涂飞
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多数产品防水主要是上下壳防水,按键防水,电池门防水,传感器引出部分
防水,常用的防水方法主要有打胶水,超声,二次啤塑,啤镶件,装O型圈.
防水不良的原因主要有塑胶变形;防水面不在一条线;O型圈预压太松或
太紧;结构刚度不够;螺丝分布不均匀或滑牙等.
1塑胶变形的弊端是明显的,防止变形的方法也很多,如改进胶口,改运水,
做加强骨,加大脱模斜度等.对于部分产品,引起变形的主要原因还是由于
受外形限制导致前后壳需曲面分型,或内部空间太小导致塑胶件壁厚变化大产
引起的.
Example 1
Front cover Rear cover
如图1所示形状产品,由于塑胶啤塑残余应力的影响,容易产生变形,这类
产品如果做防水,为减少变形,除增加加强骨,加大脱模斜度,相关位置增加顶出位
外,必要时在产品刚啤塑出来时做夹具定位定型,并置于温水中自然冷却减少残余
应力.当然,图示产品如果要做防水,不一定非要像图1右边那样做成上下盖结构,
这里只是举类似的范例.
Front cover
Lens
LCD
Thickness transition urgent
Example2 LCD
Lens
Front cover
PCB
Metal bracket
Thickness transition relax
如图2产品,在透明镜外有外壳,如果不需防水,左图结构虽然有少许变形,
仍然可用.如果透明镜还要和后壳通过O型圈防水,建议最好用右图接构,用0.15
的金属罩将LCD和PCB包住,打螺丝固定在镜片上,这样的塑胶啤塑变形要小一些.
2防水面不在一个面上,如图3所示的结构,O型圈摆放的面是不规则曲面,
Example 3 O-ring
当上下盖合壳后的防水线是不易连贯的,这样的防水效果多数不好.类似形状的超
声处理效果也不好,应尽量避免.要保证防水线是连贯的,应尽量让防水线是单-
形状平面跟单一平面(或曲面)相交.
A
A
SECTION A-A
(place o-ring) (use ultrasonic)
SECTION A-A
waterproof line
waterproof line
在图3A-A剖面,无论是放O型圈还是超声处理,我们将上下实际接触到的部
分称为防水线.
3螺丝分布不均匀或滑牙,螺丝分布不均匀会导致O型圈预压太松或太紧,
O型圈局部松当然防水不良,但也不是压得越紧越好,压太紧会超出O型圈的屈
服强度,当产品经过高低温测试后O型圈失去弹性.
自攻螺丝滑牙后在该处的联接力不足并导致防水不良,推荐如下结构;
screw column hole column
1.2 d=0.9 D=3.0
1.4 d=1.1 D=3.2
1.7 d=1.4 D=3.5
2.0 d=1.7 D=4.0
2.6
3.0 d=2.6
d=2.2 D=4.6
D=5.2
1
4 结构刚度不够,一般可以增加加强骨等方法.而针对我司产品,内部空
间一般都较小,几乎没有地方加加强筋,所以必要的壁厚还是应该要的.
Example 4
Example5
如图5所示镜片,通过4个螺丝固定在底壳上,在A图中螺丝孔太靠边,塑胶最
薄处只有0.8mm,从图示的进胶口看,在螺丝空的对面都会有融接面,虽然通过提高
A
B
Injection plastic entrance
Blend plane
Blend plane
前模温度使夹水纹看不到,但融接面还是实际存在的.当塑胶在受力状态下经过
高低温测试,容易断裂.建议螺丝孔位改为B图,保证最小壁厚至少为1.5mm.
通过对以上常见防水不良现象的分析,我们可以针对部分产品的一些防水
部分的结构进行探讨.
1 上下壳联接部分的防水. 当采用矩型底时,O型圈的预压
取0.25-0.30mm,槽的尺寸H大于O型圈
直径D 0.15-0.2mm.
直径D 0.15-0.2mm.
取0.20-0.25mm,槽的尺寸H大于O型圈
当采用圆型底时,O型圈的预压
Example6
Injection plastic entrance
o-ring o-ring
rectangle stand circle stand
2 电池门防水.
如果是普通干电池,建议采用下图结构.
place o-ring
insert brass nut
如果是钮扣电池,当空间足够时建议首选下图左图结构,右图为次选.
Example 7
o-ring
o-ring o-ring
rear cover
battery door
rear cover
battery door
3 按键位防水
Example 8
图9
塑胶按键塑胶外壳
按键组合
图9的按键组合在很多钟表产品上都用过,一般都能达到IP46等级,防水
效果符合多数要求.而且体积小,在许多钟表配件生产厂家是做为成品生产的,
从长度,最大外径,防水等级有多种规格供选择.在产品空间较小时建议用此
结构方案.
埚仔片
请不必怀疑这个凸台的装配合理性，这个防水按的
非常小，凸台是装好后冷挤压出来的。而且这个图
画得较夸张，各位随便买一个回来看就知道了。
按键组合(防水按的）
plastic cover silicon rubber button
PCB
Example 10
图10所示按键防水方式当产品内部空间足够时可适当采用,直接将硅胶按键
用PCB板打螺丝固定在塑胶上盖,做这种结构时,螺丝柱的间距要均匀,由于塑胶
件,按键,PCB板受力后弹性变形都较大,要尽量保证塑胶和线路板的结构刚性,
使弹性变化尽量反应在按键上,塑胶壁厚不宜薄,螺丝柱要有加强骨,固定线路板
的螺丝柱数量要足够多.线路板的材料应用胶木板或刚性好的纤维板,厚度应
在1.6mm以上,必要时可在线路板和按键中加垫一块钢板.
4 引出线部分防水.
由于某些电器元件引出线要另外加工后在跟线路板联接,这样的结构可采用
箱式结构,既将需防水的各部分组件分别组装,再用外罩将几部分包在一起.
如图11,12所示产品可分为面罩,前盖,后盖组件几部分组成.
front cover
o-ring
back cover assembly
crust
power wire of sensor
in the area injection gluewater to stop water
connect with screw
Example 11
pcb and plastic
must strong enough
to ensure it will not bend
crust
front cover
back cover
o-ring
sponge
output wire
injection gluewater
Example 13
类似图12这样,先将后壳组件和海棉,胶水防水密封成半成品,
在将面盖和后壳用O形圈联接,而引出线通过面盖上的碰穿孔和内部
电器元件联接,并在面盖碰穿孔位打胶水密封,最后再用面罩通过扣位和前
后盖半成品联接的方式,在一些潜水灯,鱼缸观赏灯上都用过,我们将类似
的结构称为箱式结构.
当然,防水结构并不只有以上几种,好像二次啤塑,硅橡胶过盈挤压等.
我这里只是举常见的一些例子,欢迎各位提出更多更好的建议.
另外,很多产品尚须通过高低温测试,所以塑胶的材料选择也很重要,
例如图12所示产品,面盖.底壳用PC较好,而面罩则用PC或阻燃ABS都可.
因为PC的热变形温度130-140度,长时间耐热温度为120度,溶点为130-160
而多数产品整机最高测试温度大约为80-90度.至于其它
产品则须根据具体情况而定.
