Изготовление листового металла: корпуса для электроники

Корпуса из алюминиевого листа

Электронные корпуса — это коробчатые конструкции, в которые помещаются компоненты электронных устройств, такие как печатные платы, переключатели, проводка и многое другое. Основная цель корпусов — защита и поддержание функциональности компонентов. Изготовление корпусов из листового металла — наилучший способ их создания, позволяющий производить корпуса различных размеров, от крошечных до больших, и разнообразных форм.

При изготовлении электронных корпусов используются различные металлические и пластиковые листы, тип необходимого материала зависит от спецификации конкретной детали и устройства.

 

Шаг 1: Изготовление электронных корпусов

Шаг 1: Проектирование корпуса из листового металла

CAD-модель электронного корпуса

Проектирование корпуса из листового металла начинается с определения функциональных и эстетических требований. Вам необходимо учитывать различные аспекты требований, такие как требования к размерам, условия работы, положение разъема, положение монтажа и многое другое.

Условия эксплуатации	Каково конечное использование электронных устройств? Рабочая температура, вибрация и удары. Включает ли это радиочастоту?
Экологические факторы	Колебания температуры, влажности и потенциал коррозии.
Требования к размерам	Высота, ширина, длина, положение соединения и требуемая толщина
Монтажное положение	Тип монтажа, вход и выход фильтрованного воздуха и закрытое положение.
Эстетические требования	Варианты цвета, степени шероховатости и отделки поверхности

Различные типы требований

После определения всех требований следующим шагом является разработка 3D-модели корпуса. Детальный проект включает в себя все элементы, размеры и допуски. Знание множества аспектов корпуса поможет создать 3D-модель, удовлетворяющую всем критериям.

Корпус должен защищать компоненты электронного устройства от тепла, влаги и вибрации. AutoCAD, SolidWorks и Creo — это компьютерное программное обеспечение для разработки 3D-моделей.

Подробнее:

Технический чертеж: его значение в производстве

 

Шаг 2: Выбор материала

Выбор материала также зависит от перечисленных выше требований. Механические, физические и химические свойства материала должны соответствовать состоянию корпуса. Однако необходимо учитывать и различные свойства.

Поговорим о некоторых выдающихся типы листового металла материалов, используемых для создания электронных корпусов.

алюминий	алюминий представляет собой легкий материал высокой прочности, который блокирует электромагнитное излучение (ЭМ) и защищает от электромагнитных помех.	Электронные устройства, в которых электромагнитные помехи являются проблемой с функциональностью. Это паршивый вариант там, где существует преобразование беспроводного сигнала, например, маршрутизатор Wi-Fi.
Нержавеющая сталь	Нержавеющая сталь — это долговечный материал, обладающий высокой прочностью, износостойкостью, блестящим внешним видом и коррозионной стойкостью.	Прочные корпуса для тяжелых электрических и электронных устройств и наружного применения. Он не подходит для электронного оборудования, которое требует обширной настройки, выдерживает сильные удары и имеет соотношение веса и функциональности.
Поликарбонат (ПК):	поликарбонат, подходит для изготовления электронных корпусов из-за своей твердости и долговечности.	Промышленные панели управления, проводка, разъёмы, наружное применение. Не подходит для больших корпусов и устройств, требующих электромагнитного экранирования.
Углеродистая сталь	Несмотря на то, что Углеродистая сталь менее устойчив к коррозии, обеспечивает высокую долговечность и прочность.	Устройства, не требующие высокой твердости, но длительного срока службы, например, коробки управления и автоматические выключатели. Корпуса, требующие исключительной коррозионной стойкости

Шаг 3: Выбор толщины

Листовой металл бывает разного размера и толщины. Другое дело – толщина листового металла, которую необходимо выбрать после выбора типа листового металла. Толщина, выбранная для изготовления корпуса, должна обладать необходимой прочностью, износостойкостью и коррозионной стойкостью. Кроме того, толщина листового металла, используемого в электронных корпусах, должна быть не менее 0.41 мм и 0.51 мм для меди и алюминия. (Национальный электротехнический кодекс штата Иллинойс 2020 г., 2020 г.).

Шаг 4: Подтверждение последовательности изготовления

Когда дело доходит до строительства электрических шкафов, необходимо тщательное планирование. Существует множество процессов изготовления, включая резку, формование и соединение.

1 Резка листового металла

Лазерная резка

Исходя из особенностей и размеров в 3D-модели, нужно разрезать листовой металл на кусок необходимого размера. Изготовление листового металла является одним из наиболее распространенных способов резки металлических листов различной формы. Листовой металл можно резать любым способом, в том числе ножницами, струя воды, плазмаа также лазерная резка.

2 Изгиб

Гибочная часть стального листового металла

Ограждения представляют собой коробчатые конструкции, и это достижимо с процесс гибки. Вам необходимо точно зафиксировать места изгиба и согнуть с помощью гибочного станка.

• Во всем положении изгиба радиус изгиба должен оставаться постоянным.
• Требуется сохранить длину, по крайней мере, в три-четыре раза превышающую толщину, если в корпусе есть какие-либо фланцы.
• Чтобы избежать переломов при изгибе, следует также учитывать состав материала и качество поверхности.
• Толщина должна быть как минимум равна радиусу изгиба. Кроме того, для определения допуска на изгиб можно использовать программное обеспечение САПР.

3 Бурение

Только некоторые корпуса могут потребовать сверления. Однако, бурение является необязательным, если в конструкции есть закрывающаяся дверца. Это необходимо для создания крошечных отверстий, если вы собираетесь соединить положение закрытия с помощью винтов.

4 Присоединение

Электронный корпус с заклепочными соединениями

Сварка, клепка и винты — популярные способы соединения электронных корпусов. В зависимости от области применения, соединения следует создавать в местах закрытия. Если требуется частое открытие, можно использовать винты или сварку для создания открывающейся дверцы. Однако можно выбрать и другие подходы, такие как пайка и сварка.

 

Шаг 5: Отделка поверхности

Отделка поверхности листового металла не только улучшает эстетическую привлекательность корпусов, но также делает их долговечными и предотвращает воздействие окружающей среды, такое как коррозия и царапины.

Возможны различные варианты отделки поверхности корпуса, такие как покраска, порошковая окраска, гальваника. Вы можете выбрать правильный вариант в зависимости от типа материала и условий эксплуатации электронных устройств.

1 порошковое покрытие

Электронный корпус с порошковым покрытием

В процессе порошковой окраски порошковое покрытие наносится электростатическим методом. термопласт порошка на поверхности корпусов и образует защитный слой. Это распространено для электронных корпусов из-за различных вариантов цвета и текстуры. Слой порошкового покрытия может предотвратить коррозию и царапины, не нарушая постоянства размеров. Это относится ко многим материалам, таким как алюминий, сталь, медь и пластик.

2 Анодирование

Анодирование — подходящий вариант обработки поверхности для корпусов из цветных металлов, например, для анодирования алюминия. В результате образуется оксидный слой на подложке, защищающий корпус от коррозии и других воздействий окружающей среды. Кроме того, этот слой никогда не отслаивается.

3 Живопись

Покраска — еще один вариант отделки поверхности электронных корпусов. Он включает распыление краски на поверхность для образования тонкого защитного слоя краски. Он обеспечивает превосходную эстетическую красоту наряду с защитой от воздействия окружающей среды.

4 покрытие

Цинк обшивка это лучший вариант для стальных корпусов. Электроосаждение цинка создает на поверхности тонкий защитный слой без потери размерной стабильности, в результате чего получается гладкая матово-серая поверхность.

Покрытие никелем — еще один вариант, обеспечивающий превосходную стойкость к коррозии и износу. Как и при цинковании, при этом также используется электроосаждение никеля на поверхности корпуса.

 

Специальные типы электронных корпусов

В зависимости от области применения существуют специальные типы электронных корпусов. Рассмотрим их подробно.

1 компьютерные корпуса

Основная цель компьютерного корпуса — защитить аппаратные компоненты от внешних элементов, таких как влага и пыль.

Корпус компьютера

При проектировании корпуса компьютера крайне важно учитывать несколько соображений, в том числе то, будет ли он использоваться в жилых, коммерческих или промышленных условиях, в различных диапазонах температур, при наличии влаги, пыли и летающих обломков. Обычный материал для листового металла включает алюминий, нержавеющую сталь или пластик.

2 корпуса шкафа

Корпуса шкафов связаны с защитой аудио- и видеооборудования, такого как телевизоры и камеры. Он также подходит для тяжелых условий эксплуатации с дверью корпуса.s (Браун, 2020 г.)

3 корпуса дисплея

Мы используем различные устройства отображения, такие как телефоны с сенсорным экраном, цифровые устройства посещаемости и многие другие. Эти корпуса используются там, где экран должен быть защищен от дневного света, жидкостей и столкновений. Пластмасса и стекло — это два материала, которые часто используются для изготовления корпусов дисплеев.

4 настенных корпуса

Настенный корпус для панели управления

Настенные корпуса применимы для пультов управления и электронных устройств с повреждениями, загрязнениями, нагревом и другими опасными средами. Идеальными материалами для настенных корпусов являются углеродистая и нержавеющая сталь.

5 портативных корпусов

Портативный корпус Портативные корпуса относятся к корпусам портативных электронных устройств, таких как телевизоры, пульты дистанционного управления, контроллеры, ноутбуки и звуковые системы. Лучшими материалами для переносных корпусов являются алюминий, сталь и различные пластмассы. Он должен быть легким по весу и иметь хорошую прочность.

6 корпусов электромагнитных помех

Наряду с основными потребностями корпусов, корпуса EMI используются в устройствах, где частотные помехи нарушают функциональность электронных устройств, таких как маршрутизаторы Wi-Fi и удаленные контроллеры. Алюминий и сталь являются лучшими материалами для корпусов EMI.

 

Преимущества

Использование листового металла для изготовления электронных корпусов имеет несколько преимуществ.

• Экономичное

Изготовление листового металла — менее затратный процесс по сравнению с другими методами, такими как обработка на станках с ЧПУ и 3D-печать. Он не требует дорогостоящей или сложной настройки.

• Точность подачи

Изготовление электронных корпусов из листового металла — это точный процесс. Он способен производить корпуса с очень точными допусками.

• Многогранность

Существует несколько операций изготовления, и для корпуса можно применить любой, например резку, гибку, штамповку, штамповку, соединение и многое другое. В зависимости от сложности необходимо выбрать правильную последовательность изготовления.

Практический пример: штамповка листового металла при производстве электрических шкафов

В этом тематическом исследовании мы рассмотрим реальный пример того, как штамповка листового металла использовалась при производстве электрических шкафов для поставщика телекоммуникационного оборудования. Компании требовались специальные корпуса для размещения сетевых устройств и оборудования. Давайте углубимся в детали:

Требования и проблемы клиентов

У поставщика телекоммуникационного оборудования были особые требования к своим электрическим шкафам:

• Индивидуальный дизайн: Корпуса необходимо было спроектировать и изготовить в соответствии со спецификациями компании, с учетом определенных схем расположения отверстий, проемов и точек ввода кабелей.
• Точность и аккуратность: размеры корпуса, размеры и расположение отверстий должны были быть точно выверены для обеспечения совместимости с сетевыми устройствами и оборудованием.
• Эффективное производство: В условиях высокого спроса на свою продукцию компании был необходим эффективный производственный процесс, чтобы соблюдать сроки, установленные клиентами, и сохранять конкурентное преимущество.

Решение: перфорация листового металла для нестандартных электрических шкафов

Чтобы удовлетворить требования заказчика, производитель использовал штамповку листового металла в качестве основного метода изготовления. Для успешного производства корпусов были предприняты следующие шаги:

• Процесс совместного проектирования: Производитель тесно сотрудничал с инженерной командой заказчика, чтобы понять требования к корпусу и технические характеристики. Такое сотрудничество гарантировало идеальное соответствие конструкции корпуса сетевым устройствам и оборудованию.
• Современное оборудование с ЧПУ: Производитель использовал современные штамповочные станки с ЧПУ, оснащенные специализированным инструментом, для точного размещения отверстий, воспроизведения формы и создания элементов. Использование технологии ЧПУ позволило осуществлять высокоскоростную штамповку, отвечающую производственным требованиям заказчика.
• Меры контроля качества: На протяжении всего производственного процесса были внедрены строгие меры контроля качества. Проводились проверки для подтверждения точности расположения отверстий, выявления любых дефектов или деформаций, а также для обеспечения общего соответствия корпусов проектным спецификациям.
• Эффективный производственный процесс: Производитель оптимизировал свой производственный процесс, упростив процедуру штамповки листового металла для достижения максимальной эффективности. Это включало эффективную обработку материалов, настройку оснастки и координацию между различными этапами производства.

 

Заключение

Корпуса из листового металла для электронных устройств обеспечивают различные преимущества. Это недорогой подход к изготовлению с быстрым временем выполнения, который защищает устройство от воздействия окружающей среды и функциональных нарушений. Проектирование является наиболее важным фактором при изготовлении корпусов. Все требования необходимо определить и учесть при разработке 3D-модели.

Для оптимизации последовательности необходимы различные варианты изготовления, обеспечивающие качество, низкие потери материала и быстрое время выполнения заказа. Поэтому лучше всего воспользоваться услугами экспертов и профессионалов. Boda предоставляет профессиональные обслуживание листового металла, вы всегда можете связаться с нами для любой помощи с вашим проектом.

 

Часто задаваемые вопросы

Что понимают под корпусом из листового металла?

Корпуса из листового металла представляют собой коробчатые конструкции, которые защищают различные компоненты устройств от неблагоприятных факторов окружающей среды, таких как влажность, тепло, удары и многое другое. Крайне важно иметь подходящие корпуса для электронных устройств, чтобы поддерживать их функциональность и защищать их от воздействия окружающей среды.

Каковы важные соображения при изготовлении электронных корпусов из листового металла?

На первом месте спрос в условиях эксплуатации, затем выбор материала, порядок изготовления и отделка поверхности.

Почему важна последовательность изготовления?

Каждый этап изготовления имеет множество возможностей. Например, резка может производиться струей воды, ножницами, плазмой или лазерным лучом. Идеальный производственный процесс снижает допуски, время выполнения заказа и отходы материала.

Какие существуют варианты обработки поверхности при изготовлении электронных корпусов?

Популярные варианты отделки поверхности включают покраску, анодирование, гальваническое покрытие и порошковое покрытие. Однако лучший подход зависит от типа материала, технических характеристик электронного корпуса и условий эксплуатации.

Какие преимущества могут предложить методы изготовления листового металла при изготовлении электрических шкафов?

Есть много преимуществ в точности, сложности, времени выполнения и стоимости.

 

Библиография

Браун, П. (2020). Электрические шкафы в виде шкафа для упрощения жестких условий.

Национальный электротехнический кодекс штата Иллинойс 2020 года. (2020). НФПА.

Серкснис, Т. (2019). Проектирование корпусов электронных продуктов. Спрингер Чам.