Неметаллические корпуса по сравнению с металлическими корпусами
Чего вы хотите от своего корпуса, так это долгосрочной и продуктивной службы. Знание вашего приложения и среды, в которой оно будет расположено, поможет, но понимание доступных материалов завершит ваше исследование, чтобы вы могли принять правильное решение для вашего конкретного приложения. Часто в процессе проектирования выбор корпуса является одним из последних моментов, на который следует обращать внимание. С другой стороны, корпус выбирается заранее, но исключительно на основе того, что использовалось ранее или знакомо, а не того, что может потребоваться для приложения и среды. Есть много инженеров-конструкторов, которые считают, что их единственный выбор корпуса - это металлический или пластиковый корпус. Это, конечно, верно лишь отчасти. При принятии решения о покупке корпуса, подходящего для вашего приложения, необходимо учитывать ряд соображений, помимо окружающей среды, которая включает в себя коррозионную стойкость (см. врезку I), температуру, размер, вес и многое другое. Другие вещи, которые следует изучить в ходе исследования, включают электробезопасность, электропроводность и экранирующие свойства; безопасный доступ в случае вандализма; требования к охлаждению или обогреву; эстетика устройства в зависимости от того, будет ли оно видно или нет; и общая стоимость и стоимость системы с учетом времени эксплуатации и первоначальных затрат.
Основы металлических корпусов Инженеры-проектировщики часто думают о покупке металлических корпусов в первую очередь, исходя в первую очередь из того, что они прочнее и долговечнее, чем большинство других материалов. Это может быть или не быть в зависимости от приложения, но, что более важно, эти соображения могут не быть необходимыми в первую очередь. Например, вам может не понадобиться прочный корпус, если защищаемые компоненты размещены глубоко внутри части оборудования, которое уже имеет собственный контроль окружающей среды и вообще не зависит от внешней среды — подумайте о подсистемах, дополнительных Wi-Fi. Fi-схемы или модернизированная сенсорная система. При рассмотрении некоторых факторов, упомянутых выше, размер и вес могут быть более серьезной проблемой, чем просто защита. Это особенно актуально для многих автомобильных, медицинских, морских и сельскохозяйственных приложений, где компактность и минимальный вес являются ключевыми характеристиками. Кроме того, металлические корпуса часто требуют дополнительной герметизации для защиты от влаги и воды. Они механические по своей природе, требуют либо петель и дверей, либо двух секций, которые должны быть скреплены болтами или винтами. Коррозионная стойкость является важным моментом, о котором следует помнить при использовании металлических материалов для корпуса. Большинство металлов подвержены коррозии в определенных условиях и со скоростью, которая зависит от типа используемого металла и условий окружающей среды, в которой он находится. Возьмем, к примеру, производство продуктов питания и напитков, где постоянные промывки — часто с использованием моющих средств и химикатов — являются частью повседневной или еженедельной среды. Такие регулярные злоупотребления могут также препятствовать использованию возможностей компании по маркировке и брендингу. Нержавеющая сталь и алюминий, по понятным причинам, являются обычным материалом для корпуса из-за их высокой коррозионной стойкости. При проектировании системы, которая будет использоваться в суровых условиях, эти варианты могут обеспечить надежную защиту, которую другие металлы не обеспечивают. Корпуса из нержавеющей стали часто очень дороги для покупки, что затрудняет их покупку, когда бюджет проекта является проблемой. Прочность и жесткость могут быть очевидным фактором при выборе правильного корпуса. Прочность – это мера сопротивления материала разрушению. Прочность, с другой стороны, измеряет способность материала выдерживать внезапные удары. Эти две функции работают вместе, поскольку повышение прочности обычно снижает прочность, и наоборот. При использовании металлического корпуса, такого как нержавеющая сталь или алюминий, вы можете получить высокую прочность, но блоки могут легко погнуться, снижая целостность коробки и, возможно, нарушая герметизирующую способность блока в зависимости от типа и материала используемого уплотнения. . Например, когда корпус не заподлицо и уплотнение теряет свои свойства, корпус больше не является водонепроницаемым или воздухонепроницаемым; влага и твердые частицы являются основными причинами выхода из строя некоторых электрических и электронных компонентов. Кроме того, становится легче получить доступ к внутренним элементам управления и схемам, что снижает безопасность системы в целом. Основы неметаллических корпусов Некоторые из наиболее часто используемых материалов для неметаллических корпусов включают поликарбонат, полистирол и АБС. Важно отметить, что в технологии производства пластмасс постоянно происходят улучшения. То, что вы могли найти недоступным в один год, может стать доступным в следующем. Что касается поликарбонатов, некоторые из них содержат УФ-стабилизаторы, используемые для защиты материала от чрезмерного воздействия солнечных лучей. Другие могут включать состав увеличить прочность на растяжение, прочность на изгиб и модуль изгиба, а также обеспечить большую теплоотдачу для чувствительных к температуре применений. Пластмассы часто более поддаются обработке, формованию и модификации, чем металлы, для соответствия конкретному применению. Эта универсальность позволяет использовать такие материалы в самых разных областях, поскольку гибкость компонентов материала облегчает удовлетворение конкретных потребностей. Дополнительным преимуществом пластиковых корпусов является то, что они легче по весу, что делает их более удобными в обращении и идеальными для портативных устройств, а также для установки на деликатных поверхностях, таких как гипсокартон. Некоторые дополнительные характеристики, которые делают пластиковые корпуса доступными: УФ-стойкость, широкий диапазон температур, химическая стойкость, водонепроницаемость, немагнитная и электрическая изоляция, простота обработки, самозатухающие свойства воспламеняемости и простота модификации. Есть пластмассы, которые не выделяют вредные газы в случае пожара, а есть химические вещества, которые негативно реагируют на металлы, для которых больше подходят пластиковые корпуса. Обратите также внимание на то, что чаще всего пластиковые корпуса дешевле металлических и требуют меньше времени на изготовление, особенно когда требуются полузаказные или нестандартные элементы. Рассмотрим применение. Системы управления производством, а также системы управления технологическим процессом часто подключаются напрямую и могут зависеть от того, защищены ли они от радиочастотных и электромагнитных помех от электрических помех, присутствующих в этих приложениях. Когда используется металлический корпус, компоненты внутри автоматически защищены от такого внешнего вмешательства, что делает всю систему надежной по своей природе. Такое же экранирование хорошо работает с другим тяжелым оборудованием, например, с оборудованием, используемым в станкостроении. Такие применения часто требуют дополнительной химической стойкости. Для этих типов приложений неметаллические корпуса могут нуждаться в дополнительном экранировании, чтобы сохранить безопасное место для чувствительной электроники. Кроме того, такие корпуса могут нуждаться в специальных уплотнениях или использовании особых материалов, позволяющих им работать в неблагоприятных условиях заводского цеха. В любом случае, если в корпусе находится чувствительная электронная схема, может также возникнуть необходимость в установке охлаждающего оборудования. Металлические и неметаллические корпуса имеют свою ценность (см. врезку II). Поскольку так много оборудования и систем модернизируются с помощью встроенной в них беспроводной связи, рынок корпусов должен не отставать. При использовании металлических корпусов пользователю может потребоваться установка внешней антенны для оптимального использования системы. Если окружающая среда диктует необходимость металлического корпуса, не забудьте также изучить любую антенную сеть, которую вы планируете использовать с ним, чтобы убедиться, что антенна также может работать в суровых условиях. Учтите, что внешние антенны часто уязвимы для элементов окружающей среды, таких как коррозия, разрушение оксида железа и естественные внешние помехи от самой окружающей среды. Это может быть основной причиной, по которой инженеры-конструкторы переходят на неметаллические корпуса в коммуникационных приложениях: они обеспечивают свободную передачу электронных сигналов. Поскольку большинство неметаллических корпусов позволяют передавать электронные сигналы через сам корпус, выбор материала корпуса становится все более зависимым от его способности противостоять коррозии, выдерживать использование агрессивных химикатов, сохранять прочный и жесткий внешний вид и выдерживать тепловые нагрузки. возможности. Кроме того, неметаллические корпуса обеспечивают инженерам привлекательную отделку и могут быть легко отрегулированы для внесения изменений позже. К ним относятся вырезы для дополнительного доступа к электронике, будь то для быстрой проверки безопасности, для загрузки информации или для аудио/видео соединений. Неметаллические корпуса на протяжении многих лет доказали свою прочность, никогда не ржавеют и не подвергаются коррозии в суровых условиях, а также имеют надежные и запираемые крышки для предотвращения несанкционированного доступа. Они более устойчивы к ударам (скорее прогибаются, чем вмятины) и позволяют беспроводным системам легко работать без внешней антенны. Единственным негативным последствием использования металлических корпусов является нарушение герметичности, что чрезвычайно важно для предотвращения повреждения внутренних элементов управления влагой, пылью и другими факторами окружающей среды. Неметаллические корпуса обычно имеют уплотнение внутри канавки в крышке, что предохраняет ее от прямого повреждения. Все это помогает объяснить, почему неметаллические корпуса часто заменяют металлические корпуса во многих приложениях. В заключение, помните, что ваша заявка является наиболее важным руководством к тому, какой тип корпуса вы хотите приобрести. Как уже упоминалось, использование одного и того же корпуса для каждого приложения обычно не является правильным путем. Проводя исследование, найдите компании, у которых есть несколько доступных вариантов, которые ведут бизнес в течение длительного времени и имеют опыт и знания в том, как выбирать и внедрять технологии корпусов. Требования к корпусу, как и к другим жизненно важным компонентам вашего приложения, следует выбирать тщательно и уверенно. 8 Неметаллические корпуса по сравнению с металлическими корпусами