Criação de Gabinete Plástico Protótipo à Prova d'Água e Durável: Guia Passo a Passo

Publicado em 12 de julho de 2019 | Por Candy, Gerente de Marketing da WayKen

Clientes exigem cada vez mais dos dispositivos fabricados. Há 5-10 anos, quem pensaria em telefones, relógios, câmeras ou luzes que funcionam debaixo d'água? Hoje, ao ver um relógio não à prova d'água, torcemos o nariz. Muitos modelos de tablets e celulares podem ser submersos ou pelo menos resistem a uma queda numa poça. Alguns dispositivos não podem prescindir disso, como liquidificadores, panelas elétricas e outros eletrodomésticos. No entanto, tornar um dispositivo à prova d'água é mais fácil dizer do que fazer.

O ponto principal é criar uma carcaça que impeça a água de curto-circuitar a eletrônica. Você precisa garantir que recursos especiais sejam instalados para evitar a entrada de água. E mesmo assim, deve fazer um protótipo plástico à prova d'água da carcaça para testar e garantir que não vaza. Aqui estão algumas dicas de design para criar carcaças plásticas personalizadas e algumas sobre carcaças metálicas que protegem contra água. E, o mais importante, dicas de prototipagem rápida.

Normas de Gabinetes à Prova d'Água

A primeira coisa a saber é que existem vários graus de proteção contra água. Todos são classificados pelas normas IP e NEMA. A IP (Marcação de Proteção Internacional) é a mais difundida; aqui está a lista de graus de estanqueidade IP.

1. IP65. A carcaça deve resistir a jato d'água. Testado colocando a carcaça e borrifando água de todos os ângulos em jato. Parâmetros: distância 3 m; diâmetro do bico 6,3 mm; pressão 30 kPa; vazão 12,5 L/min.
2. IP66. Deve resistir a jatos de alta pressão. Até 100 kPa e 100 L/min de bico de 12,5 mm por 3 minutos.
3. IP67. Design completamente à prova d'água. A peça é submersa a 1 m de água por 30 minutos para testes.

Como vê, as normas IP diferem. Isso é vantajoso, pois você pode estimar corretamente as condições de operação do dispositivo e decidir onde parar de adicionar recursos para desviar água. Um design completamente à prova d'água é muito mais caro que uma carcaça que resiste a jato ou gotas.

5 Maneiras de Fazer Conexões à Prova d'Água para Gabinetes

Conhecendo as normas, vejamos como torná-las estanques. Lista das medidas mais comuns para fabricar carcaças plásticas personalizadas com normas IP66-67.

1.Vedações e gaxetas. O método mais comum, útil e barato para carcaças plásticas ou de alumínio à prova d'água é usar vedações de borracha. São baratas, ocupam pouco espaço e são extremamente eficientes. O mecanismo principal é a elasticidade da borracha cobrindo as duas partes conectadas e impedindo líquido de entrar entre elas e a vedação. Entre as vedações, as mais usadas são as vedações tipo O-ring. São anéis de borracha com seção transversal redonda. O-rings têm excelente taxa de vedação, protegendo melhor contra líquidos. Podem até ser usadas para vedações dinâmicas (quando uma parte se move, como um pistão, e a outra é fixa). Basta fazer 2-3 ranhuras com O-rings na parte fixa.

2.Moldagem por inserção (Insert molding). Útil para carcaças de alumínio ou metal. Basicamente, molda-se um elemento elástico que servirá como vedação sobre a peça metálica. A vedação fica menor e não se perde, pois é fixada.

3.Sobremoldagem (Overmolding) é basicamente o mesmo que moldagem por inserção, mas o componente base também é plástico. Viável principalmente para produção em massa, pois usa técnica cara de injeção de plástico. No entanto, tecnologia moderna permite testar projetos de carcaças encomendando de serviços de prototipagem que oferecem injeção rápida.

4.Soldagem é mais comum em carcaças metálicas para eletrônicos. O metal ao redor das bordas das partes unidas é derretido, tornando a peça completamente hermética e um único componente. No entanto, vedar completamente os circuitos nem sempre é boa ideia, pois torna o reparo muito difícil em caso de falha, e haverá ar preso; quando o dispositivo aquece, a pressão interna aumenta e a carcaça pode estourar.

5.Fita de espuma e adesivos são úteis e fáceis de usar. Não exigem modificações de design e protegem bem contra água. Seu principal problema: só podem ser usados até a primeira desmontagem. Ao separar as partes, adesivos tornam-se inúteis e até atrapalham a remontagem, pois precisam ser removidos. São usados em testes de verificação de design de protótipo rápido onde a soldagem é usada no produto final.

Prototipagem Rápida de Gabinete à Prova d'Água

Você escolheu onde colocar O-rings, onde soldar e onde colar. Agora, antes da produção em massa, deve verificar a norma IP do seu design com testes físicos reais. Para isso, deve fabricar um protótipo rápido de gabinete à prova d'água. Existem muitas técnicas dependendo do material do protótipo.

Pequenas e médias carcaças plásticas podem ser impressas em 3D. Designs de carcaças metálicas são destinados a usinagem CNC em oficinas. Por fim, designs sobremoldados ou lotes de protótipos podem ser fabricados com injeção rápida, processo similar à moldagem convencional mas com design de molde flexível melhorado e custo de prototipagem muito menor.

Após fabricar os protótipos, é importante montá-los cuidadosamente para garantir que os resultados dos testes sejam os melhores possíveis. Se os testes forem insatisfatórios, você terá que revisar o design e refabricar. A prototipagem rápida será útil aqui também, pois é muito flexível e você receberá um protótipo modificado o mais rápido possível.