板金エンクロージャの設計：エンジニアのための製造準備ガイド

板金エンクロージャーの設計決定が早期に重要な理由

板金筐体は、6枚のパネル、いくつかの曲げ、いくつかの切り抜きでシンプルに見える。しかし、最初の1時間のCAD作業で行われた設計の選択が、筐体の1台あたりのコストを$40にするか$140にするか、5日で出荷するか5週間で出荷するか、内部の電子機器が最初の熱サイクルに耐えられるかどうかを決める。.

板金をうまく設計するエンジニアには、壁を描く前に曲げについて考えるという習慣がある。90度の内角には逃げの切り欠きが必要であること、曲げに近すぎる位置に穴を開けると変形すること、EMIガスケットには連続した平らな座面が必要であることを知っているのです。このガイドでは、これらの決定が実際にどのようなものかを説明します。.

まず正しい素材を選ぶ

素材はコスト、重量、耐食性、EMI性能を左右する。ほとんどのエンクロージャーは、4つのファミリーのいずれかに分類される：

アルミニウム5052は電子筐体の主力製品です。きれいに曲がり、コーティングなしで腐食に強く、重量は鋼鉄の約3分の1です。Yicenでは、5052と6061の両方を、あらゆる種類の炭素鋼やステンレス鋼とともに在庫しています。 材料リスト 現役の在庫のために。.

デザイナーが知っておくべき板金曲げのルール

CADモデルのすべての曲がりが、プレスブレーキで実際に曲げられます。 板金曲げ. .プレスブレーキは、あなたのモデルが何を言おうが気にしません。5つのルールは、あなたが設計するほとんどすべての曲げを支配します。.

1.最小曲げ半径

曲げの内半径は、少なくとも材料の厚さと等しくなければならない。アルミニウム5052の厚さが1.5 mmの場合、最小曲げ半径は1.5 mmです。よりきつくすると、曲げの外側に亀裂が入ります。.

2.ベンドリリーフノッチ

曲げがフェースの途中で終わる場合、両端にリリーフ・ノッチが必要です。これがないと、曲げの継ぎ目で金属が裂けます。切り欠きの幅は、曲げ半径よりわずかに深く、少なくとも材料の厚さ1枚分必要です。.

3.穴から曲げまでの距離

曲げに近すぎる位置に開けた穴は、成形中に変形します。穴の縁は、曲げ線から材厚の少なくとも2.5倍は離してください。1.5mmのアルミニウムの場合、最低3.75mmです。.

4.曲げ代とフラットパターン

板金は曲げるとわずかに伸びる。1.5mmのアルミニウムを1.5mmの内半径で90度曲げると、展開長さはおよそ0.5mm長くなります。最新のCADソフトはこれを自動的に計算しますが、Kファクターを正しく設定した場合に限ります。ほとんどの加工業者は、材料に応じてK = 0.33-0.45を使用しています。.

5.タブとスロットの公差

自己位置決め式のタブとスロットは組み立てを早めるが、スロットは両側のタブより0.1～0.15mm大きくなければならない。きつくすると部品が結合し、ゆるくするとがたつく。.

EMIシールドの設計

ほとんどの板金筐体は、電磁干渉から電子機器を保護します。EMIの性能は、ほぼ完全に次の3つに依存します：すべての継ぎ目での連続的な金属接触、継ぎ目を溶接できない場所での導電性ガスケット、およびパネル間の接着された接地経路。.

• フランジの継ぎ目には、突き合わせではなく、重ね継ぎを使用する。導電性ガスケットを使用した10～15mmのオーバーラップは、完全に平らな突き合わせ継手よりも常に優れています。.
• 蓋のインターフェイスには、フィンガーストックまたは導電性エラストマーガスケットを指定してください。普通のゴム製ガスケットは水に対しては密閉するが、EMIに対しては何の役にも立たない。.
• 電気的接触が必要な表面には、塗料や粉体塗料をマスキングする。コーティングは絶縁体です。.
• 遮断する波長の1/20より小さい通気スロットを設計する。1 GHzの場合、長さ15 mm以下のスロットを意味する。.

IPレーティングとシーリング戦略

IP等級（Ingress Protection）は、筐体の防塵・防水性能を定義するものです。ほとんどの屋外用電子機器はIP65またはIP66を目標としています。達成できる等級は、ガスケット、ボルトパターン、シール面の平坦度によって異なります。.

板金エンクロージャー内部の熱管理

密閉されたエンクロージャーは熱を閉じ込める。内部で放散されるすべてのワットは、何らかの方法で外に出なければならない。一般的な4つの戦略は、パッシブ換気、強制空気対流、シャーシへの伝導、熱交換器です。間違ったものを選ぶと、電子機器の寿命が30-60%短くなります。.

• パッシブ換気は、内部容積1リットルあたり約5Wまで機能する。スタック効果のある気流を得るために、対向する面にルーバーを使用する。.
• ファンを使った強制空気は1リットルあたり5～25Wを処理するが、エンクロージャーが汚れた環境にある場合はフィルター付きの吸気口が必要だ。.
• 伝導冷却 - 高温コンポーネントをエンクロージャの壁に直接ボルトで固定 - は、高電力密度を静かに処理します。壁がヒートシンクになります。.
• 密閉されたIP66+の筐体には、熱交換器またはコールドプレートを使用してください。標準ファンはシールを破壊します。.

ファイル送信前のDFMチェックリスト

エンクロージャーの設計を見積もりに出す前に、このチェックリストを実行してください。すべての項目を見逃すと、コストやスケジュールが追加されます。.

1. すべての曲げ半径は、材料の厚さと同じかそれ以上である。
2. 部分的な曲げのすべてにリリーフ・ノッチがある
3. すべての穴は、曲げ部から少なくとも2.5倍の材料厚さである
4. フラットパターンが重なることなく展開（CADで確認）
5. 溶接継ぎ目には溶接記号を明記する。
6. クリティカルな寸法は許容範囲内、その他は標準的な製造公差（±0.2 mm）に委ねる。
7. シール面にEMIガスケットの溝を表示
8. 取り付け穴のパターンは、実際に固定する金具と同じです。
9. パウダーコートまたはアルマイトのマスキング箇所を特定する
10. 組立図にファスナートルクとガスケットコンプレッションを表示

板金エンクロージャーの設計に関するよくある質問

板金エンクロージャーの最も安い材料は何ですか？

冷延鋼板は少量生産では最も安価である。亜鉛メッキ鋼板も同程度の価格だが、基本的な耐食性が付加される。アルミ5052はキログラムあたりのコストは高いが、製造が早く、輸送が軽いため、完成品のエンクロージャーでは安価な選択肢となることが多い。.

電子機器のエンクロージャーの壁の厚さはどのくらいにすべきでしょうか？

ほとんどの電子筐体は1.0～2.0mmの肉厚を使用している。肉厚が薄いと振動でたわんだり鳴ったりし、肉厚が厚いと重量が増し、コストアップにつながります。1.5mmのアルミニウムは、一辺がおよそ400mmまでの電子機器筐体では最も一般的な仕様です。.

IP67用の板金エンクロージャーを溶接できますか？

すべての継ぎ目に沿って連続的にTIG溶接することで、IP67を確実に達成します。蓋とフィードスルーにはガスケットが必要です。ステッチ溶接だけでは密閉できません。.

mmアルミニウムの最小曲げ半径は？

1.5mmアルミニウム5052の最小内曲げ半径は1.5mm（材料厚さに等しい）です。より硬い6061-T6の場合は、曲げ外側の割れを避けるため、最小値を2.0 mmにします。.

カスタム板金エンクロージャーの価格は？

カットアウトと粉体塗装を施した、およそ200 x 200 x 100 mmのカスタムアルミエンクロージャーは、通常50～100個で1個あたり$40～$120、500個以上では$25～$70に下がります。スチールの場合、原材料費は15～25%安くなりますが、塗装費が追加されます。.

Yicen Precisionで板金エンクロージャを構築する

Yicen Precisionは、完全なカスタムエンクロージャを製造しています。 板金加工 エレクトロニクス、電気通信、オートメーション、産業用アプリケーション向け。当社の施設は レーザー切断, 厚さ10mmまでのプレスブレーキによる曲げ加工、TIG溶接、そして以下のような全面仕上げ。 パウダーコート, 陽極酸化処理、シルクスクリーン印刷。曲げ角度は±1°、50種類以上の材料をサポートし、試作品の納期は最短5営業日です。STEPファイルまたはDXFフラットパターンをお送りいただければ、24時間DFMレビューとお見積もりをいたします。.