La placa electrónica define las medidas
El punto de partida es el archivo STEP de la placa que exporta el programa de diseño electrónico, por ejemplo KiCad o Altium. Muestra el contorno, los taladros de fijación y la altura de los componentes, y es lo que fija las medidas interiores de la carcasa. Dejamos holgura alrededor del borde de la placa, normalmente 0,5–1 mm. Así se puede montar aunque las tolerancias de carcasa y placa vayan en sentidos opuestos.
Los conectores como USB-C, RJ45 o las clemas de tornillo se colocan contra las paredes, con recortes que siguen su collar. Los componentes altos, como condensadores electrolíticos y bobinas, necesitan aire hasta la tapa. Si no hay archivo 3D, creamos un modelo simplificado de la placa a partir de medidas y fotos. También dejamos acceso a los conectores de programación y puntos de prueba que se usan durante el desarrollo.
Comprobamos además las interferencias en todo el ensamblaje: placa, carcasa, tapa, tornillos y cables. Así aparecen errores que, si no, solo se verían al montar, como un condensador que toca un nervio de la tapa. Un cable con conector recto puede necesitar mucho más espacio que el propio conector de la placa.
Torretas, guías y montaje
La placa se fija sobre torretas unidas a la pared o al fondo mediante nervios, para que no se partan al montar. Para un tornillo autorroscante en plástico, el agujero sigue la recomendación del fabricante del tornillo. El diámetro exterior de la torreta es aproximadamente el doble del diámetro del tornillo. Si la carcasa se abre a menudo, elegimos insertos roscados de latón colocados en caliente o a presión.
La tapa se guía con un labio o una ranura para que quede en su sitio antes de atornillar. Los clips funcionan bien en tapas que se abren poco, pero el material debe soportar la deformación. También pensamos en el orden de montaje: la placa debe entrar sin pellizcar cables y los tornillos deben ser accesibles con herramientas normales.
Los botones que se pulsan a través de la carcasa pueden ser lengüetas flexibles del mismo material o botones independientes con su propia guía. Para los LED dibujamos guías de luz o una ventana transparente, sin agujeros abiertos en una carcasa estanca. Las marcas y símbolos pueden grabarse o ir en relieve directamente en la superficie.
Grado IP y estanqueidad
El grado IP según la norma IEC 60529 indica la protección frente a sólidos y agua. IP54 protege contra polvo y salpicaduras, IP65 resiste chorros de agua desde cualquier dirección e IP67 una inmersión temporal. Un grado alto exige una estanqueidad bien pensada y menos aberturas, así que siempre preguntamos dónde se instalará el producto.
La solución más habitual es una junta tórica en una ranura alrededor del borde de la tapa. La ranura se dimensiona para comprimir la junta un 20–30 % y llenarla como máximo hasta un 85 % aproximadamente. Los pasos de cable se diseñan para prensaestopas con rosca métrica, por ejemplo M12, M16 y M20. Botones y pantallas se sellan con membrana o junta. Una carcasa impresa rara vez alcanza la estanqueidad de una inyectada, y lo decimos claramente en el presupuesto.
La estanqueidad también tiene que soportar montajes y desmontajes. Una tapa con junta tórica necesita suficientes tornillos para que la presión sea uniforme, y su separación depende de la rigidez de la tapa. Una tapa flexible con pocos tornillos se abomba entre ellos y deja entrar agua donde la presión es menor.
Calor y ventilación
La electrónica soporta el calor peor que el plástico que la rodea. Partimos de la potencia disipada y decidimos si basta la convección natural o si hacen falta rejillas, un ventilador o un disipador que atraviese la pared. Las entradas de aire van abajo y las salidas arriba, para que el aire caliente salga.
En una carcasa estanca, el calor solo sale a través de las paredes. Entonces la solución puede ser un disipador de aluminio o una carcasa mayor, y dibujamos la unión entre componente y superficie fría con un pad térmico. Las rejillas se diseñan como lamas o ranuras estrechas, para que dedos y herramientas no alcancen partes con tensión.
Las carcasas de exterior pueden sufrir condensación con los cambios de temperatura. Una membrana de compensación de presión deja salir la humedad pero no deja entrar el agua; la incluimos como componente estándar roscado. Además, una carcasa oscura al sol directo se calienta mucho más que el aire, lo que afecta a la electrónica y a la elección del material.
Diseño de carcasas electrónicas: del prototipo a la serie
La primera versión se imprime en PETG o ASA con una pared de 2–3 mm. Puede montar la placa, probar los conectores y ensayar el equipo en su entorno real. Después ajustamos el mismo modelo paramétrico: los cambios en la placa se trasladan a la carcasa sin redibujarlo todo. Si hace falta, imprimimos varias tapas a la vez para comparar juntas o botones lado a lado.
Para la serie, el modelo se adapta a la inyección con paredes uniformes, ángulos de desmoldeo y nervios: vea diseño para inyección de plástico. Para series pequeñas, una carcasa impresa en ASA o PC puede bastar hasta el final. Las tolerancias razonables frente a la placa se indican en nuestros planos técnicos, y toda la cadena de desarrollo se describe en desarrollo de producto y prototipos.
Valores orientativos para el diseño de carcasas
| Detalle | Valor orientativo |
|---|---|
| Holgura entre borde de placa y pared interior | 0,5–1 mm en todo el contorno |
| Aire entre el componente más alto y la tapa | al menos 1–2 mm |
| Torreta, diámetro exterior | aprox. 2–2,5 × el diámetro nominal del tornillo |
| Espesor de pared, ABS o PC inyectado | aprox. 1,5–2,5 mm |
| Espesor de pared, impresión 3D (FDM) | aprox. 2–3 mm |
| Junta tórica, estanqueidad axial estática | compresión 20–30 %, llenado de ranura máx. aprox. 85 % |
| IP54 / IP65 / IP67 (IEC 60529) | protegido contra polvo + salpicaduras / estanco al polvo + chorros de agua / estanco al polvo + inmersión temporal |
| Ángulo de desmoldeo en paredes (inyección) | al menos 0,5–1°, más en superficie texturizada |
| Prensaestopas | rosca métrica, p. ej. M12, M16, M20 |
Valores orientativos para carcasas de plástico habituales. Las medidas finales dependen del material, del proceso y de las tolerancias de los componentes.
Lo que necesitamos de usted
- El archivo STEP de la placa desde el programa de diseño electrónico (KiCad, Altium, etc.)
- Medidas de la placa, taladros de fijación y componentes más altos si falta el STEP
- Lista de conectores, botones, LED y pantalla accesibles desde fuera
- Entorno: interior o exterior, polvo, agua, temperatura y grado IP deseado
- Potencia disipada o consumo para valorar el calor
- Montaje del equipo: en pared, carril DIN, sobremesa o en la mano
- Volumen previsto: prototipos, serie corta o inyección
Ejemplos de encargos
- Carcasa para sensor IoT con batería
- Caja de exterior para estación meteorológica
- Medidor portátil con pantalla y botones
- Caja de conexiones para carril DIN
- Carcasa para proyecto con Raspberry Pi o Arduino
- Carcasa para control de motor con disipador
- Panel frontal con recortes para conectores y LED
- Soporte de cargador y portapilas
- Carcasa estanca para electrónica de barco
- Tapa para alarma o control de accesos
Qué influye en el precio y el plazo
- El número de conectores, aberturas y botones que hay que sellar
- El grado IP exigido y la solución de estanqueidad
- Si la placa existe en STEP o hay que modelarla
- La gestión térmica con ventilación o disipador
- La adaptación a la inyección con desmoldeo y línea de partición
- El número de vueltas de prototipo antes de congelar el diseño
Qué recibe
- Carcasa y tapa como ensamblaje con la placa
- Control de interferencias entre carcasa, placa y cables
- STEP para el moldista y STL o 3MF para prototipos
- Plano con cotas críticas, ranuras de junta y tolerancias
- Lista de materiales con tornillos, insertos, juntas tóricas y prensaestopas
- Prototipos impresos (opcional)
Preguntas frecuentes
¿Pueden hacer una carcasa para una placa existente?
Sí. Envíe el archivo STEP de la placa o sus medidas y fotos. Dibujamos la carcasa alrededor de la placa y comprobamos que conectores, botones y tornillos quedan libres.
¿Una carcasa impresa en 3D puede ser estanca?
Puede resistir salpicaduras y, bien diseñada, bastante agua. Sin embargo, las paredes impresas pueden dejar pasar humedad. Para IP67 y uso prolongado en exterior solemos recomendar inyección o una superficie sellada. Lo valoramos en cada caso.
¿Qué material sirve para una carcasa de exterior?
El ASA resiste los rayos UV y temperaturas de hasta unos 90 °C, y es una buena opción para carcasas impresas. Las carcasas de exterior inyectadas suelen hacerse en PC o PC/ABS. El PLA debe evitarse en exterior.
¿Qué significa IP65?
Según la IEC 60529, IP65 significa que la carcasa es estanca al polvo y resiste chorros de agua desde cualquier dirección. No está pensada para sumergirse: eso exige IP67 o IP68.
¿Pueden ayudar con el blindaje EMC?
Podemos prever espacio para una chapa de blindaje, una junta conductora o pintura conductora en el interior. Los ensayos EMC en sí los realiza un laboratorio acreditado.
¿Cuántos prototipos hacen falta antes de la inyección?
Normalmente dos o tres vueltas: un primer ajuste, una versión con junta y montaje, y una versión final que se aprueba antes de encargar el molde.