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如何做电子产品的防水结构设计?

2018-3-21

     作为设计公司来说,我们接触到的大多数产品都是有防水要求的,对于防水要求较高的,比如说泡水要求达到多长时间?室外雨淋会不会起雾等?这些级别较高的防水要求,材质上多为金属,分模线少,接口也少,在防水处理上虽要求高,但反而相对比较容易操作和达到要求,而目前越来越多的塑胶电子产品,一方面对外观要求高,接口甚多,加上需要内置wifi信号不能使用金属材质,同时对防水要求也相对高的产品,在防水操作上本身就存在一定的矛盾,我们的结构工程师在对产品防水结构处理上一直秉承严谨的作风,在技术上满足客户的产品防水要求。

     目前做的防水产品结构上,我们一般需要做到:按键防水、镜片防水、充电接口防水、壳体防水、电池盖防水、语音对讲孔防水、螺丝孔防水等,通过各个部件的不同功能来设计其防水结构,使得共同让产品本身达到整体防水的效果和要求。

     一、按键防水结构,这部分通常是a:超声焊接或者螺丝固定,详见下图:b:双色注塑方式,详见下图:c:背胶粘贴;d:硬胶挤入到硅胶孔中或者硅胶挤入到硬胶中;e:IML按键;f:加防水圈;以上具体使用哪种方式来做防水,则需要根据实际的产品和要求还有成本来决定。

     二、镜片防水结构:我们很多设计的产品都会存在镜片,有玻璃、亚克力等材质,这些镜片防水则一般采用a:背胶,背胶单边宽度大于2mm,选择防水类型的背胶,注塑浇口位置避开背胶区域。b:超声焊接,双超声线焊接,此工艺比较麻烦,成本也高,一般不做推荐。c:防水圈,将防水圈放在U型槽中,上面加镜片,LCD,支架等。

     三、充电接口防水结构:a:首先要考虑孔的完整性,把这个孔开在一个壳体上,避免两个壳体装配误差,导致漏水。

     四、壳体防水结构:这类结构形式是防水结构设计的基本,当内部元器件通过技术做了基础防水处理后,壳体的防水可以说是最后一道屏障,将整个产品进行保护,因此也显得尤为重要,在结构的处理上采用的方式有a:两壳体之间加硅胶圈防水,螺丝固定要均匀;壳体平均厚度要在1.8mm左右,侧边的厚度要在2.6mm以上;这是目前用的做多的方式,需要在技术上做到细致精密,同时对后期模具的缩水程度也要有相应的应对方式。同时需要有硅胶圈的固定位,防止后期跑偏,对于硅胶的强度不能过硬也不能太软,在压紧的力度方面也要综合考虑,太紧会使得硅胶圈变形失去回弹力,太软则起不到防水作用。b:超声焊接,底壳和面壳要加定位柱,超声前两者不会错位

     五、电池盖防水结构:首先是密封方式,也分为正压和测压两张,电池盖通常采用测压的方式,主要是塑胶件的强度弱,避免塑胶变形导致防水失败。

     六、孔的防水结构:MIC,SPK,Receiver通孔的防水,基本都是通过防水网的防水。

     七、螺丝孔的防水结构:在处理上需要加垫片并且螺丝要有退刀槽,避免O型圈扭曲;

 

     通过以上的结构处理,我们设计的产品防水结构就可以说完全没有问题了,但是对于防水不良的原因一般有塑胶变形,防水面不在一条线,O型圈预压太松或者太紧,结构刚度不够,螺丝分布不均匀或者滑牙等。塑胶变形的弊端是很明显的,也是最容易出现的,在这点上我们改进的方法较多,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,引起变形的原因还可能是受外形限制导致前后壳需要曲面分型,或者内部空间太小导致塑胶件壁厚变化大引起的。

     有些产品由于塑胶啤塑残余应力的影响,容易发生变形,又需要做防水,则为了减少变形,除加强骨,加大脱模斜度,相应位置增加顶出位外,必要时在产品刚啤塑出来时做夹具定位定型,并置入温水中自然冷却来减少残余应力,在有的产品中如果透明镜还要和后壳通过O型圈防水,建议最好用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也会小一些。

      在设计过程中,橙子工业设计也积累了相当丰富的防水结构处理方法,对于一些有防水要求的产品,在ID设计前期我们就去避免会因为外形结构上带来的防水不良,避免O型圈做成不规则的曲面,一般来说当上下盖合壳后如果防水线不连贯,不在一个面上,这样的防水效果多数是不好的,类似这样的形状哪怕去超声处理效果也会不好,应尽量的避免,因此也对外观设计师有一定要求,需要他们懂得一定的结构知识,在ID造型设计的前期,就避免出现这样的造型。

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