为电子外壳选择最佳制造工艺

电力是一种强大而微妙的力量，是我们现代世界的关键。在任何时候，一个人可能会同时佩戴多个电子设备或与之交互，从手机到智能手表和救生医疗设备。虽然消费者可能会认为这些设备是理所当然的，但在设计各种保护电路和接线以确保其功能的外壳方面投入了大量工作。

这些电子设备的精密特性通常要求将它们封装在某种外壳或笼子内，以保护其电路和接线免受损坏。这些外壳不仅可以防止化学品、灰尘、湿气和其他环境因素污染电子设备，还可以保护最终用户免受电击和潜在火灾的影响。通常，外壳是消费者看到的唯一设备部分。

电子设备外壳具有各种形状和尺寸——从电话和计算机外壳到电力和电信系统的保护外壳——最适合特定工作的特定制造方法将取决于许多因素，包括材料选择、价格点、产量和设计考虑。

以下是产品团队需要了解的内容。

电子外壳的关键材料选择注意事项

电子外壳的设计过程应该是“逆向工程”——设计师和工程师可以逆向工作，利用他们对最终应用的关键要求的了解，为设计、材料选择和制造方法的选择提供信息。

选择最适合这项工作的材料在很大程度上取决于外壳承受压力和环境磨损的程度。例如，自行车速度计的外壳对材料有严格的要求：它需要能够承受雨水、污垢和持续的强烈振动，以防止设备出现故障。相比之下，图形计算器受到大量物理磨损的可能性要小得多，这可以显着扩大外壳的可行材料库。

虽然一些电子产品可能采用木材或丙烯酸材料（例如电唱机或手持游戏设备），但绝大多数消费电子产品外壳将由硬塑料或金属制成。金属外壳往往比塑料外壳更坚固、更耐用，通常由铝或碳、镀锌或不锈钢制成。金属材料的一个显着优势是它们是导电的，这有助于消除传入和传出的电磁干扰和无线电频率。金属外壳必须电气接地以提供抗震性。

另一方面，塑料外壳通常重量更轻，制造成本更低，一些工程热塑性塑料甚至可以提供比铝、铝合金和镁合金等金属更大的强度。它们也是不导电的——这意味着带电的电线如果与外壳内部接触不会产生电击危险——并且不会触发电路保护系统。如果塑料外壳需要导电表面涂层，可以在后期制作中添加，但额外的时间、材料和劳动力会增加每个零件的成本。

与金属外壳不同，塑料外壳不会产生热量。在考虑最终用途时，重要的是要记住金属会比塑料更热。如果外壳内的电气元件会产生足够的热量来影响材料，则选择塑料外壳通常是更安全的选择；与金属外壳相比，人类更容易拿起塑料外壳。

许多热塑性塑料——聚丙烯是一个常见的例子——具有极强的防潮性能，但长时间暴露在紫外线下会降解。但是，可以通过在外壳材料中加入紫外线稳定剂，或者用油漆或其他抗紫外线饰面覆盖外壳表面来减轻这种影响。在某些情况下，刚性较低的塑料的柔韧性和类似橡胶的特性可以提高零件的耐用性或提供防水密封。

制造电子外壳的常用方法

最终，特定电子外壳的材料选择将决定哪种制造方法最有效。一些最常见的方法包括：

1。数控加工

CNC 加工是一种多功能的减材制造工艺，它使用数字 CAD 文件引导工具从一块称为“工件”或“毛坯”的原材料中成型零件。该过程具有高度可重复性——这意味着相同的设计文件使工程师能够在多台机器上同时生产相同的零件副本——并且可用于制造塑料和金属外壳。

虽然其他制造方法仅限于制造相对简单的外壳，但 CNC 加工可以将更大的几何复杂性纳入零件设计，同时提供超强的零件公差。采用 CNC 加工的另一个优点是，由单个金属工件加工而成的外壳不会出现任何开缝，从而创造出干净、美观的产品。但是，在磨机上对一块材料进行脱壳可能不是一种经济高效的选择，因为您支付的材料可能比最终产品中使用的材料要多。

2。钣金加工

钣金制造是生产电子外壳的一种经济有效的方法。通常，这些外壳的材料费用比 CNC 加工的同类产品要低得多，部分原因是只需三个弯曲，一张薄板就可以变成一个开放式外壳。

台式计算机和许多户外电子设备外壳是通过钣金制造制成的外壳的常见示例，它们在耐用性方面弥补了美学价值的不足。与钣金制造相关的初始模具成本可能很高，但随着产量的增加，每个零件的成本会迅速下降。

3。注塑成型

注塑成型过程涉及用熔融塑料反复快速地填充耐用金属模具，从而能够大批量生产相同的零件。制造商经常使用这种方法用刚性或非刚性塑料制造简单的外壳，例如用于游戏控制器、电子钥匙、信息亭显示器和许多其他产品的外壳。

加工时间和费用增加了注塑成型外壳的交货时间和初始开销，但是当大批量生产时，零件变得非常具有成本效益。嵌件成型是一种类似于注塑成型的工艺，它还可以将电子设备牢固地嵌入外壳中以提供额外的保护。

4。 3D打印

3D 打印或增材制造使用 CAD 文件一次创建一层材料的零件，这通常允许将多零件装配体压缩成单件。 3D 打印赋予了更大的几何自由度——可以添加通过其他方法极难或不可能生产的弯曲内部通道等特征。

此外，3D 打印允许将电子设备完全封装在其外壳内，这通常无需额外的组装。通常不适合大批量生产，增材工艺对于原型制作和中小批量生产来说是有效且经济实惠的。金属和塑料部件都可以进行 3D 打印。

制造优质的电子外壳

随着数字技术越来越深入日常生活，维护电子设备的长期功能变得比以往任何时候都更加重要。电子外壳提供关键保护，但工程师和产品团队需要确保优化材料选择和部件设计以提供最大效益。

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