Conception de Boîtiers Étanches Robustes pour l'Électronique : Guide Complet

Si l'eau est la vie, l'avoir autour de certains produits, surtout les produits électroniques, est quelque chose que les fabricants détestent. L'environnement immédiat de nombreux produits exige que les produits aient robustesse et capacité étanche. Par conséquent, vous voyez les fabricants utiliser des conceptions de boîtiers étanches dans leur processus de fabrication.

La conception de boîtier étanche s'accompagne de la compréhension de nombreuses choses. En tant que profane ou débutant dans ce secteur, vous devriez connaître les systèmes de classification, comment faire un boîtier étanche, et les matériaux nécessaires. Par conséquent, cet article introduirait les facteurs mentionnés précédemment. Vous devriez continuer à lire pour vous familiariser avec le fonctionnement du système de classification, la conception de joint étanche, et comment faire un joint étanche.

Comment la Classe d'Étanchéité est-elle Divisée ?

Le système de classification est un terme qui qualifie de nombreux produits électroniques basés sur leur robustesse. En relation avec ce matériau, il est idéal de les diviser basés sur leur capacité étanche. Sans le système de classification, utiliser la robustesse et les propriétés étanches est un simple terme marketing. Par exemple, il est impossible de connaître l'étendue à laquelle un produit peut résister à l'eau quand il est submergé. Cependant, avec un système de classification, vous pouvez connaître l'étendue de telles propriétés. Les deux systèmes de classification populaires que nous discuterons sont les systèmes de classification IP et NEMA.

Système de Classification IP

Les gens utilisant des produits électroniques seraient familiers avec le système de classification IP. Il est hautement possible d'avoir vu une inscription sur leur appareil avec IPxx. Cette inscription est ce que les fabricants utilisent pour juger si une conception de joint d'étanchéité de produit électronique est efficace et l'étendue de son efficacité.

La classification IP signifie Indice de Protection (IP), et de l'exemple ci-dessus, elle a deux lettres, « IP » et deux chiffres, ex. IP67. Le premier chiffre montre la protection contre les objets physiques comme la poussière et la saleté. Le second chiffre montre la protection contre un environnement liquide.

Plus la classification IP est haute, meilleure est la conception d'étanchéité. Par exemple, un produit avec une classification IP32 a une protection moindre comparée au même produit avec une classification IP67.

Système de Classification NEMA

NEMA est un acronyme pour National Electrical Manufacturer Association, et son système de classification montre aussi à quel point un produit est protégé. Contrairement au système de classification IP, le système de classification NEMA est principalement pour les produits industriels. Le système de classification IP estime la protection qu'un produit a de l'eau et des paramètres physiques comme l'eau et la poussière. Cependant, le système de classification NEMA va un peu plus loin car il traite l'exposition à des paramètres comme la glace, les corrosifs, l'huile.

Avant d'utiliser le système de classification NEMA, vous devriez savoir ce qui suit :

• Si le produit est un produit intérieur ou extérieur
• Exposition aux éléments
• S'il sera arrosé au jet
• S'il y a une chance d'exposition à des agents corrosifs, huile et liquide de refroidissement

Le système de classification NEMA peut être en termes d'utilisation intérieure et extérieure. Pour l'utilisation intérieure, nous avons une classification de 1-13, qui montre une augmentation du degré de protection contre la poussière et les chocs électriques, c'est-à-dire plus vous montez, meilleure est la protection. Pour l'utilisation extérieure, nous avons NEMA 3, 3R et 3S. NEMA 4 est utilisé pour les produits utilisés sous des conditions comme l'eau à haute pression.

Conception de Joint Étanche pour Boîtier

L'utilisation d'une conception de joint d'étanchéité s'accompagne de la compréhension des diverses façons de faire les choses. Voici ci-dessous quelques façons de faire un joint étanche.

Joints Toriques (O-rings)

Les joints toriques sont importants dans la conception de joint d'étanchéité et aussi pour réparer des choses. Ils sont très populaires, ce qui montre qu'ils sont largement utilisés. Ils ont une forme mais viennent en différentes tailles. Un joint torique a deux numéros qui montrent son diamètre intérieur et extérieur. Les joints toriques sont faciles à installer, et ils existent en deux types : joints toriques statiques et joints toriques dynamiques.

·         Joints Toriques Statiques

Si votre conception de joint d'étanchéité est pour des produits circulaires, utiliser un joint torique statique est idéal. Les joints toriques statiques sont des joints où les parties de gorge d'accouplement ne bougent pas relativement l'une à l'autre. Par conséquent, il n'y a pas de mouvement sur la surface d'étanchéité.

·         Dynamiques

Les joints toriques dynamiques, contrairement aux types statiques, bougent concernant leurs parties de gorge d'accouplement. Par conséquent, le matériau a besoin de plus de lubrification. Les matériaux doivent aussi être plus résistants que ceux utilisés pour fabriquer les joints toriques statiques.

• Différences Majeures entre Joints Toriques Statiques et Dynamiques

Comprendre l'utilisation de joints toriques statiques ou dynamiques vient avec la connaissance de leurs différences. Voici les différences majeures qui vous aident à faire un joint étanche en utilisant les deux joints.

• Parce que le joint torique dynamique bouge constamment, les matériaux utilisés dans la fabrication doivent être plus résistants.
• La gorge du joint torique dynamique doit avoir une finition de surface sans propriétés abrasives. S'ils ont une surface abrasive, cela peut mener au développement d'usure. C'est cependant irrelevants pour le joint torique statique car il ne bouge pas.
• Les joints toriques dynamiques ont besoin de plus de maintenance que les joints toriques statiques.
• Même si les deux joints ont besoin de lubrification, les joints toriques dynamiques devraient être plus lubrifiés.

Joint Plat (Gasket)

Un joint plat comme scellant est une colle adhésive, pâte ou spray utilisée pour maintenir des joints mécaniques ensemble. Il peut être utilisé avec ou sans d'autres types de scellants, et avec ou sans, il réduit la tendance à la panne mécanique quand les pièces frottent ensemble.

Un joint plat est idéal pour les joints face-à-face complexes impliquant plusieurs cavités. C'est un domaine où ils excellent plus que les joints toriques. Cependant, vous devez considérer des facteurs tels que la compression, l'épaisseur et les tolérances des joints à accoupler pour les utiliser. Généralement, les joints plats sont personnalisés. Par conséquent, vous n'avez pas à vous soucier des calculs constants.

Bouton (Button)

Les boutons sont utilisés dans les pavés directionnels, gâchettes, interrupteurs de panneau, et ils sont des scellants idéaux pour ceux qui s'inquiètent de l'interface. Ils sont aussi bon marché et faciles.

Selon ce pour quoi ils doivent être utilisés, les boutons peuvent être faits de différents matériaux. Par exemple, pour une conception de bouton étanche à basse pression, des boutons en caoutchouc moulé sont utilisés comme scellant. Cependant, pour une conception de bouton étanche lourd, le bouton peut être fait de matériaux plus durs.

Il y a beaucoup de conceptions de boutons étanches, et elles sont généralement travaillées avec des joints toriques dynamiques. Cependant, il serait préférable de les utiliser avec prudence car beaucoup de joints peuvent mener à l'échec du joint.

Sélection des Matériaux

Connaître et sélectionner les bons matériaux vient avec la compréhension des facteurs nécessaires que vous devriez considérer avant de sélectionner les bons matériaux. Cela se fera en deux sections. Une sera sur les facteurs qui aident la sélection, tandis que l'autre sera sur les matériaux courants que vous pouvez utiliser.

Facteurs à Considérer dans la Sélection des Matériaux

• Stade de Développement

Le stade de développement détermine le matériau que vous utilisez. Par exemple, pendant le stade de développement de prototype, un matériau de bas niveau qui est bon marché est utilisé pour obtenir le bon ajustement, fonction et esthétique. Par conséquent, vous ne vous inquiéteriez pas de l'efficacité du joint d'étanchéité, et vous découvririez l'erreur facilement. Vous pouvez alors utiliser les matériaux originaux quand c'est fait.

• Guide d'Utilisation et de Conception

Le guide de conception que vous utilisez pour fabriquer le produit décide du type de matériaux que vous choisissez. Par exemple, la conception de boîtier de produit haute pression nécessite l'usinage CNC pour contrôler la qualité de surface.

• Durabilité et Environnement

La durabilité a une relation avec l'environnement où le matériau sera utilisé. Pour les environnements qui requièrent une haute durabilité, des matériaux de boîtier étanche métalliques devraient être utilisés. La sélection des matériaux dépend aussi de si les matériaux seront utilisés en extérieur ou intérieur.

Matériaux Courants Utilisés pour Boîtier Étanche

Basé sur les facteurs expliqués ci-dessus, les deux principaux types de matériaux utilisés dans la conception de boîtier de produit sont les plastiques et les métaux.

Plastiques

Les plastiques sont un choix plus polyvalent comme matériaux de boîtier car ils ont peu d'exigences. Ils sont aussi résistants à la corrosion et sont utilisés où les matériaux métalliques peuvent être problématiques. Cependant, ils ne sont pas très résistants comparés aux boîtiers métalliques.

Métaux

Les matériaux métalliques courants pour boîtier étanche sont l'acier, l'aluminium et l'acier inoxydable.

• Acier

Le matériau acier est utilisé quand il y a une moindre tendance à avoir de la corrosion. Dans les conditions où il y a une forte chance de corrosion, l'acier n'est pas idéal car il devient plus sensible à la condition quand la surface est endommagée. L'acier est aussi fort et robuste. Par conséquent, il est idéal pour faire des boîtiers résistants aux rayures ou à l'altération des propriétés de surface.

• Aluminium

L'aluminium est un meilleur boîtier pour ceux qui cherchent la stabilité dans l'eau salée. Il est résistant à la corrosion et a de meilleurs attributs physiques. Par exemple, il a un poids léger. Cependant, il n'est pas idéal pour les environnements contenant des alcalis forts car il réagit facilement avec eux.

• Acier Inoxydable

L'acier inoxydable est idéal pour la même situation vue dans l'acier. Cependant, il est mieux adapté pour les environnements avec une forte chance de corrosion, comme l'eau salée. Ce sont les boîtiers étanches les plus durables, ce qui est évident car ils peuvent survivre plus longtemps que les autres matériaux.

Conseils

La conception d'étanchéité, même si c'est un processus haute performance, a la simplicité comme règle d'or. C'est très important, surtout si vous êtes nouveau dans l'étanchéité. Voici quelques conseils qui peuvent vous aider à simplifier votre conception :

C'est Mauvais de Sceller Quelque Chose Complètement

Bien que vous puissiez vouloir sceller un produit complètement, vous devriez savoir que c'est une mauvaise idée. Le scellement complet des produits enlève le moyen par lequel la vapeur d'air peut entrer et sortir. Par conséquent, il y a une forte tendance pour le produit à exploser dû au changement de pression d'air.

Profitez des Formes Circulaires

Les cercles sont l'ouverture la plus facile avec laquelle vous pouvez travailler. La raison est qu'il y a beaucoup de boîtiers étanches que vous pouvez utiliser. Ces boîtiers sont faciles à utiliser, populaires et bon marché. Par exemple, vous pouvez utiliser des joints toriques standards et des joints radiaux robustes pour obtenir une force d'étanchéité uniforme.

Quand Possible, Évitez l'Étanchéité Complexe

À moins que ce ne soit nécessaire, vous devriez éviter les joints complexes. Il serait préférable de s'assurer que les composants qui ont besoin d'étanchéité ne sont pas plus de trois. La raison est que plus le nombre de pièces que vous devez sceller est élevé, plus il est difficile d'atteindre un scellement uniforme.

Les Joints Plats Ont Besoin de Supports

Si vous utilisez un joint plat autonome, vous devez le supporter de tous les côtés. Si vous ne faites pas cela, vous pouvez avoir un échec de joint dû à l'extrusion du joint plat quand il sort de la zone de pincement.

Conclusion

Les conceptions de joints d'étanchéité pour boîtiers sont nécessaires pour les gens qui ont besoin de produits avec propriété étanche. En parcourant cet article, vous aurez une compréhension de base du système de classification, de la conception de joint d'étanchéité, et comment faire un joint étanche. Avec cette connaissance, vous pouvez faire votre produit étanche. Cependant, pour obtenir le meilleur résultat à bas prix, vous devriez utiliser nos services. Téléchargez les fichiers pour obtenir un devis instantané pour votre conception, et consultez notre équipe support pour des conseils de fabrication. Contact email : support@rapiddirect.com

FAQ

Il y a plusieurs façons de faire un boîtier étanche. Vous pouvez utiliser des boîtiers comme joints toriques et joints plats. Vous pouvez aussi utiliser le surmoulage ou le moulage par injection. Cependant, il y a des moments où vous pourriez avoir besoin d'utiliser les deux.

Les classifications IP considérées étanches et utilisées généralement sont IP65, IP66 et IP67. Résistant aux intempéries signifie que vous protégez contre l'humidité élevée et le contenu en éléments physiques. Par conséquent, vous avez besoin d'une classification IP avec la valeur numérique la plus haute.