鈑金外殼
金屬外殼是用於容納電氣和電子設備的客製化金屬盒。它們可以保護內部組件免受環境因素和物理損壞的影響。因此，外殼對於美觀也至關重要。
金屬成型、機械加工、焊接及其他 定制鈑金製造 將各種加工流程應用於金屬板材，使其成型為所需尺寸和形狀的外殼。但首先，您需要設計外殼並製定基於該設計的製造策略。
本文將探討鈑金外殼的設計、材料選擇與設計規則。
讓我們開始吧。
鈑金外殼詳解
成品金屬外殼
鈑金外殼是指用於保護任何類型的設備、裝置或系統的保護性外殼，其製造流程採用金屬板材。 鈑金加工服務外殼可保護內部組件免受物理衝擊、潮濕、灰塵和電磁幹擾 (EMI) 的影響。此外，金屬外殼表面也經過美觀的塗層或電鍍處理，以提升產品外觀。
鋁板、不銹鋼板和低碳鋼板是外殼的主要材料選擇。同時，採用彎曲、沖壓、開槽和切口等成型工藝對扁平金屬板進行加工，然後透過螺絲和焊接將各個金屬板部件連接起來。
外殼的應用遍及電氣、電子、工業機械、汽車、電信等眾多產業。
金屬板外殼有哪些重要性？
金屬外殼對於產品/系統的整體耐用性、安全性和可靠性至關重要。它們能夠保護內部組件免受環境因素的影響，便於操作，並延長其使用壽命。
讓我們透過列出優先事項清單來逐一分析。
- 更長的壽命： 採用堅固材料製成的外殼即使在惡劣條件下也能抵抗腐蝕、磨損和刮擦，從而保護產品長時間免受損壞。
- 電磁幹擾與射頻幹擾防護： 金屬外殼可最大限度地減少電磁輻射，並屏蔽敏感元件免受外部射頻幹擾 (RFI)，從而確保性能穩定。
- 散熱： 鋁和銅的外殼由於其良好的導熱性能，能夠有效地將系統的熱量傳遞到周圍環境中。
- 降低成本： 熱固性材料、複合材料或其他材料的外殼通常比金屬板外殼成本更高。
- 表面處理： 金屬表面可進行陽極氧化、電鍍和粉末塗裝，這為客製化鈑金外殼提供了多種表面處理選擇，從而提高了靈活性。
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鈑金外殼的材料選擇
外殼材料
選擇合適的殼體材料對於成型性、設計複雜性、成本效益和所需性能至關重要。因此，在為您的應用選擇殼體材料時，必須考慮各種不同的因素。
需要考慮的一些因素包括：
- 機械強度（抗拉強度、抗壓強度、抗剪強度）
- 硬度
- 耐腐蝕性能
- 熱性能
- 可焊性
- 強度體重限制
- 材料供應情況和成本
接下來，下表列出了鈑金外殼的材料選項。
|
金屬/合金 |
合適的等級 |
物業 |
什麼時候使用？ |
|
冷軋鋼 |
SPCC，CR |
強度高、性價比高、成型性佳、可上漆 |
通用機櫃，室內機架 |
|
鍍鋅鋼 |
G60，G90 |
鍍鋅層可提供額外的耐腐蝕性 |
戶外和工業系統 |
|
不銹鋼 |
304，316 |
耐腐蝕、強度高、可焊接 |
惡劣/食品/醫療/海洋環境 |
|
鋁合金 |
5052，3003，6061 |
輕質、導熱性佳、可陽極氧化 |
重量敏感型、電磁幹擾防護型外殼、散熱器外殼 |
|
銅 |
C110（ETP） |
優異的導電導熱性能，美觀 |
導電/散熱外殼，EMI接地 |
|
黃銅/青銅 |
C260黃銅，磷青銅 |
外觀精美，強度適中 |
美觀的面板，小批量訂製外殼 |
了解更多：
- 鋁板材加工
- 暖通空調鈑金製造
如何設計鈑金外殼？
外殼設計
設計鈑金外殼需要確定最終要求，選擇合適的尺寸、形狀和表面處理，同時也要考慮幾個關鍵因素。
讓我們來仔細研究一下其中涉及的各個步驟。 鈑金設計 圍欄。
確定設計要求
首先，根據外殼的最終用途，確定其功能、性能、外觀和尺寸要求。明確運作條件、安裝要求、環境暴露以及其他相關因素。
- 最終用途：明確外殼的使用範圍，例如機械、電氣、電子或其他類型的設備/系統。
- 操作條件： 明確所需的機械應力、振動、溫度、濕度或其他運作條件。
- 所需安裝方式： 確定安裝方式，例如壁掛式、桌面式或其他類型的安裝方式。
- 材料特性： 確定應用所需的強度、重量限制、導電性、防腐蝕性能和其他材料特性。
- 尺寸標註： 根據被封裝元件的尺寸，決定孔、槽等的高度、寬度和位置。
板材厚度
根據所需的強度重量比、耐用性、沖孔尺寸和結構完整性，選擇合適的板材厚度。選擇過程完全取決於最終用途要求。
您可以參考圖表 鈑金量規 在選擇厚度時。
鈑金量規
上表中，不同材料的金屬板厚度以英吋為單位，對應於規格尺寸。
選擇外殼幾何形狀
L形、F形、U形、方形金屬籃和折疊盒是外殼設計中常見的幾何形狀。當然，您也可以根據具體需求自訂形狀。
- F形： 結構簡單，易於製造，適用於印刷電路板、連接器等。
- 折疊盒： 它是通過多次彎曲金屬板並沖壓小孔和通風口製成的。
- L形： 比 F 形結構更簡單，適用於需要頻繁接觸內部組件的應用。
- U字形： 它由堅固的底座和側板組成，形狀類似 U 形。
最終確定尺寸
尺寸標註不僅定義了外殼的尺寸和各部件的位置，而且對於面向製造的設計 (DFM) 和精確組裝也至關重要。因此，在最終確定尺寸和公差時，應考慮可製造性、配合性、功能性和性能。
因此，請確定以下尺寸。
- 建造外殼所需的平板尺寸。
- 彎曲半徑、孔徑、切口尺寸及其位置等特徵的尺寸。
- 特徵之間的間距及其對齊方式。
選擇表面處理
根據應用環境、美觀要求和金屬板材類型選擇外殼的表面處理流程。可選的表面處理工藝包括陽極氧化、電鍍、鍍鋅和粉末噴塗。
在CAD軟體上繪製設計圖
根據已確定的需求和最終確定的尺寸，使用 AutoCAD、CATIA 和 SolidWorks 等電腦軟體繪製設計圖。
下一節將詳細闡述鈑金外殼設計的關鍵規則/注意事項。
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鈑金外殼設計注意事項
讓我們來探討一下鈑金外殼的設計注意事項。
選擇一致的彎曲半徑
彎曲半徑是指“彎曲形成的曲率半徑”，它會影響圍護結構的整體性。因此，必須選擇合適的彎曲半徑並保持一致。以下是一些與彎曲半徑相關的規則：
- 內彎半徑 （R）≥ 板材厚度（t）
- 最小法蘭長度 （L）≥ 3 至 4 倍板材厚度（t）
- 彎曲到彎曲距離 （D） ≥ 2.5 x 板材厚度 ( t)
彎曲半徑的大小取決於法蘭的長度和厚度。較大的彎曲半徑搭配較短的法蘭可能會導致材料斷裂。
考慮裝配方法
大多數電子外殼都是由多個鈑金零件組裝而成。因此，選擇一種組裝方式並將其納入設計考慮。例如，如果使用螺帽和螺栓連接，則需要對齊連接部件上的孔。
鈑金外殼組裝的常用方法是焊接、螺絲緊固和螺帽螺栓緊固。
間隙和合身度
在鈑金零件中，應考慮配合特徵相對於彎曲半徑的位置和對齊。確保工具能夠觸及緊固件，緊固件和孔的對齊，以及間隙孔的位置。這樣才能確保組裝零件完美配合。
檢修面板
特別是大型機械和電氣設備外殼，需要經常檢修內部組件。因此，在設計中必須考慮設置檢修面板，例如帶有鉸鏈的面板。
高效率散熱通風
如果內部組件容易產生大量熱量，則必須優化外殼設計以實現高效散熱。諸如縫隙、通風口和導流槽之類的結構可以整合到設計中的合適位置。您必須策略性地選擇這些通風結構的位置、形狀和尺寸。
如果您不確定所準備的設計是否可製造，可以諮詢專業的製造商，例如 普羅林科技 用於優化。
此外，材料的選擇也會影響外殼的散熱速率。例如，鋁合金板材能夠快速導熱，避免熱量累積。
金屬外殼製造步驟
外殼製造
外殼設計完成後，下一步就是製造，這涉及到對金屬成型製程進行策略規劃，以對原料板材進行成型。
讓我們來看看金屬外殼的製造步驟。
金屬薄板切割
首先， 客製化切割的金屬薄板 將市售金屬板材切割成所需尺寸的平面，並將其固定在成型裝置的送料系統中。雷射切割、剪切切割和其他合適的切割技術均可用於此目的。
確定成型方法及其順序
根據設計特徵（例如彎曲、孔洞、拉伸等），選擇合適的金屬成形方法。確定簡單的彎曲是否足以獲得所需形狀，還是需要連續的金屬沖壓。隨後，確定成形操作的順序。
機器設定和工具
製作成型外殼形狀所需的模具、沖頭、夾具或其他工具。對於複雜的鞋子，您可能需要定制工具，而簡單的金屬電子盒外殼則可以使用標準的 V 形、U 形或其他彎曲方法製作。
金屬板材成型工藝
確保模具、沖頭和工件正確對齊。然後，開始成型過程。如果您使用數控折彎、沖壓或其他類似方法，則需要數控程序。
使用鈑金外殼的行業
電氣電子、電信、能源、汽車、醫療和家用電器等行業都使用金屬板外殼來容納設備、系統或組件。
接下來，以下列表概述了各個行業的應用範例。
- 電子產品： 伺服器機殼、機架式面板、交換器機櫃和路由器外殼
- 工業自動化： 控制櫃、馬達外殼、接線盒和配電單元。
- 家用電器： 微波爐外殼、洗衣機/烘乾機控制面板外殼和暖通空調機組外殼。
- 汽車： ECU外殼、電池蓋和HVAC管道外殼。
- 醫療： 用於診斷儀器外殼、可消毒櫃、輸液幫浦外殼和實驗室儀器箱的外殼。
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加起來
我們討論了鈑金外殼的各個方面，包括材料選擇和設計指南。結論是，您必須明確預期應用的最終需求，選擇合適的材料，並遵循各種設計規則以確保可製造性和結構完整性。
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常見問題
與不銹鋼相比，使用鋁作為外殼有哪些優點？
與不鏽鋼相比，鋁具有重量輕、成型性佳、散熱性佳、防腐蝕等優點。
為什麼通風在鈑金外殼設計中很重要？
通風對於散熱至關重要，可防止元件過熱和故障。機箱設計中通風口設計不當會影響可靠性、熱安全性、系統停機時間和耐用性。
如何設計鈑金外殼？
鈑金外殼的設計是基於CAD工具，並根據定義的彎曲半徑、切割和孔徑、配合、密封、組裝特徵和表面處理等參數進行。同時，在設計外殼時，保持其可製造性至關重要。