Progettazione di involucri impermeabili: tutto ciò che c'è da sapere

I dispositivi elettronici di vario tipo richiedono l'impermeabilizzazione, perché se l'acqua vi penetra all'interno possono verificarsi malfunzionamenti. Per questo motivo la produzione di involucri impermeabili per diverse applicazioni è piuttosto comune.

Se desidera approfondire la progettazione di involucri impermeabili e gli aspetti correlati, la guida che segue può esserle utile. Procediamo con la lettura.

Gli involucri sigillati vengono lavorati da blocco presso DEK; veda alloggiamenti e involucri.

Il sistema di marcatura International Protection (IP)

IP sta per International Protection Marking System, che aiuta a valutare l'alloggiamento dei dispositivi elettronici. È noto anche come marcatura di protezione contro l'ingresso ed è associato a prove di impermeabilità con diversi livelli.

È composto da due numeri: il primo numero identifica la protezione contro la polvere, il secondo l'impermeabilità all'acqua.

Decodifica del codice IP

Il codice IP è scritto come IP seguito da due numeri. La prima cifra riguarda i solidi e ha un intervallo da 0 a 6. Rappresenta i livelli di protezione dalle particelle di polvere.

La seconda cifra riguarda i liquidi e ha un intervallo da 0 a 9, che rappresenta la protezione contro l'acqua.

Cosa significano le classificazioni?

La prima cifra, relativa alla protezione dalla polvere, ha un intervallo da 0 a 6, dove ogni numero rappresenta il livello di protezione.

• 0: nessuna protezione.
• 1-2: protezione contro particelle di dimensioni superiori a 50 mm.
• 3-4: protezione contro particelle di polvere di dimensioni superiori a 2,5 mm.
• 5: la polvere può entrare, ma non compromette il funzionamento.
• 6: involucro a tenuta totale contro la polvere al 100%.

La protezione indicata dalla seconda cifra è la seguente:

• 0: nessuna protezione
• 1: protezione contro gocce d'acqua in caduta verticale
• 2: protezione contro gocce d'acqua provenienti da un angolo di 15 gradi.
• 3-4: protezione contro schizzi e spruzzi d'acqua
• 5-6: protezione contro forti mareggiate
• 7-8: protezione contro l'immersione in acqua fino a una profondità massima di 1 metro.

Il sistema di classificazione NEMA

Il sistema di classificazione NEMA sta per National Electrical Manufacturer Association e fornisce indicazioni sul livello di protezione di un prodotto.

Si applica principalmente ai prodotti industriali. I sistemi di classificazione NEMA vanno oltre la protezione da acqua e polvere. Funzionano esponendo i prodotti a sostanze corrosive, ghiaccio e olio.

Il sistema di classificazione NEMA viene analizzato in base all'uso del prodotto in ambienti interni ed esterni. Le classificazioni per uso interno vanno da 1 a 13 e indicano la protezione da scosse elettriche e polvere.

Le classificazioni NEMA per uso esterno sono 3R, 3 e 3S. NEMA 4 è adatta agli involucri soggetti a elevata pressione dell'acqua.

Progettazione di guarnizioni funzionali

Esistono diversi tipi di guarnizioni idrauliche che possono essere realizzate; alcuni esempi sono i seguenti:

Guarnizioni statiche con O-ring

Quando serve un progetto di guarnizione per prodotti circolari si può utilizzare la guarnizione statica con O-ring. Queste guarnizioni non consentono il movimento delle parti dell'alloggiamento accoppiate e quindi la superficie di tenuta non si muove.

Guarnizione dinamica con O-ring

Le guarnizioni dinamiche con O-ring presentano movimento sulle parti dell'alloggiamento accoppiate e pertanto il materiale richiede una maggiore lubrificazione. Il materiale deve inoltre essere più resistente di quello scelto per la produzione degli O-ring statici.

Progettazione della guarnizione piatta

Una guarnizione piatta è un tipo di sigillante che agisce come intonaco, colla o spray e tiene insieme i giunti. Può essere utilizzata con o senza altri sigillanti. È adatta per tenute faccia a faccia e presenta più cavità.

Una nota sulla deformazione permanente per compressione

Uno dei problemi associati alle guarnizioni in gomma è che possono assumere la forma del materiale con cui vengono utilizzate. Ciò fa loro perdere la forma e quindi la scelta del materiale giusto è importante.

Pulsanti

I pulsanti sono utilizzati negli interruttori a pannello, nei grilletti e nei pad direzionali e sono sigillanti adatti a chi deve affrontare problemi di interfacciamento. Sono facili da installare e convenienti.

I pulsanti sono realizzati con materiali diversi. Il design a bassa pressione dei pulsanti impermeabili utilizza pulsanti in gomma, mentre i pulsanti per impieghi gravosi utilizzano materiali più duri.

Selezione dei materiali nei progetti di custodie impermeabili

La selezione dei materiali nelle custodie impermeabili richiede la considerazione di alcuni fattori, che sono i seguenti:

Fattori da considerare nella selezione dei materiali

La fase di sviluppo determina il materiale da utilizzare e, a tal fine, sarà necessario attraversare diverse fasi. Ad esempio, il materiale della fase di sviluppo del prototipo, che è economico, è adatto.

Non è necessario preoccuparsi dell'efficacia dell'impermeabilità: è sufficiente testare il design.

La guida di progettazione utilizzata nel processo di produzione del prodotto prevede il tipo di materiale da scegliere. Ad esempio, il design della custodia, che è ad alta pressione, richiederà materiali compatibili con la lavorazione CNC.

La durabilità del materiale è associata all'ambiente a cui è sottoposto. Per gli ambienti che richiedono custodie impermeabili durevoli, è necessario scegliere materiali adeguati.

Materiali comuni utilizzati per le custodie impermeabili

I materiali comuni utilizzati per le custodie impermeabili sono i seguenti:

Le plastiche tecniche sono versatili e vengono scelte molto comunemente per le custodie impermeabili poiché resistenti alla corrosione. Non sono tuttavia resistenti quanto le custodie in metallo.

Le custodie impermeabili sono realizzate con metalli composti da alluminio, acciaio inossidabile e acciaio.

• Acciaio: viene utilizzato in circostanze in cui la tendenza alla corrosione è ridotta, quindi è adatto ad ambienti con minori probabilità di corrosione. È inoltre molto durevole e resistente, il che rende le custodie resistenti ai graffi.
• Alluminio: l'alluminio è adatto per custodie che necessitano di stabilità all'acqua salata. Offre resistenza alla corrosione. È inoltre leggero e adatto ad ambienti a base alcalina.
• Acciaio inossidabile: le custodie in acciaio inossidabile sono durevoli e resistenti alla corrosione.

Raccomandazioni per la prototipazione impermeabile

Il processo di progettazione di un alloggiamento utilizza materiali a risoluzione inferiore per ottenere la corretta vestibilità, l'estetica e le funzioni del design; ciò aiuta a testare la capacità impermeabile.

La stampa 3D in PLA è un processo adatto per ottenere innanzitutto un'idea dell'aspetto della custodia. Aiuta a testare l'interfaccia del componente, che utilizza materiali come nylon o ABS stampato in 3D.

I materiali plastici utilizzati per la stampa delle custodie sono altamente precisi e consentono una tenuta di alta qualità.

Per le tenute ad alta pressione, sarà necessario considerare un prototipo in lavorazione CNC. Garantisce una qualità superficiale eccellente e un prototipo altamente preciso e con tolleranze strette.

Quali finiture superficiali si possono utilizzare per gli alloggiamenti impermeabili?

La scelta del tipo di finitura superficiale per l'alloggiamento impermeabile dipende dal tipo di materiale con cui è realizzato.

Tuttavia, le due tipologie di finitura superficiale più comunemente scelte sono discusse di seguito:

Anodizzazione

Anodizzazione può essere di diversi tipi, come l'anodizzazione all'acido solforico, l'anodizzazione dura e l'anodizzazione all'acido cromico. Conferiscono uno strato di resistenza alla corrosione alle custodie in alluminio.

Inoltre, l'anodizzazione migliora anche l'isolamento elettrico, la resistenza al calore, l'adesione e la forza di legame.

Verniciatura a polvere

La verniciatura a polvere è un processo di finitura superficiale che aggiunge uno strato protettivo all'acciaio inossidabile. La polvere secca viene fusa sulla superficie metallica mediante una carica elettrica e la custodia rivestita viene poi lasciata indurire per ottenere la finitura finale.

La verniciatura a polvere rende l'acciaio inossidabile altamente resistente alla corrosione e aggiunge inoltre uno strato di spessore che migliora la tolleranza della custodia.

Consigli per la progettazione di custodie impermeabili

I consigli per la custodia impermeabile, che è necessario tenere a mente, sono i seguenti:

• Potrebbe desiderare di sigillare completamente la custodia, ma non è un approccio adeguato. Se si sigilla completamente la custodia, sarà difficile per il vapore acqueo entrare e uscire dalla custodia.
• Le custodie circolari sono adatte per avere coperture impermeabili. Sono molto facili da usare e convenienti.
• È necessario evitare tenute complesse; i componenti sigillati insieme non devono essere più di tre.
• Quando si utilizza una guarnizione è necessario aggiungere supporto su tutti i lati. Se non si aggiunge il supporto, si può verificare una tenuta difettosa perché la guarnizione fuoriesce dalla zona di compressione.

Conclusione

La progettazione di un contenitore impermeabile richiede di considerare tutti gli aspetti importanti, come i materiali, il design ecc.

Può contattarci all'indirizzo DEK. Le forniamo contenitori impermeabili di alta qualità e precisione. Disponiamo di professionisti e ingegneri formati ed esperti, con macchinari avanzati, per aiutarla a produrre contenitori personalizzati.

Domande frequenti

Come si realizza un contenitore impermeabile?

Esistono diversi modi per produrre contenitori impermeabili, come o-ring e guarnizioni. Sono realizzati tramite processi come lo stampaggio a iniezione.

Quale grado di protezione IP è resistente agli agenti atmosferici?

I gradi di protezione IP resistenti agli agenti atmosferici comprendono IP66, IP67 e IP65. Questi contenitori offrono protezione contro l'umidità elevata.

È possibile realizzare un prototipo di contenitore in plastica impermeabile?

Sì, è possibile scegliere diversi tipi di plastica per realizzare contenitori impermeabili, e anche le guarnizioni in gomma sono molto diffuse.

Potete fornire test di impermeabilità?

Sì, posizionando il contenitore sotto la colonna d'acqua è possibile testarne l'impermeabilità.