니라, 제조 용이성, 적합성, 기능성 및 성능을 고려하여 최종 치수와 공차를 확정해야 합니다.

그러므로 다음 치수를 결정하십시오.

1. 케이스 제작에 필요한 평판의 치수.
2. 굽힘 반경, 구멍 직경, 절단 크기 및 위치와 같은 특징의 크기. 
3. 특징점 사이의 간격과 정렬. 

표면 마감을 선택하세요 

적용 환경, 미적 중요도 및 판금 종류를 고려하여 외함의 표면 마감을 선택하십시오. 사용 가능한 마감 옵션으로는 아노다이징, 도금, 아연 도금 및 분체 도장이 있습니다.

CAD 소프트웨어로 디자인 초안을 작성하세요.

파악된 요구사항과 확정된 치수를 바탕으로 AutoCAD, CATIA, SolidWorks 등의 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 설계 도면을 작성하십시오. 

다음 섹션에서는 판금 인클로저 설계에 있어 중요한 규칙/고려 사항에 대해 자세히 설명합니다.

 

판금 외함 설계 시 고려 사항

판금 외함 설계 시 고려 사항에 대해 논의해 보겠습니다. 

일정한 굽힘 반경을 선택하십시오. 

굽힘 반경은 "굽힘에 의해 형성되는 곡률 반경"을 의미하며, 이는 인클로저의 구조적 안정성에 영향을 미칩니다. 따라서 적절한 굽힘 반경을 선택하고 일관성을 유지해야 합니다. 굽힘 반경과 관련된 몇 가지 규칙은 다음과 같습니다.

1. 내부 굽힘 반경 (R) ≥ 판 두께(t) 
2. 최소 플랜지 길이 (L) ≥ 3~4 x 판 두께(t) 
3. 굽힘에서 굽힘까지의 거리 (D) ≥ 2.5 x 판 두께(t) 

굽힘 반경의 크기는 플랜지 길이와 두께에 따라 달라집니다. 플랜지 길이가 짧은 상태에서 굽힘 반경이 크면 재료가 파손될 수 있습니다.

조립 방법을 고려해 보세요

대부분의 판금 전자 케이스는 여러 개의 판금 부품을 조립하여 만들어집니다. 따라서 조립 방식을 선택하고 설계에 이를 고려해야 합니다. 예를 들어 너트와 볼트를 사용하는 경우, 부품 연결 시 구멍을 정확하게 맞춰야 합니다. 

판금 케이스 조립에 일반적으로 사용되는 방법으로는 용접, 나사 조임, 너트 및 볼트 조임 등이 있습니다.

여유 공간 및 적합성 

판금 부품의 굽힘 반경에 대한 결합 부위의 위치와 정렬을 고려해야 합니다. 공구가 체결 부품에 쉽게 접근할 수 있는지, 체결 부품과 구멍의 정렬 상태, 그리고 클리어런스 홀의 위치를 ​​확인해야 합니다. 그래야 조립 부품이 완벽하게 맞아떨어집니다. 

액세스 패널

특히 대형 기계 및 전기 설비함은 유지 보수를 위해 내부 부품에 자주 접근해야 합니다. 따라서 설계 시 경첩이 달린 접근 패널과 같은 장치를 고려해야 합니다. 

효율적인 열 방출을 위한 환기 시스템

내부 부품에서 열 발생량이 많을 경우, 효율적인 열 방출을 위해 케이스 설계를 최적화해야 합니다. 슬롯, 통풍구, 채널과 같은 요소들을 적절한 위치에 통합할 수 있습니다. 이러한 통풍구의 위치, 모양, 크기를 전략적으로 선택해야 합니다. 

준비하신 디자인의 제조 가능성에 대해 확신이 서지 않는다면, 전문 제조업체와 상담하실 수 있습니다. 프로린테크 최적화를 위해. 

또한, 재질 선택은 외함의 열 방출 속도에도 영향을 미칩니다. 예를 들어, 알루미늄 합금 시트는 열을 빠르게 전달하고 열 축적을 방지합니다.

 

금속 외함 제조 공정 단계 

케이스 제조 

케이스 디자인이 완성되면 다음 단계는 제조이며, 이 단계에서는 원자재를 성형하기 위한 금속 성형 공정을 전략적으로 계획해야 합니다. 

금속 케이스 제조 과정을 살펴보겠습니다. 

판금 절단

첫째, 맞춤형으로 절단된 판금 상용 판금 블랭크를 원하는 평면 크기로 절단한 후 성형 설비의 공급 시스템에 고정합니다. 레이저 절단, 전단 절단 및 기타 적절한 기술을 사용할 수 있습니다.

성형 방법 및 순서를 확정합니다.

설계 특징(굽힘, 구멍, 늘림 등)에 따라 금속 성형 방법을 선택합니다. 단순 굽힘만으로 형상을 얻을 수 있는지, 아니면 단계적인 금속 스탬핑이 필요한지 판단해야 합니다. 또한, 성형 작업 순서를 결정합니다.

기계 설정 및 툴링 

케이스 형상을 만드는 데 필요한 다이, 펀치, 지그 또는 기타 공구를 제작합니다. 복잡한 형태의 케이스는 맞춤형 공구가 필요할 수 있지만, 간단한 금속 전자 박스 케이스는 표준 V자형, U자형 또는 기타 벤딩 방법을 사용하여 제작할 수 있습니다. 

판금 성형 공정

금형, 프레스 펀치 및 작업 시트가 제대로 정렬되었는지 확인하십시오. 그런 다음 성형 공정을 시작하십시오. CNC 벤딩, 스탬핑 또는 기타 유사한 방법을 사용하는 경우 CNC 프로그램이 필요합니다. 

 

판금 케이스를 사용하는 산업 분야

전기전자, 통신, 에너지, 자동차, 의료 및 가전제품과 같은 산업에서는 장치, 시스템 또는 구성 요소를 수용하기 위해 판금 케이스를 사용합니다. 

다음으로, 아래 목록은 다양한 산업 분야에서 활용되는 사례들을 간략하게 보여줍니다. 

• 전자 제품 : 서버 섀시, 랙마운트 패널, 스위치 캐비닛 및 라우터 하우징
• 공업 자동화: 제어 캐비닛, 모터 외함, 접속함 및 배전 장치. 
• 가전 ​​제품: 전자레인지 케이스, 세탁기/건조기 제어판 하우징, 냉난방 장치 하우징.
• 자동차 : ECU 하우징, 배터리 커버 및 HVAC 덕트 하우징. 
• 의료 : 진단기기 보관함, 멸균 캐비닛, 주입 펌프 하우징 및 실험실 기기 보관함용 외함.

 

합산

재료 선택 및 설계 지침을 포함하여 판금 인클로저의 다양한 측면에 대해 논의했습니다. 결론적으로, 의도하는 용도의 최종 요구 사항을 파악하고, 적절한 재료를 선택하며, 제조 가능성과 구조적 안정성을 위한 다양한 설계 규칙을 준수해야 합니다. 

판금 케이스는 준비되었지만, 성능 향상과 제작 편의성을 위해 어떻게 최적화해야 할지 모르시겠습니까? 당사에 문의해 주세요.저희 엔지니어들이 모든 세부 사항에 대해 안내해 드릴 수 있습니다. 

 

FAQ

케이스 소재로 스테인리스강 대신 알루미늄을 사용하는 것의 장점은 무엇인가요? 

스테인리스강 대신 알루미늄을 사용하면 가벼움, 우수한 성형성, 뛰어난 열 방출 및 부식 방지와 같은 이점을 얻을 수 있습니다. 

판금 외함 설계에서 환기가 중요한 이유는 무엇입니까? 

환기는 부품의 과열 및 고장을 방지하기 위한 열 방출에 중요합니다. 인클로저 설계에서 환기구가 부적절하면 신뢰성, 열 안전성, 시스템 가동 중지 시간 및 내구성에 영향을 미칩니다. 

판금 케이스는 어떻게 설계하나요?

판금 인클로저는 정의된 굽힘 반경, 절단 및 구멍 크기, 맞춤, 밀봉, 조립 특징 및 마감을 기반으로 CAD 도구를 사용하여 설계됩니다. 한편, 인클로저를 설계할 때 제조 가능성을 유지하는 것이 핵심입니다.