定制钣金外壳的设计考虑

钣金外壳的关键设计考虑与定制选项

客户看到你的产品时，首先看到的是什么？不是里面是什么。很可能是外壳，而这个第一印象充分说明了你希望客户如何看待你的产品。一个美观的外壳很大程度上表明你已经深思熟虑了产品在客户空间中的呈现效果。

但外壳不仅仅是视觉享受。外壳是功能性的。它们就像一个坚韧的外骨骼，保护着内部所有重要部件（如精密电子设备），防止灰尘、污垢和腐蚀性湿气渗入内部空间。它们可以提供结构，将零件安全地放置在战略位置，并提供急需的通风。有些内部组件可以固定组装部件。

在开始设计外壳之前，有一个需要考虑的因素是仔细查看需要放入哪些部件。没人希望一个大盒子里只装着少量组件。同样，把组件塞进小空间可能会显得随意，根据你的通风需求，甚至可能导致冷却问题。稍加思考就能找到合适的外壳尺寸。

接下来，考虑制造选择。如果你环顾四周，会发现几乎所有消费电子、医疗或航空产品都使用钣金作为外壳。这很容易理解。钣金外壳可以快速制造（有时只需 3 天）、成本低廉，外观可以从质朴到精致不等。这也是为什么钣金在原型设计过程中创意迸发时是理想的选择。

钣金外壳的设计考虑

金属板的设计与其他制造工艺设计有很大不同。首先，你是从一块平坦的金属板开始，必须通过弯曲、冲孔或激光切割成非常具体的形状。永远记住单片板材的想法，以及单片区域的弯曲如何深刻影响可制造性，最终影响外壳的成功。设计金属外壳时，以下是一些需要考虑的事项。

形态与合适度

原型制作过程中最棘手的因素之一是确保设计能够无缝衔接并可组装。像忘记留有模具间隙以便接触紧固件，或设计部件在弯曲的角落面对面连接，都会给项目带来大量成本和时间，因为你必须回到设计阶段修正错误并重新制造下一次修改。

工具的获取很重要，因为最终，如果组装不成最终形态，单靠一堆独立零件对你毫无帮助。如果你不能在组装时用螺丝刀拧紧螺丝刀，最终产品就难以取得太大进展。除了把工具装进狭小空间外，设计中必须在两个部件上都开孔以便固定。在快节奏环境中，这很容易犯错，导致迭代陷入停滞。

许多不熟悉钣金的设计师会忘记成型的角具有半径。工程师设计的零件是与钣金面相接的，当设计被加工成钣金并加上弯曲半径时—— 0.030。（0.76 毫米）内弯曲半径最为常见——被连接的部件在弯曲区域会遇到干涉。最佳实践是在设计零件时添加内弯曲半径，并计划使配合部件在弯曲区域前相接并固定。

U型通道

这些正是其名称所暗示的——由金属板制成的U形通道，可以提供简单的凹槽，使电子电缆能够安全通过。它们可以作为建筑构件的坚固支撑，也可以作为支架来固定组件。关于U型通道的一条规则是宽度与高度的比例不得超过 2： 1。

通风允许

电子设备外壳会发热。减少热量积累的最佳方法是通过通风，无论是通过风扇强制气流，还是自然设置开放空间让热量通过对流排出。通风的需求对设计和制造性有显著影响。设计中的穿孔或百叶窗创造了一个开放空间，既允许空气流通，又防止工具和手指在操作和使用时进入。在设计通风系统时，你可以考虑一些选项和替代方案。

穿孔图案是一种优雅地为你的外壳增加气流的方法。它们是一排错开的孔洞图案，通常是圆形或六边形，孔洞大小依序排列，以达到一个决定流动量的开放面积百分比。这对于小面积气流非常理想，因为一旦你开始打孔或激光照射大面积穿孔区域，板材通常会增加较大的变形。然而，如果你必须采用较大的穿孔图案，有两种方法可以最大限度地减少或消除板材变形。

可以考虑在你的外壳里焊接一层穿孔材料。穿孔材料是由轧机或供应商压平的冲孔材料。这种方式会涉及一些焊接，虽然增加了额外材料的成本，但几乎消除了变形问题。
使用尽可能小的开放面积比例，以满足你的气流需求。这种方法可能无法完全消除变形的可能性，但能大大减少变形。

弯曲半径

金属板是用压制器弯曲的，这种压制器会用大量重量来弯曲你选定的材料。冲头看起来像尖尖的尖端，与模具协同工作。冲头会下降到金属工件上，金属工件位于模具顶部，然后在压入模具时被吨重量变形。弯曲从来不是完美、锐利的角度。相反，冲子和模具的组合会在材料的内外都增加了一个轻微的弯曲半径，称为弯曲半径。你可以在设计中选择弯曲半径的大小，但确实需要在设计中补偿这一点。例如，如果你想让某个部件能融入该弯曲处，就要将该部件的外部弯曲半径与底盘内部弯曲半径匹配，以确保良好的贴合。注意，外部半径与被弯曲材料及其厚度密不可分。

可成形性考虑

这回到钣金制造的基本原理。你正在弯曲一整块金属板。例如，纸箱顶部是单片纸板，但每个角落区域都切割出材料以便折叠翻盖。没有这些材料，盖子就无法按预期工作。或者说，你想在工件中制作一个法兰。首先，你需要将法兰材料切割成可弯曲的形状，但如果此时试图弯曲，可能会使周围金属变形。为避免这种情况，你会添加弯曲弧度，这不过是在法兰与工件其他部分接合处做一个轻微的切割。有了这个方法，弯曲就能成功，避免工件主区域的变形。

总结：如果你设计钣金件为实心物体，重要的是寄给我们一个看起来折叠但能显示弯曲位置的 CAD 文件，以确保可制造性。

钣金外壳材料

这三种材料是钣金外壳中最常被选用的材料。以下是每种材料的简要概述：

铝

他轻巧而坚固的金属被广泛用于外壳原型甚至终端零件。有三种类型（5062 – H32， 6061 – T651/T6 和 5754），易于成型，耐腐蚀性强，焊接性强。后处理能为本已吸引人的原铝增添美观。

不锈钢 304 / 304 L， 316 / 316 L 不锈钢

另外还有两种常见的饲养箱选择。不锈钢成型和焊接都不难，坚固、耐腐蚀且耐用，尽管最好避免海水环境， 304。除此之外，外观也很棒。

钢铁

这些材料有低碳钢CR 1008 和预镀冷轧镀锌和镀锌钢两种形式，性价比高，适合焊接、成形，且耐用且坚固。请注意，CR 1008 未涂层，因此极易腐蚀，这与镀锌和镀锌钢不同。对于原型制作，这种材料 1008 可以很好地使用，但对于其他应用，最好使用锌或粉末喷涂来保护。

围栏的二次操作

集会

组装在钣金制造中至关重要，因为它将各个部件整合成一个完整且功能齐全的产品。它决定了产品的最终质量、尺寸精度和结构完整性，确保所有部件正确安装并完成预期功能。因此，正确的组装技术，如焊接、铆接或固定，对于打造符合设计规范的耐用可靠成品至关重要。

硬件

面板紧固件和其他类型的 PEM ®硬件用于支撑零件或提供组装所需的螺纹。需要注意的是，根据零件制造后将接受的电镀类型以及材质，嵌入式材料可能需要在任何后处理前后安装。这是你在按下“接受”按钮前一定要先咨询我们的环节。

掩蔽

遮蔽通常是为了确保电子设备的良好接地位置。不过需要记住的是，如果遮蔽表面，底层材料将是裸露的。在绝缘涂层（如粉末喷涂）之前，最好先用导电涂层（如铬酸盐）进行镀层。

部件标记

零件标记可以用环氧油墨和模板字体进行，也可以使用多种激光标记方法。雕刻，去除材料形成深永久痕迹;刻痕，将表面变形为白色或黑色痕迹;最后是蚀刻，通过烧蚀少量镀层产生白色痕迹。

焊接

焊接允许创造出多种设计，无法仅靠一整块板材实现。焊接的主要问题是变形以及对光线或流体紧密性的要求。

注意：如果您的设计需要轻密或流体密焊，最好寻找能够实现并测试的专业焊工。在 XHX Metal，我们为关键流体处理外壳提供专业的密封焊接和压力测试。

如果你的设计焊接量很大，零件会因所需热量而变形，这确实是个问题。这在材料厚度小于 0.062 英寸时尤其突出。（1.57 毫米）。相反，考虑缝焊。这通常是每隔 3 英寸焊接 1。（25.4 毫米）的焊接。（76.2 毫米）但这个尺寸和间距可以调整，以达到设计所需的强度所需的最小焊接输入。

定制外壳的表面处理

激光雕刻

顾名思义，您可以使用高功率激光在钣金零件上刻写信息。这是一种将标志、零件编号及其他理念清晰地融入零件的方法。

湿漆

在涂上底漆层以提高附着力后，会在零件上涂上你选择颜色的液体涂层，呈现出美观的表面效果。

粉末喷涂

在这个过程中，粉末颜料喷洒在带电的表面上，使其粘附在表面。经过一次烘烤后，粉末会变成一种坚固的陶瓷状涂层，外观漂亮，并能保护你的金属。

丝网印刷

大多数基本图像或文字都可以打印到钣金件上。虽然不是保护涂层，丝网印刷允许你打印用户说明、标志等内容，从而提供更完整的部件，包含你的品牌标识。

电镀与涂层

这些设计可以让你在钣金上形成一层保护层，同时也能带来美观效果。

围栏布局

定义整体外壳的占地面积、内部间隙，以及面板、门、盖子和安装组件之间的关系。

门与可拆卸面板

识别接入点、可拆卸面板、铰链、锁扣及维修需求，以便在图纸审查时考虑这些特征。

电缆入口

在图纸上展示电缆入口位置、切口及相关安装细节。包含任何影响集成的尺寸或间隙要求。

通风模式

指定通风口、穿孔图案、百叶窗或其他产品设计所需的气流相关特征。

安装特征

文件安装孔、内部导轨、支架、插入件及其他用于安装电气或电子元件的特征。

弯曲与组装考虑

为成型的法兰、弯曲、焊接、五金件和装配通道留出空间。可制造性设计审查有助于在生产前发现实际调整。

准备报价

在请求报价时，请附上最新的图纸、材料和装修要求、预计数量以及任何装配或检查笔记。

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