电子外壳设计大全:钣金材料、弯折、紧固件、焊接、表面处理五大核心指南

许多 Protocase 用户虽精通工程/科学专业,却缺乏金属制造与设计专门训练。打造符合需求的最优外壳设计极具挑战。十年来我们沉淀钣金外壳知识库,含本指南,旨在助您快速上路、规避返工。
本文聚焦五大核心设计概念:选材、弯折、自攻紧固件、焊接、表面处理。更多资源请访问官网资源页。疑问欢迎评论或邮件 info@protocase.com。
材料选型
首步确定金属类型与厚度。常备库存:铝、不锈钢、碳钢(冷轧钢/镀锌退火钢)、铜。特性对比:
- 铝: 轻量耐腐蚀,可粉末喷涂/裸金属/拉丝。导电需化学转化膜(铬酸盐),亦可阳极氧化增硬。刚度低于钢,同等强度需增厚。两合金可选:5052 适钣金(紧弯不裂/易焊加工);6061 易机加工但紧弯易裂。
- 冷轧钢: 通用性强,性价比高,室内粉末喷涂耐久。本身不耐腐蚀,户外首选铝/不锈钢/镀锌退火钢。
- 不锈钢: 高强高刚且本征耐腐蚀(铬镍),可粉末喷涂/裸金属/拉丝(刷纹质感)。
- 镀锌退火钢: 低碳钢镀锌后退火使锌扩散渗入基体防剥落。湿环境耐久性优于冷轧钢,次于不锈钢/铝。利于喷涂附着。
- 铜: 软韧、极高导热导电。罕用作外壳,主攻母线排。因软质攻丝易滑扣,推荐自攻紧固件。库存 C110 1/8 硬态,高导电优成形,适电气电子应用。
库存材料 2-3 天交付;非标材料可订购,额外交期。
钣金厚度对照表
基于美标冷轧钢规格(铝通常用实测厚度而非规号)。新手难判厚度,推荐在线模板生成器或 Protocase Designer 免费软件辅助定型。铜材规格参考《CR 铜库存规格表》。
| 规号 | 碳钢 | 镀锌退火钢 | 不锈钢 | 5052 铝 | 6061 铝 |
| n/a | n/a | n/a | n/a | n/a | 0.500" |
| n/a | n/a | n/a | n/a | n/a | 0.375" |
| n/a | n/a | n/a | n/a | 0.250" | 0.250" |
| n/a | n/a | n/a | n/a | 0.188" | n/a |
| 8 | n/a | n/a | n/a | 0.1285" | n/a |
| 11 | 0.120" | n/a | 0.125" | 0.091" | 0.1285" |
| 12 | 0.120" | n/a | n/a | 0.081" | n/a |
| 13 | 0.090" | n/a | n/a | n/a | n/a |
| 14 | 0.075" | 0.078" | 0.078" | 0.064" | n/a |
| 16 | 0.060" | 0.063" | 0.063" | 0.051" | n/a |
| 18 | 0.048" | n/a | 0.050" | 0.040" | n/a |
| 20 | 0.036" | 0.040" | 0.037" | 0.032" | n/a |
| 22 | 0.030" | 0.034" | 0.031" | n/a | n/a |
| 24 | 0.024" | 0.028" | 0.025" | n/a | n/a |
| 26 | n/a | n/a | 0.019" | n/a | n/a |
定制开孔
全定制开孔:功能性(连接器/显示/开关)与创意性(Logo/品牌/通风造型)兼顾。官网与 Designer 内置开孔库供参考。
金属弯折与弯曲半径
折弯机/折边机成型,内圆角半径由工装与参数决定。设计师指定内弯曲半径(外半径=内半径+板厚)。双重考量:
- 功能性:弯曲半径区无平面,不可布置紧固件/组件/开孔
- 美学性:复古风常用大圆角
建议选用可实现半径(官网能力表对照),不确定时建议 0.040" 起步,我们会预调。双弯折线交叉(箱体棱角)必须预留倒角(角部修剪/CAD 角部修整)防干涉,Designer 模板自动处理。
开孔最小距弯折半径同前文法则。必须靠近时建议联系我们协作或开槽处理。
自攻紧固件
压铆螺母/螺柱/支撑柱等压入钣金提供可靠装配点。螺母接受螺丝(远强于攻丝),支撑柱装 PCB 防短路过热,螺柱装连接器。常称 PEM® 品牌(宾夕法尼亚工程制造商标)。
焊接
解决复杂件拼装、水密接头、结构强化。提供点焊、缝焊、点焊。
- 点焊: 快速经济永久连接,痕迹微小。设备几何约束:最大喉深 15"(375mm)、最大高度 5"(125mm)。兼容所有库存冷轧钢/不锈钢/镀锌退火钢。
- 缝焊: 连续连接呈无缝外观。采用 CMT 焊接:丝尖熔化接触过渡,热输入仅 MIG 1/10,杜绝薄板翘曲回熔。后续打磨去余高。适配防水、降 EMI 泄漏、无缝美学。
- 点焊(分段缝焊): 同缝焊工艺,离散分段实施。
表面处理
粉末喷涂: 静电吸附热熔结合,色彩/光泽/纹理丰富,行业标准涂装,高性价比/高耐久。砂纹纹理擅隐指纹,最适电子外壳。涂层增厚 0.003"-0.005"/面(图纸尺寸为裸金属),开孔需预留(如 1" 轴需 1.006"-1.010" 开孔)。指定色号/纹理即可,库存色表官网可查,非标色可订购(增交期/批次费)。自动遮蔽螺纹紧固件防涂层污染,导电接触面可追加遮蔽申请。
数码印刷与丝印: 专业标识连接器/开关/端口,数码印刷擅长 Logo/图案。均适用于平面板件与组装后整机。数码印刷成主流默认,但各有优势适配不同场景。
化学转化膜(铬酸盐/化学膜): 赋予耐腐蚀耐久表面(类不锈钢)与稳定导电性。
阳极氧化: 非铁金属(主铝)电化学硬化防腐,氧化层融合基体永不剥离磨穿。第三方加工,增交期。
浸锡: 铜表面沉积纯锡,提升耐蚀/导电/焊锡性。主用于定制铜排,亦可代客加工来料。
裸金属饰面(铝/不锈钢)三类: 无处理(去毛刺仅/功能件)、拉丝(单向纹理)、滚振(无方向磨砂/似磨砂玻璃)。
公差
制造必然尺寸差异源:定位/切割缝误差、材料成分波动、弯折拉伸建模不完美。重申:尺寸基裸金属,粉末喷涂预留 0.003"-0.005"。标准公差表官网可查。
下篇预告
进阶《开孔靠近弯折如何应对》敬请期待。
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