Obudowa układu elektronicznego pełni ważną funkcję w działaniu i zabezpieczaniu wrażliwych części półprzewodnikowych. Obudowa powinna zostać zaprojektowana w dopasowany do układu elektronicznego sposób. Powinna ona zapewniać odpowiednią wymianę powietrza by przeciwdziałać przegrzewaniu się elektroniki. Jednocześnie musi stanowić barierę ochroną przed nieprzeszkolonym użytkownikiem, chroniąc go przed możliwością porażeniem prądem. Dodatkowo obudowa musi posiadać otwory na złącza i inne podzespoły takie jak wentylator czy światłowody LED w ściśle określonych miejscach. Z powyższych przyczyn każda obudowa elektroniki musi zostać stworzona pod konkretny układ elektroniczny lub należy uniwersalną obudowę spersonalizować dodając otwory w wyznaczonych miejscach.
Personalizowanie obudów do elektroniki
Personalizowanie obudowy polega na dodaniu szczególnych cech do uniwersalnych obudów produkowanych przez wielu producentów na masową skalę. Zaletą tego rozwiązania jest niski koszt zakupu uniwersalnej obudowy i ich szeroka dostępność. Wadą personalizowanych obudów jest to, że mamy ograniczony wpływ na docelowy kształt obudowy, która może nie spełniać wszystkich wymagać naszego projektu. Więcej o personalizowaniu obudów piszemy w artykule o tym jak spersonalizować uniwersalną obudowę do elektroniki.
Obudowy projektowane pod układy elektroniczne
Drugim rozwiązaniem, bardziej profesjonalnym jest wykonanie obudowy dostosowanej do potrzeb naszej elektroniki. Obudowa taka wykonana zostanie zgodnie z indywidualnym projektem zleceniodawcy. Największą zaletą tych obudów jest ich całkowite dostosowanie do potrzeb aplikacji. Obudowa będzie miała kształt wynikający z potrzeb elektroniki, wszystkie otwory na złącza i wentylacyjne będą w ściśle określonych przez projektanta miejscach. To z pewnością przełoży się na zwiększenie czasu pracy układu elektronicznego. Obudowy dopasowane do układu elektronicznego mogą zostać wykonane przy użyciu różnych technologii. Wybór techniki wykonania będzie zależny od środowiska w którym będzie używany produkt docelowy oraz od ilości potrzebnych do wykonania obudów. W przypadku produkcji wielko seryjnej najlepiej będzie stworzyć formę wtryskową i wykonać obudowy metodą wtrysku. W przypadku mniejszych serii i prototypów obudowa może zostać wykona za pomocą frezarki CNC.
Jak frezarka CNC wykona obudowę?
Sposób wykonania obudowy na frezarce CNC zależy od parametrów jakie musi posiadać obudowa. Jeśli zależy nam na wysokiej szczelności lub elektronika musi zostać zalana żywicą, to obudowa zostanie wykonana z litego bloku materiału. Jeśli naszym głównym celem jest niski koszt wykonania to frezowanie CNC może polegać na wycięciu każdej ściany obudowy z tworzywa o niewielkiej grubości. Następnie ściany mogą zostać ze sobą skręcone lub sklejone. W przypadku gdy elektronika wymaga dobrego odprowadzenia ciepła, to obudowa może zostać wykonana z aluminium i działać jako radiator dla najcieplejszych podzespołów elektronicznych.
Przykład wykonania obudowy z tworzywa sztucznego
W filmie zamieszczonym poniżej prezentujemy przykład wykonania obudowy do sterownika silnika BLDC. Obudowa została wykonana na podstawie modelu 3D dostarczonego w formacie .STEP. Pierwszym etapem niezbędnym do wykonania jeszcze przed frezowanie CNC było rozłożenie obudowy w komputerowym programie CAD na pojedyncze ściany. Drugi krok polegał na rozłożeniu pojedynczych ścian obudowy na wirtualnym polu roboczym maszyny. Ta operacja pozwoliła na wyliczenie minimalnej powierzchni materiału, w którego będzie wycinana obudowa. Trzecie etap to stworzenie projektu frezowania CNC wraz ze ścieżką narzędzia. Kolejne etapy to już praca na maszynie i fizyczne wykonanie obudowy. Ostatnim krokiem, który umożliwił skręcenie ścian wykonanych z plexi o grubości 3mm było wykonanie łączników na drukarce 3D. Łączniki posiadają gwint i to w nie wkręcane są śruby montażowe.