Comment faire un boîtier prototype en plastique étanche

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Publié le 12 juillet 2019 | Par Candy, WayKen Marketing Manager

Les clients exigent de plus en plus des appareils produits par les fabricants. Il y a seulement 5 à 10 ans, qui aurait pensé à des téléphones, des montres, des appareils photo ou des lumières qui fonctionnent sous l'eau. De nos jours, quand on voit une montre non étanche, on la désapprouve. De nombreux modèles de tablettes et de téléphones portables peuvent être immergés ou résisteront au moins à une chute dans une flaque d'eau. Certains appareils ne peuvent pas en faire du tout, par exemple, les mélangeurs, les casseroles électriques et d'autres appareils électroménagers. Cependant, fabriquer un appareil étanche est plus facile à dire qu'à faire.

L'essentiel est de fabriquer un boîtier qui empêche l'eau de court-circuiter vos appareils électroniques. Vous devez vous assurer que des dispositifs spéciaux sont installés pour empêcher l'eau de s'infiltrer. Et même dans ce cas, vous devez fabriquer un prototype en plastique étanche de votre boîtier pour effectuer des tests et vous assurer qu'il ne fuit pas. Voici donc quelques conseils de conception pour créer des boîtiers en plastique personnalisés et quelques-uns sur les boîtiers métalliques qui protègent contre l'eau. Et surtout, quelques conseils de prototypage rapide également.

Normes de boîtier étanche

La première chose que vous devez savoir est qu'il existe plusieurs degrés d'étanchéité des boîtiers. Ils sont tous classés selon les normes IP et NEMA. L'IP par le marquage de protection international est le plus répandu, voici donc une liste des degrés d'étanchéité classés IP.

1. IP65. Cette norme stipule que l'enceinte doit résister à un jet d'eau. Ceci est testé en plaçant une enceinte et en versant de l'eau sous tous les angles dans un jet. Les paramètres sont les suivants :distance -3 m; diamètre de la buse – 6,3 mm; pression d'eau 30 kPa, volume d'eau - 12,5 litres par minute.
2. IP66. Une enceinte conforme à cette norme doit résister aux jets à haute pression. Jusqu'à 100 kPA et 100 litres par minute s'écoulant d'une buse d'eau de 12,5 diamètre pendant 3 minutes.
3. IP67. Cette norme dicte une conception complètement étanche. La pièce est immergée sous 1 m d'eau pendant une demi-heure pour les tests.

Comme vous pouvez le constater, les normes IP sont différentes. Et c'est un gros avantage puisque vous pouvez estimer correctement les conditions dans lesquelles votre appareil est censé fonctionner et décider où arrêter d'insérer des fonctionnalités pour dévier l'eau. Je veux dire, faire une conception complètement étanche coûte beaucoup plus cher que de faire une enceinte qui peut résister à un jet d'eau ou à quelques gouttes.

5 façons d'établir des connexions étanches pour les boîtiers

Maintenant que nous connaissons les normes des boîtiers en plastique étanches, voyons ce que nous pouvons faire pour les rendre ainsi. Voici une liste des mesures les plus couramment utilisées pour fabriquer des boîtiers en plastique personnalisés en tenant compte des normes IP66-67.

1.Joints et garnitures . La méthode la plus courante, la plus utile et la moins chère pour fabriquer des boîtiers en plastique étanches et des boîtiers en aluminium étanches (ou en tout autre métal, d'ailleurs) consiste à utiliser des joints en caoutchouc. Ils sont bon marché, ils ne prennent pas beaucoup de place et ils sont extrêmement efficaces. Le mécanisme principal ici est le caoutchouc étant élastique et recouvrant les deux pièces de liaison et empêchant tout liquide de pénétrer entre les pièces et le joint. Parmi les phoques, les plus répandus sont les joints toriques. Ce sont des anneaux en caoutchouc à section ronde. Les joints toriques ont un taux de suppression exceptionnel, ce qui leur permet de mieux protéger contre les liquides. Ils peuvent même être utilisés pour réaliser des joints dynamiques. C'est-à-dire lorsqu'une pièce bouge (un piston, par exemple) et que l'autre pièce est fixée. Il vous suffit de faire 2-3 rainures avec des joints toriques dans la partie statique et le tour est joué.

2.Moulure d'insertion . Celui-ci est utile pour les boîtiers en aluminium ou en métal. Vous moulez essentiellement un élément élastique qui servira de joint sur une pièce métallique. Le sceau sera ainsi plus petit et vous ne le perdrez pas puisqu'il est réparé.

3.Surmoulage est fondamentalement le même que le monticule d'insertion, mais le composant de base est également en plastique. Cette méthode est principalement viable pour la production de masse car elle utilise une technique coûteuse de moulage par injection de plastique. Cependant, la technologie de fabrication moderne permet aux concepteurs de tester les boîtiers de leur projet en passant une commande auprès de certains services de prototypage qui peuvent offrir un moulage par injection rapide

4.Soudure est le plus courant dans les boîtiers métalliques pour l'électronique. Le métal autour des bords des pièces jointes est fondu de sorte que la pièce devient complètement hermétique et en fait un seul composant. Cependant, sceller complètement les circuits n'est pas toujours une bonne idée car il va être vraiment difficile de réparer l'appareil en cas de dysfonctionnement, et en plus, il y aura inévitablement de l'air emprisonné à l'intérieur et lorsque l'appareil chauffe, la pression à l'intérieur montera et le boîtier peut éclater à un moment donné.

5.Ruban mousse et adhésifs sont assez utiles et faciles à utiliser. Ils ne nécessitent aucune modification de conception et protègent très bien contre l'eau. Cependant, leur principal problème est qu'ils ne peuvent être utilisés que jusqu'au premier démontage. Une fois les pièces séparées, les adhésifs deviennent inutiles et gênent même ce dernier assemblage car il faudra gratter les restes. Ils sont souvent utilisés dans les tests de vérification de conception de prototypes rapides où le soudage est utilisé dans le produit final.

Prototypage rapide de boîtiers étanches

Donc, vous avez choisi où mettre des joints toriques, où souder et où coller les pièces ensemble. Maintenant, avant la production en série, vous devez vérifier la norme IP de votre conception avec des tests physiques réels. Et pour cela, il faut fabriquer un prototype rapide d'enceinte étanche. Il existe de nombreuses techniques pour le faire en fonction des matériaux du prototype.

Par exemple, de petits boîtiers en plastique et de taille moyenne peuvent être configurés pour l'impression 3D. Les conceptions de boîtiers métalliques sont dues pour l'usinage CNC dans les ateliers d'usinage. Et enfin, les conceptions surmoulées ou les lots de prototypes peuvent être fabriqués avec un moulage par injection rapide, un processus similaire au moulage conventionnel mais avec une conception de moule flexible améliorée et un coût de prototypage beaucoup plus faible.

Après avoir fabriqué les prototypes, il est important de les assembler avec soin afin de s'assurer que les résultats des tests seront les meilleurs possibles. Si les tests ne sont pas satisfaisants, vous devrez revoir la conception et reconditionner. Le prototypage rapide sera également utile ici car il est très flexible et vous recevrez un prototype modifié dès que possible.