El estilo de la caja de chapa metálica tiene un impacto significativo en el rendimiento del producto sobre el terreno. Cada estructura altera su resistencia, flujo de aire, comportamiento EMI y rendimiento a largo plazo. Una estructura resistente protege las piezas pesadas. Un diseño ventilado aleja el calor de las placas sensibles. Una cubierta hermética ayuda a reducir el ruido y mantiene las señales limpias y claras. Estas decisiones determinan el proceso de fabricación, los pasos de mantenimiento y la estabilidad de la unidad final.
Puede limitar el rediseño si elige pronto la estructura adecuada. Una elección clara reduce la tensión en las zonas débiles y evita problemas de refrigeración. Un diseño sencillo ayuda a mantener estables los costes al evitar pasos innecesarios en el futuro. Este enfoque facilita una transición fluida del prototipo a la producción, lo que se traduce en menos retrasos.
Recintos en forma de U
Una caja en forma de U utiliza una sola pieza doblada para formar la base y las dos paredes laterales. Una tapa independiente cierra la parte superior. Este diseño admite espesores de material estándar de entre 0,8 y 2,0 mm en acero o aluminio. Los pliegues se extienden a lo largo de los bordes largos, lo que permite que la pieza se forme fácilmente y se mantenga estable durante la producción.
El diseño comienza como una hoja plana. La base se asienta en el centro, y ambas paredes se doblan hacia arriba desde los lados: una cubierta desmontable se monta con tornillos o clips. La sencilla disposición de los pliegues mantiene las dimensiones estables y reduce los problemas de conformado. La mayoría de los talleres pueden doblar esta forma con herramientas estándar, lo que ayuda a mantener los costes bajos.
Ventajas
- Conformado rápido gracias al reducido número de pliegues
- Vía de aire despejada que favorece la refrigeración natural
- Fácil acceso para retoques y cambios
- Montaje sencillo para placas de circuito impreso y hardware
Limitaciones
- Menor resistencia a la torsión
- Estanqueidad reducida a menos que se añadan juntas
- Riesgo de flexión en paredes anchas o finas
Consejos de diseño
Utilice bridas de retorno con un diámetro de 10-15 mm para añadir rigidez. Una brida de este rango funciona bien para aluminio y acero dulce de alrededor de 1,0-1,5 mm de grosor. Elija una Radio de doblaje que se ajuste al utillaje. Una buena guía es 1,0-1,5 × grosor del material, lo que reduce el agrietamiento en curvas cerradas. Mantenga un margen de curvatura igual en ambos lados. Para acero laminado en frío de 1,5 mm, se recomienda un margen de 0,32-0,38 Factor K mantiene una anchura constante.
Coloque los orificios de los conectores a una distancia mínima de 8-10 mm de las líneas de doblado. Este espaciado ayuda a evitar distorsiones durante el conformado. Añada pequeñas nervaduras o líneas en relieve con una profundidad de 1,0-2,0 mm si necesita rigidez adicional en paredes anchas.
Mejores casos de uso
- Electrónica de interior
- Dispositivos de sobremesa
- Prototipos rápidos
- Unidades de evaluación o ensayo
Recintos en L
Un cerramiento en forma de L utiliza dos paneles que se unen en ángulo recto. Unas placas adicionales cierran los lados restantes. Este diseño es ideal para pantallas en ángulo o paneles frontales orientados hacia el usuario. La forma ofrece más flexibilidad a la hora de colocar botones, puertos y pantallas.
La envolvente parte de una única plancha que forma tanto la base como la superficie frontal o superior. Los dos lados se cierran con placas o soportes. La curva mantiene un ángulo fijo de 90 grados, lo que mantiene estable la estructura. Este diseño se adapta a los diseños que necesitan una cara inclinada o una interfaz de usuario inclinada.
Ventajas
- Disposición flexible en dos superficies
- Buen espacio para botones, pantallas y etiquetas
- Admite formas irregulares y controles mixtos
Limitaciones
- Se necesitan más sujetadores para las placas laterales
- Es necesario un refuerzo adicional para la rigidez
- Se requiere más mecanizado para las características
Consejos de diseño
Refuerce la curva principal con una brida de retorno de 12-18 mm, especialmente para aluminio de menos de 2,0 mm de grosor. Añada un pequeño soporte en el interior de la esquina cuando la caja soporte una pantalla o una pieza pesada. Mantenga limpios los recorridos de los cables colocándolos a lo largo de la curva interior. Una zona abierta de 15-20 mm protege los cables de pellizcos.
Si se necesita flujo de aire, coloque rejillas de ventilación en la cara vertical o en la placa inferior. Utilice ranuras de 4-6 mm separadas entre sí 8-10 mm. Coloque los orificios de montaje para los controles del usuario a una distancia mínima de 10-12 mm de la curva para evitar deformaciones durante el plegado.
Mejores casos de uso
- Módulos de control
- Paneles de interfaz mixta
- Dispositivos con pantallas o conectores en ángulo
Recintos totalmente encajonados
Una caja completa es una estructura cerrada de cinco o seis lados. Puede construirse con tornillos, bisagras o bisagras. uniones soldadas. Este diseño protege los componentes de impactos, vibraciones, polvo y agua. La forma cerrada añade resistencia y soporta cargas pesadas.
La envolvente envuelve el área interna por todos sus lados. Una puerta con bisagras o una placa desmontable facilitan el acceso para el mantenimiento. Las costuras soldadas ofrecen uniones resistentes, mientras que los marcos atornillados facilitan las reparaciones. La forma rígida también favorece un sellado hermético, una conexión a tierra estable y un comportamiento mecánico uniforme.
Ventajas
- Alta resistencia general
- Gran resistencia a impactos y vibraciones
- Admite alto grado de estanqueidad IP o NEMA
- Control EMI razonable con puntos de conexión a tierra
- Manipula módulos pesados y piezas de potencia
Limitaciones
- Mayor coste de fabricación
- Riesgo de distorsión por soldadura
- Acceso limitado durante el montaje
Consejos de diseño
Planifique el orden de la soldadura para controlar el calor. Un método estándar comienza con soldaduras cortas en esquinas opuestas. Esto reduce el alabeo. Para acero con un espesor de 1,5-3,0 mm, utilice cordones de soldadura escalonados para mantener la planitud del panel.
Elija las juntas según el nivel de estanqueidad. IP54 suele funcionar con espuma de neopreno o EPDM de 3-4 mm. Las clasificaciones superiores pueden necesitar juntas de celda cerrada de 5-6 mm con compresión firme.
Adapte el grosor del material a la carga. Los transformadores pesados suelen necesitar acero de 2,0-2,5 mm. Los componentes electrónicos ligeros pueden utilizar acero de 1,0-1,2 mm o aluminio de 1,5-2,0 mm. Añada nervaduras o soportes cuando los módulos se muevan o vibren para evitar daños.
Coloque los pernos de conexión a tierra cerca de las bisagras o puntos de montaje. Un perno M4 o M5 con una arandela de estrella mantiene una conexión estable y ayuda a reducir el ruido EMI.
Mejores casos de uso
- Armarios de control industrial
- Equipamiento exterior
- Sistemas robustos
- Unidades de potencia de alta carga
Armarios para montaje en bastidor
Un armario para montaje en bastidor sigue los estándares de los bastidores de 19 pulgadas. La altura se mide en unidades fijas, como 1U, 2U o 4U. El diseño incluye orejas en el panel frontal, vías de flujo de aire y raíles internos. Este formato permite una integración limpia en los bastidores de equipos.
La anchura se mantiene fija en 482,6 mm (19″). Los pasos de altura son de 44,45 mm por unidad. El armario cuenta con un panel frontal con orejas de montaje. Los raíles o bandejas sujetan placas y módulos. Las vías de flujo de aire guían la refrigeración de delante hacia atrás. La estructura se bloquea en el bastidor, lo que garantiza la estabilidad del sistema.
Ventajas
- Encaje suave en estanterías estándar
- Cableado limpio
- Trayectorias predecibles del flujo de aire
- Fácil ampliación para familias de productos
Limitaciones
- Anchura exterior fija
- Los orificios de las estanterías requieren una alineación precisa
- No apto para entornos herméticos
Consejos de diseño
Planifique el flujo de aire con antelación. La refrigeración de adelante hacia atrás es más eficaz en sistemas densos. Utilice orificios de 3-5 mm o ranuras espaciadas a 6-8 mm en el panel frontal para la entrada de aire. Mantenga abierta la trayectoria del flujo de aire alrededor de las placas que producen calor.
Refuerce el panel frontal con aluminio de 1,5-2,0 mm o acero de 1,2-1,6 mm, especialmente para unidades 2U-4U. Añada soportes de apoyo cerca de las orejas para evitar el hundimiento en la parte frontal.
Coloque las asas donde la carga se mantenga equilibrada. Manténgalas a 40-50 mm de los bordes superior o inferior para un agarre firme. Para sistemas de más de 12-15 kg, utilice soportes traseros o guías de deslizamiento.
Mejores casos de uso
- Servidores
- Instrumentos de laboratorio
- Sistemas de datos
- Hardware de telecomunicaciones y redes
Armarios murales / para exterior
Una caja mural o de exterior se fija a un edificio, poste o panel mediante soportes u orificios de montaje. La estructura incluye una puerta, un juego de bisagras, una junta y, a menudo, aislamiento. Protege los componentes electrónicos de la intemperie, la luz solar y los esfuerzos mecánicos.
La envolvente forma una caja cerrada con una puerta abatible o desmontable. Una junta rodea la abertura para bloquear el polvo y el agua. Los puntos de montaje se sitúan en el panel trasero o en soportes externos. La entrada de cables se realiza mediante prensaestopas sellados. El aislamiento ayuda a controlar los cambios de temperatura.
Ventajas
- Gran resistencia a la corrosión
- Ahorra espacio montándolo en la pared
- Soporta cerraduras y pestillos de seguridad
- Soporta la luz del sol, la lluvia y el estrés del exterior
Limitaciones
- La resistencia de las paredes limita el tamaño y la carga
- Mayor coste debido a los revestimientos y el sellado
Consejos de diseño
Evite la entrada de cables por la parte inferior a menos que utilice un prensaestopas sellado apto para uso en exteriores. El agua se acumula en los puntos bajos. Utilice bucles de goteo para que el agua drene antes de llegar al prensaestopas. Utilice prensaestopas de compresión M20 o M25 para IP65 o superior.
Elija bisagras resistentes. Una bisagra de acero inoxidable con un pasador de 3-4 mm funciona bien para abrir y cerrar repetidamente. Las puertas más grandes necesitan dos o tres bisagras espaciadas uniformemente. Una capa de pintura en polvo de entre 70-90 μm de grosor mejora la durabilidad en exteriores.
Mantenga un espacio libre de 20-30 mm alrededor de los puntos de entrada para el acceso de herramientas. Si se acumula calor, añada ranuras de ventilación de 4-6 mm de tamaño en las zonas superior e inferior, equipadas con filtros contra insectos.
Mejores casos de uso
- Buzones de telecomunicaciones
- Sistemas de seguridad
- Controladores HVAC
- Electrónica instalada en edificios
Armarios modulares / con varios compartimentos
Un armario modular o con varios compartimentos divide el espacio interior en zonas separadas. Cada zona se encarga de una función diferente. Las secciones de alimentación, señal, control y comunicación permanecen separadas. Esta estructura mantiene bajo control el ruido, el calor y el cableado. También mejora la seguridad cuando los componentes de alta tensión están situados cerca de zonas lógicas de baja tensión.
La caja utiliza separadores para crear cámaras independientes. Cada cámara tiene su propia zona de montaje, ruta de flujo de aire y ruta de cableado. Algunos tabiques pueden retirarse fácilmente para el mantenimiento. Otras están soldadas para reforzar el aislamiento. Los pasacables utilizan arandelas u orificios sellados para mantener un entorno limpio y controlado para cada zona.
Ventajas
- Zonificación térmica clara
- Menores problemas de IEM
- Separación segura entre zonas de alta y baja tensión
- Cableado limpio y organizado
Limitaciones
- Más material utilizado
- Más soldadura o fijación
- Mayor tiempo de montaje y cableado
Consejos de diseño
Seleccione el grosor del tabique en función de los requisitos de carga y control del ruido. Un divisor de acero de 1,2-1,5 mm es adecuado para zonas de señales luminosas. Un divisor de 1,5-2,0 mm funciona mejor para zonas de potencia.
Planifique los recorridos de los cables teniendo en cuenta el espaciado. Mantenga separadas las líneas de señal y de alimentación. Si ambas deben compartir un paso, mantenga al menos 25-30 mm entre ellas. Utilice pasacables con una separación de 20-30 mm para un movimiento seguro de los cables.
Planifique cuidadosamente el flujo de aire. Utilice ranuras de 4-6 mm o rejillas de ventilación filtradas cuando se requiera una refrigeración compartida. Si sólo se calienta una zona, añada un pequeño ventilador o un patrón de ventilación en esa cámara. Mantenga el flujo de aire localizado para evitar que el calor se propague.
Añada pernos de conexión a tierra a cada cámara. Un simple perno M4 ayuda a reducir el ruido y estabiliza la conexión a tierra de cada zona.
Mejores casos de uso
- Electrónica de señal mixta
- Unidades de control inteligentes
- Dispositivos con secciones de potencia y lógica
- Sistemas que necesitan rutas de cableado limpias
| Estilo de caja | Resistencia de la estructura | Resistencia medioambiental | Nivel de costes | Fabricabilidad | Acceso Conveniencia | Aplicaciones recomendadas |
|---|---|---|---|---|---|---|
| En forma de U | Medio | Bajo-Medio | Bajo | Muy fácil | Muy alta | Prototipos, dispositivos de sobremesa, unidades de evaluación |
| En forma de L | Medio | Medio | Medio | Fácil | Alta | Módulos de control, paneles en ángulo, interfaces mixtas |
| En caja | Alta | Alta | Alta | Dureza media | Bajo | Armarios industriales, unidades exteriores, sistemas robustos |
| Montaje en bastidor | Medio-Alto | Bajo | Medio | Medio | Medio | Servidores, equipos de laboratorio, hardware de telecomunicaciones |
| Montaje en pared / Exterior | Alta | Alta | Medio-Alto | Medio | Medio | Sistemas montados en edificios, HVAC, seguridad, cajas de telecomunicaciones |
| Modular / Multicompartimento | Alta | Medio-Alto | Medio-Alto | Dureza media | Medio | Sistemas de señal mixta, unidades de control inteligentes, dispositivos lógicos y de potencia |
Factores clave para elegir el estilo adecuado
La selección de un estilo de recinto funciona mejor cuando se conectan los requisitos reales con la estructura adecuada. Estos factores le ayudarán a conseguirlo.
Disposición de componentes y planificación del espacio
Empiece por la forma y la altura de las placas de circuito impreso. Deje espacio para las piezas altas y los separadores. Añada un espacio de seguridad de 5-10 mm por encima de la parte más alta. Mantenga las vías de cables directas y separe las líneas de alimentación de las de señal: planifique zonas de flujo de aire alrededor de las piezas calientes. Cree una vía libre para que el aire entre y salga de la carcasa.
Requisitos medioambientales y mecánicos
Compruebe los niveles de polvo, agua, productos químicos y vibraciones alrededor de su producto. Elija un estilo que pueda soportar estos límites. Utilice diseños sellados para espacios exteriores o sucios. Utilice marcos más resistentes en caso de riesgo de golpes o caídas. Adapte la carga térmica con paneles ventilados, ventiladores o almohadillas de conducción. Mantenga una dirección del flujo de aire coherente y directa.
Requisitos de certificación
Muchos sistemas deben superar pruebas de seguridad y EMI. Las altas clasificaciones IP o NEMA requieren un sellado fuerte y juntas estancas. Las normas EMI afectan a las juntas de los paneles, la conexión a tierra y el tamaño de las aberturas. Las normas de seguridad eléctrica establecen el espacio entre las piezas de alta y baja tensión. Estas normas suelen animar a los diseñadores a adoptar estructuras en caja o modulares.
Limitaciones de fabricación
Un diseño debe formar bien en máquinas reales. Cuente las curvas y compruebe sus distancias a los agujeros. Las formas sencillas se forman más rápido y presentan menos riesgos. Las estructuras soldadas dan resistencia pero añaden coste y requieren un control razonable del calor. Los diseños fijados se montan más rápido y se reparan con facilidad. Elija un acabado que se adapte a la geometría. Tenga en cuenta el apilamiento de tolerancias en cadenas largas, soldadas o dobladas. Las estructuras más sencillas mantienen unas dimensiones más ajustadas.
Recomendaciones finales
Cada estilo de armario responde a un requisito de ingeniería distinto. La elección correcta depende de la combinación precisa de espacio, flujo de aire, estanqueidad y límites de producción. Empiece por enumerar las necesidades básicas de su sistema. Compruebe el tamaño de la placa, la carga térmica, las rutas de cableado y el entorno. A continuación, compare estas necesidades con los puntos fuertes de cada estructura.
Elija marcos en forma de U o de L para construcciones rápidas y acceso abierto. Cambie a los estilos en caja o de montaje en pared cuando necesite una protección robusta o estanqueidad para exteriores. Utilice diseños de montaje en bastidor o modulares cuando el sistema deba integrarse en un entorno más amplio o cuando se necesiten zonas de alimentación y señal independientes. Una buena combinación en las primeras fases del diseño le ayudará a evitar rediseños, reducir costes y acelerar la producción.
Envíe sus archivos CAD o dibujos para una rápida revisión de ingeniería y un presupuesto preciso. Podemos ayudarle a perfeccionar su diseño, seleccionar el estilo de carcasa ideal y acelerar el proceso de producción.
Hola, soy Kevin Lee
Durante los últimos 10 años, he estado inmerso en diversas formas de fabricación de chapa metálica, compartiendo aquí ideas interesantes de mis experiencias en diversos talleres.
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Kevin Lee
Tengo más de diez años de experiencia profesional en la fabricación de chapas metálicas, especializada en corte por láser, plegado, soldadura y técnicas de tratamiento de superficies. Como Director Técnico de Shengen, me comprometo a resolver complejos retos de fabricación y a impulsar la innovación y la calidad en cada proyecto.
