Hoe maak je een waterdichte kunststof prototype-behuizing?

Geplaatst op 12 juli 2019 | Door Candy, WayKen Marketing Manager

Klanten eisen steeds meer van de apparaten die de fabrikanten produceren. Nog maar 5-10 jaar geleden, wie had gedacht aan telefoons, horloges, camera's of lampen die onder water werken. Als we tegenwoordig een niet-waterdicht horloge zien, kijken we er fronsend naar. Veel tablet- en mobiele telefoonmodellen kunnen worden ondergedompeld of zijn op zijn minst bestand tegen een val in een plas. Sommige apparaten kunnen er helemaal niets mee, bijvoorbeeld blenders, elektrische pannen en andere huishoudelijke apparaten. Een waterdicht apparaat maken is echter makkelijker gezegd dan gedaan.

Het belangrijkste punt is om een ​​behuizing te maken die voorkomt dat water uw elektronica kortsluit. U moet ervoor zorgen dat er speciale voorzieningen zijn geïnstalleerd om te voorkomen dat er water naar binnen stroomt. En zelfs dan moet u een waterdicht plastic prototype van uw behuizing maken om tests uit te voeren en ervoor te zorgen dat deze niet lekt. Dus, hier zijn een paar ontwerptips om op maat gemaakte plastic behuizingen te maken en enkele over metalen behuizingen die beschermen tegen water. En nog belangrijker, ook enkele tips voor snelle prototyping.

Standaarden voor waterdichte behuizingen

Het eerste dat u moet weten, is dat er meerdere graden van waterdichte behuizingen zijn. Ze zijn allemaal geclassificeerd volgens de IP- en NEMA-normen. De IP volgens de International Protection Markering is de meest voorkomende, dus hier is een lijst met IP-geclassificeerde waterdichte graden.

1. IP65. Deze norm stelt dat de behuizing bestand moet zijn tegen een waterstraal. Dit wordt getest door een behuizing te plaatsen en vanuit elke hoek water in een straal te gieten. De parameters zijn de volgende:afstand -3 m; mondstukdiameter – 6,3 mm; waterdruk 30 kPa, watervolume – 12,5 liter per minuut.
2. IP66. Een behuizing volgens deze norm moet bestand zijn tegen hogedrukstralen. Tot 100 kPA en 100 liter per minuut stromend uit een watermondstuk met een diameter van 12,5 gedurende 3 minuten.
3. IP67. Deze norm schrijft een volledig waterdicht ontwerp voor. Het onderdeel wordt voor tests een half uur onder 1 m water ondergedompeld.

Zoals u kunt zien, zijn de IP-normen anders. En dat is een groot voordeel, omdat u de omstandigheden waarin uw apparaat zou moeten werken correct kunt inschatten en kunt beslissen waar u stopt met het invoegen van functies om water af te leiden. Ik bedoel, het maken van een volledig waterdicht ontwerp is veel duurder dan het maken van een behuizing die bestand is tegen een waterstraal of een paar druppels.

5 manieren om waterdichte verbindingen te maken voor behuizingen

Nu we de normen kennen voor waterdichte kunststof behuizingen, laten we eens kijken wat we kunnen doen om ze op die manier te maken. Hier is een lijst met de meest gebruikte maatregelen om op maat gemaakte kunststof behuizingen te vervaardigen met de IP66-67-normen in gedachten.

1.Afdichtingen en pakkingen . De meest gebruikelijke, bruikbare en goedkoopste methode om waterdichte plastic behuizingen en waterdichte aluminium behuizingen te maken (of gemaakt van een ander metaal, wat dat betreft) is het gebruik van rubberen afdichtingen. Ze zijn goedkoop, nemen niet veel ruimte in beslag en zijn uiterst efficiënt. Het belangrijkste mechanisme hier is dat rubber elastisch is en de twee verbindende delen bedekt en voorkomt dat er vloeistof tussen de delen en de afdichting binnendringt. Onder afdichtingen zijn de o-afdichtingen het meest verspreid. Het zijn rubberen ringen met een ronde doorsnede. O-ringen hebben een uitstekende onderdrukking, zodat ze de beste bescherming bieden tegen vloeistoffen. Ze kunnen zelfs worden gebruikt om dynamische afdichtingen te maken. Dat is wanneer een deel beweegt (bijvoorbeeld een zuiger) en het andere deel is ingesteld. Je hoeft alleen maar 2-3 groeven te maken met o-seals in het statische gedeelte en je bent helemaal klaar.

2.Plaats invoegen . Deze is handig voor aluminium of metalen behuizingen. Je vormt in feite een elastisch element dat als afdichting op een metalen onderdeel zal dienen. Het zegel zal op die manier kleiner zijn en je verliest het niet omdat het is gerepareerd.

3.Overmolding is in principe hetzelfde als invoegen, maar het basisonderdeel is ook gemaakt van plastic. Deze methode is meestal levensvatbaar voor massaproductie, omdat er gebruik wordt gemaakt van een dure kunststof spuitgiettechniek. Moderne productietechnologie stelt de ontwerpers echter in staat om hun projectbehuizingen te testen door een bestelling te plaatsen bij een aantal prototypediensten die snel spuitgieten kunnen bieden

4.Lassen komt het meest voor in metalen behuizingen voor elektronica. Het metaal rond de randen van de samengevoegde delen wordt gesmolten, zodat het onderdeel volledig hermetisch wordt en eigenlijk een enkel onderdeel is. Het volledig afsluiten van de circuits is echter niet altijd een goed idee, omdat het erg moeilijk zal zijn om het apparaat te repareren in het geval dat het defect raakt, en bovendien zal er onvermijdelijk wat lucht binnenin vastzitten en wanneer het apparaat opwarmt, zal de druk binnenin zal monteren en de behuizing kan op een gegeven moment barsten.

5.Schuimtape en lijm zijn heel handig en gemakkelijk te gebruiken. Ze vereisen geen ontwerpaanpassingen en beschermen zeer goed tegen water. Het belangrijkste probleem is echter dat ze alleen kunnen worden gebruikt tot de eerste demontage. Zodra u de onderdelen van elkaar scheidt, worden lijmen nutteloos en belemmeren ze zelfs de laatste montage omdat u de restjes moet afschrapen. Ze worden vaak gebruikt in snelle verificatietests voor prototypen waarbij lassen wordt gebruikt in het eindproduct.

Waterdichte behuizing Rapid Prototyping

Dus je hebt gekozen waar je O-ringen wilt plaatsen, waar je wilt lassen en waar je onderdelen aan elkaar wilt lijmen. Nu, vóór massaproductie, moet u de IP-standaard van uw ontwerp controleren met daadwerkelijke fysieke tests. En daarvoor moet u een snel prototype waterdichte behuizing maken. Er zijn veel technieken om dat te doen, afhankelijk van het prototypemateriaal.

Zo kunnen kleine kunststof behuizingen en middelgrote behuizingen worden ingesteld voor 3D-printen. Ontwerpen van metalen behuizingen zijn het gevolg van CNC-bewerking in machinewerkplaatsen. En ten slotte kunnen omgevormde ontwerpen of prototypebatches worden vervaardigd met snel spuitgieten, een proces dat vergelijkbaar is met conventioneel gieten, maar met een verbeterd flexibel matrijsontwerp en veel lagere prototypingkosten.

Na het vervaardigen van de prototypes is het van belang deze zorgvuldig in elkaar te zetten, zodat de testresultaten zo goed mogelijk zijn. Als de tests niet bevredigend zijn, moet u het ontwerp en de herfabricage herzien. Rapid prototyping komt hier ook goed van pas omdat het erg flexibel is en je zo snel mogelijk een aangepast prototype ontvangt.