De printplaat bepaalt de maten
Het uitgangspunt is het STEP-bestand van de print uit het ECAD-programma, bijvoorbeeld KiCad of Altium. Dat toont de printcontour, de montagegaten en de componenthoogtes, en bepaalt de binnenmaten van de behuizing. Rond de printrand houden we speling aan, meestal 0,5–1 mm. Zo past de print ook als de toleranties van behuizing en print verschillende kanten op gaan.
Connectoren zoals USB-C, RJ45 en schroefklemmen komen tegen de wanden, met uitsparingen die de kraag van de connector volgen. Hoge componenten, zoals elco's en spoelen, moeten vrije ruimte tot het deksel hebben. Ontbreekt een 3D-bestand, dan maken we op basis van maten en foto's een vereenvoudigd model van de print, met de componenten die de behuizing beïnvloeden. We voorzien ook uitsparingen voor programmeerconnectoren en testpunten die tijdens de ontwikkeling bereikbaar moeten zijn.
We controleren ook botsingen in de hele samenstelling: print, behuizing, deksel, schroeven en kabels. Zo vangen we fouten die anders pas bij de montage opvallen. Denk aan een condensator die een rib in het deksel raakt, of een connector die met aangesloten kabel onbereikbaar is. Een kabel met rechte stekker kan veel meer ruimte vragen dan de connector op de print zelf.
Schroefbussen, geleidingen en montage
De print wordt bevestigd op schroefbussen die met ribben aan de wand of bodem vastzitten, zodat ze bij de montage niet afbreken. Voor zelftappende schroeven in kunststof volgt de gatmaat het advies van de schroeffabrikant. De buitendiameter van de bus wordt ongeveer twee keer de schroefdiameter. Moet de behuizing vaak open, dan kiezen we messing draadinserts die warm of met druk worden ingebracht.
Het deksel wordt gecentreerd met een lip of groef, zodat het goed zit voordat de schroeven worden aangedraaid. Snapverbindingen werken goed voor deksels die zelden open gaan, maar het materiaal moet de rek aankunnen. We letten ook op de montagevolgorde: de print moet erin kunnen zonder dat kabels klem komen, en schroeven moeten met normaal gereedschap bereikbaar zijn.
Knoppen die door de behuizing heen worden ingedrukt, kunnen verende lipjes in hetzelfde materiaal zijn of losse knoppen met eigen geleiding. Voor leds tekenen we lichtgeleiders of een transparant venster, zodat er geen open gaten nodig zijn in een dichte behuizing. Opschriften en symbolen kunnen direct in het oppervlak worden gegraveerd of verhoogd.
IP-klasse en afdichting
De IP-klasse volgens IEC 60529 geeft de bescherming tegen vaste voorwerpen en water aan. IP54 betekent bescherming tegen stof en spatwater, IP65 is bestand tegen waterstralen uit alle richtingen en IP67 tegen tijdelijke onderdompeling. Een hogere klasse vraagt om een doordachte afdichting en minder openingen. Daarom vragen we altijd waar het product komt te zitten voordat de klasse wordt vastgelegd.
Een O-ring in een groef langs de dekselrand is de meest gebruikte oplossing. De groef wordt zo gedimensioneerd dat de ring ongeveer 20–30% wordt samengedrukt en de groef voor hoogstens circa 85% vult. Kabeldoorvoeren tekenen we voor kabelwartels met metrische draad, bijvoorbeeld M12, M16 en M20. Knoppen en displays worden afgedicht met een membraan of pakking. Een geprinte behuizing haalt zelden dezelfde dichtheid als een spuitgegoten exemplaar, en dat zeggen we al duidelijk in de offerte.
De afdichting moet ook montage en demontage overleven. Een deksel met O-ring heeft genoeg schroeven nodig om de druk rondom gelijkmatig te maken. De afstand tussen de schroeven stemmen we af op de stijfheid van het deksel. Een slap deksel met weinig schroeven buigt tussen de schroeven door en laat water binnen waar de druk het laagst is.
Warmte en ventilatie
Elektronica verdraagt warmte slechter dan de kunststof eromheen. We gaan uit van het verliesvermogen en beoordelen of natuurlijke convectie volstaat of dat er ventilatieopeningen, een ventilator of een koellichaam door de wand nodig zijn. Inlaten komen laag en uitlaten hoog, zodat de warme lucht omhoog en naar buiten gaat.
In een dichte behuizing wordt de warmte alleen via de wanden afgevoerd. Dan kan een aluminium koellichaam of een grotere behuizing de oplossing zijn. De koppeling tussen component en koelvlak tekenen we met een thermische pad. Ventilatieopeningen krijgen de vorm van lamellen of smalle sleuven, zodat vingers en gereedschap geen spanningvoerende delen raken.
Buitenbehuizingen kunnen condens krijgen als de temperatuur wisselt. Een drukvereffeningsmembraan laat vocht naar buiten en houdt water tegen; dat tekenen we in als standaardcomponent met schroefdraad. Donkere behuizingen in direct zonlicht worden bovendien flink warmer dan de omgeving, wat zowel de elektronica als de materiaalkeuze beïnvloedt.
Elektronicabehuizing ontwerpen – van prototype naar serie
De eerste versie van de behuizing printen we in PETG of ASA met een wanddikte van 2–3 mm. U kunt de print monteren, de connectoren uitproberen en het apparaat in de echte omgeving testen. Daarna passen we hetzelfde parametrische model aan, en wijzigingen in de print werken door in de behuizing zonder dat alles opnieuw moet. Zo nodig printen we meerdere varianten van het deksel tegelijk, zodat afdichtingen of knopoplossingen naast elkaar te vergelijken zijn.
Voor de serie wordt het model geschikt gemaakt voor spuitgieten, met gelijkmatige wanddikte, lossingshoeken en ribben – lees meer bij ontwerpen voor spuitgieten. Voor kleinere series kan een geprinte behuizing in ASA of PC het hele traject volstaan. Hoe toleranties op tekening worden vastgelegd, leest u bij technische tekeningen, en het hele ontwikkeltraject bij productontwikkeling en prototypes.
Richtwaarden voor het ontwerp van behuizingen
| Detail | Richtwaarde |
|---|---|
| Speling tussen printrand en binnenwand | 0,5–1 mm rondom |
| Ruimte tussen hoogste component en deksel | minstens 1–2 mm |
| Schroefbus, buitendiameter | ca. 2–2,5 × de nominale schroefdiameter |
| Wanddikte, spuitgegoten ABS of PC | ca. 1,5–2,5 mm |
| Wanddikte, 3D-print (FDM) | ca. 2–3 mm |
| O-ring, statische axiale afdichting | samendrukking 20–30%, groefvulling hoogstens ca. 85% |
| IP54 / IP65 / IP67 (IEC 60529) | stofbeschermd + spatwater / stofdicht + waterstralen / stofdicht + tijdelijke onderdompeling |
| Lossingshoek op wanden (spuitgieten) | minstens 0,5–1°, meer bij een gestructureerd oppervlak |
| Kabelwartel | metrische draad, bijv. M12, M16, M20 |
Richtwaarden voor gangbare kunststof behuizingen. De uiteindelijke maten hangen af van materiaal, productiemethode en toleranties van de componenten.
Dit hebben we van u nodig
- STEP-bestand van de print uit het ECAD-programma (KiCad, Altium enz.)
- Maten van de print, montagegaten en hoogste componenten als STEP ontbreekt
- Lijst van connectoren, knoppen, leds en display die van buiten bereikbaar moeten zijn
- Omgeving: binnen of buiten, stof, water, temperatuur en gewenste IP-klasse
- Verliesvermogen of stroomverbruik om de warmte te beoordelen
- Hoe het apparaat wordt gemonteerd: aan de wand, op een DIN-rail, op tafel of in de hand
- Verwachte aantallen: prototypes, kleine serie of spuitgieten
Voorbeeldopdrachten
- Behuizing voor IoT-sensor met batterij
- Buitenkast voor weerstation
- Handmeter met display en knoppen
- Aansluitkast voor DIN-rail
- Behuizing voor Raspberry Pi- of Arduino-project
- Behuizing voor motorsturing met koellichaam
- Frontpaneel met uitsparingen voor connectoren en leds
- Laderhouder en batterijvak
- Dichte behuizing voor scheepselektronica
- Kap voor alarm- of toegangssysteem
Dit bepaalt prijs en levertijd
- Aantal connectoren, openingen en knoppen dat moet worden afgedicht
- Eisen aan de IP-klasse en keuze van de afdichting
- Of de print als STEP beschikbaar is of moet worden gemodelleerd
- Warmtebeheer met ventilatie of koellichaam
- Aanpassing voor spuitgieten met lossingshoeken en deellijn
- Aantal prototyperondes voordat het ontwerp wordt bevroren
Wat u krijgt
- Behuizing en deksel als samenstelling met de print
- Botsingscontrole tussen behuizing, print en kabels
- STEP voor de matrijzenmaker en STL of 3MF voor prototypes
- Tekening met kritische maten, afdichtingsgroeven en toleranties
- Stuklijst met schroeven, inserts, O-ringen en kabelwartels
- Geprinte prototypes (optie)
Veelgestelde vragen
Kunt u een behuizing maken voor een bestaande print?
Ja. Stuur het STEP-bestand van de print of maten en foto's. We tekenen de behuizing rond de print en controleren of connectoren, knoppen en schroeven vrij liggen.
Kan een 3D-geprinte behuizing waterdicht worden?
Hij kan spatwaterdicht worden en met het juiste ontwerp behoorlijk wat water verdragen. Geprinte wanden kunnen echter vocht doorlaten. Voor IP67 en langdurig buitengebruik adviseren we daarom vaak spuitgieten of een afgedicht oppervlak. Dat beoordelen we per geval.
Welk materiaal past bij een buitenbehuizing?
ASA is bestand tegen uv-licht en temperaturen tot ongeveer 90 °C en is een goede keuze voor geprinte behuizingen. Spuitgegoten buitenbehuizingen zijn vaak van PC of PC/ABS. PLA kunt u buiten beter vermijden.
Wat betekent IP65?
IP65 volgens IEC 60529 betekent dat de behuizing stofdicht is en bestand tegen waterstralen uit alle richtingen. Hij is niet gemaakt om onder water te liggen – daarvoor is IP67 of IP68 nodig.
Kunt u helpen met EMC-afscherming?
We kunnen ruimte voorzien voor een afschermplaat, geleidende pakking of geleidende verf aan de binnenkant. De EMC-test zelf wordt uitgevoerd door een geaccrediteerd laboratorium.
Hoeveel prototypes zijn nodig voor het spuitgieten?
Meestal twee tot drie rondes: een eerste pasvorm, een versie met afdichting en montage, en een eindversie die wordt goedgekeurd voordat de matrijs wordt besteld.