Principales Soluciones de Fabricación para Carcasas de Electrónica Duraderas

Para desarrolladores de productos electrónicos, una carcasa robusta y estéticamente agradable puede convertir una pieza de chatarra destinada al vertedero en un fenómeno que conquista el mercado.

Tanto prototipos como piezas de uso final requieren carcasas, que representan el toque final vital de un dispositivo electrónico y que mantienen los componentes y cableado en su lugar para asegurar durabilidad, función y apariencia profesional.

Cuando se trata de fabricar carcasas, las posibilidades son casi infinitas.

Desde cajas de madera cortadas por láser, hasta carcasas de chapa metálica, hasta carcasas de aluminio mecanizadas por CNC expertamente como la carcasa de un portátil MacBook, las carcasas pueden fabricarse usando una amplia variedad de procesos y materiales.

3ERP tiene años de experiencia creando este tipo de carcasas, via varias tecnologías de fabricación: mecanizado CNC, moldeo por inyección, fabricación de chapa metálica y más.

Este artículo analiza algunas de las formas en que 3ERP puede satisfacer tus necesidades de construcción de carcasas.

¿Qué es una carcasa?

Una carcasa es la cubierta exterior de un producto que contiene sus componentes electrónicos y otras piezas.

Típicamente hecha de plástico rígido o metal, una carcasa juega varios roles. Para muchos productos comunes, una carcasa hace lo siguiente:

• Mantiene los componentes electrónicos en su lugar
• Protege componentes electrónicos frágiles de peligros externos como polvo y líquido, así como golpes y choques
• Permite fácil conexión de entradas y salidas
• Proporciona portabilidad
• Hace el producto reconocible via su forma, color, marca, etc.

Aunque las carcasas son típicamente una de las últimas preocupaciones de un desarrollador de producto, pueden jugar un papel incluso durante la etapa temprana de prototipado. Electrónica alojada dentro de una caja sólida es mucho más manejable que un lío de cables que cuelgan como un plato de espaguetis.

Y, quizás más importante, incluso una carcasa de prototipo simple puede ser suficiente para impresionar a un inversor potencial. Una simple caja impresa en 3D con atención al detalle y marca, por ejemplo, puede proporcionar una imagen mucho más vívida de un producto potencial que un dibujo o concepto.

Las carcasas típicamente se componen de dos mitades — para que el producto pueda abrirse para reparaciones, cambios de batería, etc. — y usan tornillos, soportes o compartimentos para mantener componentes específicos en el lugar correcto.

También pueden tener agujeros en su superficie para interruptores externos, pantallas y conectores para cables de entrada/salida y alimentación.

¿Cuáles son los mejores materiales para carcasas de electrónica?

Hay muchas opciones de material al hacer carcasas para electrónica.

Para proyectos DIY, una caja de madera cortada por láser puede ser totalmente suficiente. Para productos profesionales, sin embargo, una variedad de plásticos y metales pueden usarse.

Una consideración importante de material es la resistencia y durabilidad, porque algunos productos serán sometidos a actividad más extenuante que otros.

Una carcasa para un velocímetro de bicicleta, por ejemplo, necesitará ser resistente a lluvia, suciedad y vibración intensa. Una calculadora de bolsillo, por otro lado — aunque solo marginalmente menos compleja que un velocímetro — soportará virtualmente ningún desgaste físico, y sus demandas de material serán por tanto menos estrictas.

En general, los metales hacen carcasas más fuertes y duraderas que los plásticos.

La mayoría de dispositivos electrónicos — computadoras, mandos a distancia, radios digitales, etc. — requieren carcasas rígidas para funcionar correctamente. En algunos casos, sin embargo, una carcasa parcialmente flexible, similar al caucho, puede hacerse para aumentar la durabilidad.

La apariencia física deseada de una carcasa también puede ser un factor importante en la elección de un material.

Algunas carcasas, como las de dispositivos de juego portátiles, están diseñadas para ser transparentes o translúcidas para revelar los componentes electrónicos dentro. Para estos productos, un plástico versátil como acrílico puede ser preferible.

Y algunas carcasas pueden demandar un acabado superficial específico. Si un producto necesita un recubrimiento anodizado, por ejemplo, entonces la carcasa debería hacerse de aluminio.

En general, el proceso de fabricación usado para construir la carcasa informará las opciones de material, y las demandas de material también pueden informar la elección del proceso de fabricación.

Mecanizado CNC de carcasas electrónicas

Las máquinas CNC son una de las herramientas más versátiles para hacer carcasas electrónicas. Los centros de mecanizado pueden cortar metales y plásticos, y las piezas pueden hacerse directamente desde un diseño CAD digital.

Una ventaja de usar un proceso de fabricación digital como el mecanizado CNC es la repetibilidad: una vez que has mecanizado una carcasa, puedes usar el mismo archivo de diseño para hacer miles de copias idénticas más.

Las máquinas CNC también permiten carcasas geométricamente muy complejas. Mientras otros procesos solo son realmente capaces de hacer "cajas", el mecanizado CNC permite la creación de curvas suaves, estructuras asimétricas y características individuales complejas.

Puede ser un poco más lento y costoso que métodos más rudimentarios como conformado de chapa, pero el mecanizado es un medio altamente efectivo de crear carcasas.

Materiales de ejemplo:

• Aluminio
• Acero inoxidable
• Acrílico
• Acetal

Moldeo por inyección de carcasas electrónicas

Para la fabricación en masa de productos de consumo simples, no hay mejor método que el moldeo por inyección, que puede usarse para fabricar piezas de plástico en grandes cantidades.

El moldeo es ideal para carcasas de plástico simples, y se usa para crear carcasas para productos como mandos portátiles, sensores, llaves electrónicas, pantallas y mucho más.

El moldeo por inyección puede usarse con termoplásticos duros como ABS, que no se romperán bajo fuerza, y otros plásticos versátiles como acrílico y acetal. Plásticos no rígidos como TPV y TPE también pueden usarse para productos que requieren absorción de impactos — cronómetros deportivos, por ejemplo.

Aunque los plásticos rara vez se usan para las aplicaciones más exigentes físicamente, la versatilidad de materiales del moldeo por inyección presenta opciones adecuadas para muchos productos.

Los componentes electrónicos también pueden incrustarse más firmemente dentro de la carcasa usando un proceso como moldeo por inserción. Aquí, el plástico fundido puede moldearse directamente sobre la parte superior de una inserción metálica, que podría contener, por ejemplo, un componente emisor de luz o sonido.

Materiales de ejemplo:

• ABS
• Policarbonato
• Acrílico
• TPE

Carcasas electrónicas de chapa metálica

Una de las aplicaciones más importantes del conformado de chapa metálica es la creación de carcasas para varios dispositivos.

Aunque no son especialmente agradables a la vista, las carcasas de chapa metálica son asequibles, duraderas y fáciles de hacer. Se usan en productos como computadoras de escritorio y para innumerables aplicaciones industriales, tanto interiores como exteriores.

Es fácil ver por qué la fabricación de chapa metálica es ideal para carcasas. Con solo tres "dobleces", puedes convertir una chapa de metal en una caja abierta. Y perforando y estampando unos pocos agujeros en esa caja, ya estás a medio camino de una carcasa funcional.

Metales comunes usados para carcasas incluyen aluminio, acero y acero inoxidable, y una gama de acabados pueden añadirse según la aplicación. El aluminio 5052 es particularmente valioso, porque puede doblarse a ángulos extremos sin agrietarse.

Materiales de ejemplo:

• Aluminio
• Acero
• Acero inoxidable

Impresión 3D de carcasas electrónicas

Aunque la impresión 3D no suele ser adecuada para fabricar productos en grandes cantidades, es una de las formas más efectivas y asequibles de producir carcasas de prototipo de plástico únicas.

Las carcasas pueden diseñarse usando software CAD y enviarse directamente a la impresora 3D, y la tecnología de fabricación permite un alto nivel de libertad geométrica.

Incluso es posible encerrar completamente componentes electrónicos dentro de la carcasa impresa en 3D sin necesidad de ensamblaje.

La impresión 3D es compatible con materiales comunes de carcasas como ABS.

Materiales de ejemplo:

• ABS
• PLA
• Policarbonato

Para construir una carcasa para tu prototipo o producto electrónico, contacta con 3ERP para un presupuesto gratuito. Ofreceremos gustosamente asesoramiento sobre tus mejores opciones.