Design de invólucros estanques: tudo o que precisa de saber

Os equipamentos eletrónicos de vários tipos exigem impermeabilização, pois se a água penetrar no seu interior podem ocorrer avarias. Por isso, é bastante comum fabricar invólucros estanques para diversas aplicações.

Se tem interesse em conhecer o design de invólucros estanques e temas relacionados, o guia abaixo pode ajudar. Vamos então ler.

Os invólucros vedados são maquinados a partir de bloco maciço na DEK; consulte caixas e invólucros.

O sistema de marcação International Protection (IP)

IP significa International Protection Marking System, que ajuda a avaliar a caixa dos equipamentos eletrónicos. Também é conhecido como marcação de proteção contra a entrada e está associado a testes de impermeabilidade com diferentes níveis.

É composto por um conjunto de dois números; o primeiro número identifica a resistência ao pó e o segundo identifica a resistência à água.

Descodificar o código IP

O código IP é escrito como IP e tem dois números. Os números do primeiro dígito representam a associação com sólidos, numa escala de 0 a 6. Representa os níveis de partículas de pó.

O segundo dígito está associado aos líquidos e tem uma escala de 0 a 9, que representa a proteção contra a água.

O que significam as classificações?

O primeiro dígito, relativo à proteção contra o pó, tem uma escala de 0 a 6, em que cada número representa o nível de proteção.

• 0: significa nenhuma proteção.
• 1-2: significa proteção contra partículas com mais de 50 mm.
• 3-4: significa proteção contra partículas de pó com mais de 2,5 mm.
• 5: significa que o pó pode entrar, mas não afetará o funcionamento.
• 6: representa um invólucro 100% estanque ao pó.

A proteção do segundo dígito é a seguinte:

• 0: sem proteção
• 1: proteção contra gotas de água a cair verticalmente
• 2: proteção contra gotas de água a um ângulo de 15 graus.
• 3-4: proteção contra salpicos e jatos de água
• 5-6: proteção contra mares agitados
• 7-8: proteção contra imersão em água até uma profundidade máxima de 1 metro.

O sistema de classificação NEMA

O sistema de classificação NEMA significa National Electrical Manufacturer Association e fornece informação sobre o nível de proteção de um produto.

Aplica-se sobretudo a produtos industriais. Os sistemas de classificação NEMA vão além da proteção contra água e pó. Funciona expondo os produtos a corrosivos, gelo e óleo.

O sistema de classificação NEMA é analisado com base na utilização do produto em interiores e exteriores. As classificações para interiores vão de 1 a 13 e indicam proteção contra choque elétrico e pó.

As classificações NEMA para exteriores são 3R, 3 e 3S. A NEMA 4 é adequada para invólucros sujeitos a alta pressão de água.

Conceber vedantes funcionais

Existem diferentes designs de vedantes de água que podem ser criados, e alguns deles são os seguintes:

Vedantes estáticos de O-ring

Quando precisa de um design de vedante para produtos circulares, pode utilizar o vedante estático de O-ring. Estes vedantes não permitem o movimento das partes da sede de vedação e, por isso, a superfície de vedação não tem movimento.

Vedante dinâmico de O-ring

Os vedantes dinâmicos de O-ring têm movimento nas partes da sede de vedação e, por isso, o material necessita de mais lubrificação. O material também tem de ser mais resistente do que o escolhido para fabricar O-rings estáticos.

Design de juntas

Uma junta é um tipo de vedante que funciona como massa, cola ou spray e mantém as uniões unidas. Podem ser utilizadas com e sem outros vedantes. São adequadas para vedações face a face e têm múltiplas cavidades.

Nota sobre a deformação permanente por compressão

Um dos problemas associados aos vedantes de borracha é que podem assumir a forma do material para o qual são utilizados. Isso faz com que percam a forma e, por isso, é importante escolher o material certo.

Botões

Os botões são utilizados em interruptores de painel, gatilhos e direcionais e são vedantes adequados para quem quer resolver problemas de interface. São fáceis de instalar e acessíveis.

Os botões são fabricados com diferentes materiais. O design de baixa pressão dos botões impermeáveis recorre a botões de borracha, enquanto os botões de alta resistência utilizam materiais mais duros.

Seleção de materiais em projetos de invólucros impermeáveis

A seleção de materiais em invólucros impermeáveis exige a consideração de determinados fatores, que são os seguintes:

Fatores a considerar na seleção de materiais

A fase de desenvolvimento determina o material a utilizar e, para isso, terá de percorrer diferentes fases. Por exemplo, o material da fase de desenvolvimento do protótipo, que é económico, é adequado.

Não precisa de se preocupar com a eficácia da impermeabilização; basta testar o design.

O guia de design utilizado no processo de fabrico do produto prevê o tipo de material a escolher. Por exemplo, o design do invólucro, que é de alta pressão, necessitará de materiais compatíveis com usinagem CNC.

A durabilidade do material está associada ao ambiente a que está sujeito. Para ambientes que exigem invólucros impermeáveis duráveis, devem escolher-se os materiais adequados.

Materiais comuns utilizados em invólucros impermeáveis

Os materiais comuns utilizados em invólucros impermeáveis são os seguintes:

Os plásticos são versáteis e são muito frequentemente escolhidos para invólucros impermeáveis, pois são resistentes à corrosão. No entanto, não são tão fortes como os invólucros metálicos.

Os invólucros impermeáveis são fabricados com metais compostos por alumínio, aço inoxidável e aço.

• Aço: é utilizado em circunstâncias em que a tendência para a corrosão é menor, sendo, por isso, adequado para ambientes com menor probabilidade de corrosão. É também muito durável e forte — o que torna os invólucros resistentes a riscos.
• Alumínio: o alumínio é adequado para invólucros que necessitam de estabilidade à água salgada. Oferece resistência à corrosão. É também leve e adequado para ambientes alcalinos.
• Aço inoxidável: os invólucros de aço inoxidável são duráveis e resistentes à corrosão.

Recomendações para prototipagem impermeável

O processo de conceção de uma caixa utiliza materiais de menor resolução para alcançar o ajuste, a estética e as funções corretas do design; ajuda a testar a capacidade de impermeabilização.

O PLA impresso em 3D é um processo adequado para obter primeiro uma perceção do aspeto do invólucro. Ajuda a testar a interface da peça, que utiliza materiais como nylon ou ABS impresso em 3D.

Os materiais plásticos utilizados na impressão de invólucros são altamente precisos, o que conduz a uma vedação de elevada qualidade.

Para vedações de alta pressão, terá de considerar um protótipo de usinagem CNC. Garante que a qualidade da superfície é excelente e que o protótipo é altamente preciso e com tolerâncias apertadas.

Que acabamentos superficiais podem ser utilizados em caixas impermeáveis?

A seleção do tipo de acabamento superficial para a caixa impermeável depende do tipo de material com que é fabricada.

No entanto, os dois tipos de acabamento superficial mais frequentemente escolhidos são discutidos abaixo:

Anodização

Anodização pode ser de diferentes tipos, como anodização com ácido sulfúrico, anodização dura e anodização com ácido crómico. Conferem uma camada de resistência à corrosão aos invólucros de alumínio.

Além disso, a anodização também melhora o isolamento elétrico, a resistência ao calor, a aderência e a resistência da ligação.

Pintura em pó

A pintura em pó é um processo de acabamento superficial que adiciona uma camada protetora ao aço inoxidável. O pó seco é fundido na superfície metálica com uma carga elétrica e o invólucro revestido é depois deixado a curar para ajudar a alcançar o acabamento final.

A pintura em pó torna o aço inoxidável altamente resistente à corrosão e também adiciona uma camada de espessura que melhora a tolerância do invólucro.

Dicas para o design de invólucros impermeáveis

As dicas para invólucros impermeáveis, que deve ter em conta, são as seguintes:

• Pode desejar vedar o invólucro completamente, mas não é uma abordagem adequada vedá-lo por completo. Se vedar o invólucro completamente, será difícil para o vapor de ar entrar e sair do invólucro.
• Os invólucros circulares são adequados para ter coberturas impermeáveis. São muito fáceis de utilizar e económicos.
• Devem evitar-se vedações complexas; os componentes vedados em conjunto não devem ser mais de três.
• Ao utilizar uma junta, é necessário adicionar suporte em todos os lados. Se não adicionar suporte, pode ocorrer uma falha de vedação, pois a junta sai da zona de aperto.

Conclusão

O design de invólucros à prova de água exige a consideração de todos os aspetos importantes, como materiais, designs, etc.

Pode contactar-nos através de DEK. Fornecemos invólucros à prova de água de elevada qualidade e precisão. Contamos com profissionais e engenheiros formados e experientes, com máquinas avançadas, para o ajudar a fabricar invólucros personalizados.

Perguntas frequentes

Como se faz um invólucro à prova de água?

Existem diferentes formas de fabricar invólucros à prova de água, como o-rings e juntas. São fabricados através de processos como a moldagem por injeção.

Que classificação IP é à prova de intempéries?

As classificações IP à prova de intempéries incluem IP66, IP67 e IP65. Estes invólucros oferecem proteção contra elevada humidade.

É possível fazer um protótipo de invólucro plástico à prova de água?

Sim, podem escolher-se diferentes tipos de plástico para fabricar invólucros à prova de água, e as vedações de borracha também são muito populares.

Podem realizar testes de estanquidade à água?

Sim, colocando o invólucro sob a coluna de água, pode testar-se a sua estanquidade à água.