瞭解外殼防撞等級的重要性
資料提供者:DigiKey 北美編輯群
2025-12-09
外殼在保護電氣及電子設備,以免遭受實體破壞及環境危害方面 (如灰塵、濕氣和極端溫度),扮演著關鍵角色。防撞等級已成為挑選外殼時的重要考量,尤其是在工業應用及戶外空間中,必須特別重視外部的實體或機械性破壞。這些防護等級除了可消除疑慮之外,還可確保承受外部實體力量,並在工廠環境中抵抗污染物、濕氣和水分。因此,外殼對於預防設備故障,以及協助企業節省維護、修理和更換費用方面來說相當關鍵。
為達成該目標,外殼會依據國際電工委員會 (IEC) 制訂的 IEC 62262 國際標準進行測試。此標準也定義了外殼對電氣設備抵抗外部機械衝擊所提供的防護等級。此防護等級會進一步使用 IK 代碼進行分類,以 IK00 至 IK10 對外殼進行評等;其中 IK00 代表無防護,IK10 則提供最高防護。因此,使用者可透過這些等級,挑選適合的外殼,以提供符合特定操作條件所需的耐用性、可靠性和安全性,例如戶外環境或嚴峻的工業場地。
壓鑄鋁與聚碳酸酯外殼的比較
外殼構造有多種材料可使用,而每種材料都會決定對實體破壞的防護等級以及外殼的整體效能。從最基本的來看,外殼材料可分為兩大類:金屬與非金屬。在金屬領域中,非鐵金屬 (如鋁) 是外殼的理想材料。根據應用需求,鋁因具有優異的強度、耐腐蝕性、輕量特性以及屏蔽電磁干擾 (EMI) 的能力,因此是戶外應用的常用材料。
同樣地,在非金屬領域中,塑膠則是常見的選擇,並分為兩種類型:丙烯腈丁二烯苯乙烯樹脂 (ABS) 和聚碳酸酯。ABS 是一種低成本的熱塑性塑膠,容易加工與塑形,因此是許多室內應用的標準選擇。
相較之下,聚碳酸酯在塑膠材料中表現出色。這是一種非常堅固的材料,能在壓力或衝擊下提供更高的抗破壞能力,其 IK 等級可媲美壓鑄鋁外殼。聚碳酸酯還具有其他眾多優良特性,例如抗 UV、寬廣的熱範圍、耐腐蝕性化學品的能力,以及在壓力下能彎曲或拉伸的彈性。UV 穩定性能讓聚碳酸酯外殼承受長期日照而不衰退,可避免材料隨時間變脆和裂開。憑藉這些特性,聚碳酸酯是適合嚴峻戶外條件的外殼材料選擇。
IK 等級及其他
Hammond Manufacturing 提供由金屬與非金屬材料製成的外殼,可因應多種應用。為了保護電氣和電子設備以免受到強力衝擊,更製造壓鑄鋁系列外殼,如 1550ZF、1550Z 和 1590Z,可提供 IK08 的高防護等級 (圖 1)。在此等級下,外殼能承受 5 焦耳的衝擊,相當於 1.7 公斤的物體從 300 公釐高處落下,能為內部元件提供高階防護。除了堅固耐用外,壓鑄鋁外殼還具有輕量、導電性及耐腐蝕的特點。可提供高水準的 EMI 屏蔽,並能承受極端溫度、灰塵和水分。
圖 1:Hammond 的壓鑄鋁外殼提供 KI08 的高防撞等級。(圖片來源:Hammond Manufacturing)
針對偏好低成本塑膠替代品的使用者,Hammond 提供聚碳酸酯外殼 (圖 2),如 1554/1555 及 1555F 系列,依 IEC 62262:2021 標準,可媲美壓鑄鋁的 IK08 防撞等級。聚碳酸酯塑膠的重量比壓鑄鋁更輕,且密度僅有大約一半,介於 1.20 g/cm3 至 1.22 g/cm3。儘管輕巧,聚碳酸酯外殼依舊堅固、具有環境密封性與 UV 穩定性,適合戶外使用。
此外,這些產品已通過獨立測試,符合 NEMA Type 4、4X、6、6P、12 和 13 等級,可超越 IP68 等級,並可承受寬廣的工作溫度範圍,介於 -40°C 至 +110°C (-40°F 至 +230°F)。綜合考量這些因素後,聚碳酸酯外殼能為多種嚴苛的工業、航海及戶外應用,提供耐用且可靠的解決方案,以保護電子硬體。
圖 2:Hammond 的聚碳酸酯外殼提供 IK08 的防撞等級。(圖片來源:Hammond Manufacturing)
為了滿足多樣化應用需求,Hammond 生產 1554/1555 系列產品並提供 32 種尺寸,範圍從 2.6 in.x 2.6 in. x 1.6 in. (65 mm x 65 mm x 40 mm) 至 11.81 in.x 9.45 in.x 4.72 in.(240 mm x 160 mm x 90 mm)。這些尺寸涵蓋近 200 種箱體與上蓋的組合。1555 系列與 1554 系列的主要差異在於上蓋的設計。1555 系列使用內凹式蓋板,可容納標籤或鍵盤,而 1554 則採用平蓋。
對於壁掛式或 DIN 軌道設備,Hammond 推出 1555F 系列 (圖 3) 的防水凸緣上蓋聚碳酸酯外殼,具有高 IK 等級,以及優異的 IP67 防護等級,適用於嚴苛的戶外環境。這些阻燃聚碳酸酯單元採用業界標準的淺灰色塗裝 (RAL 7035),並結合多項創新功能,可提供獨特的功能性。例如配有安裝用的厚塑膠凸緣,並含有頂蓋、可更換的矽膠墊圈,以及四顆自行固定不鏽鋼組裝螺絲。為避免水分或不同種金屬之間接觸而造成腐蝕,不鏽鋼加工螺絲會旋入不鏽鋼襯套中。
圖 3:1555F 系列聚碳酸酯外殼配有厚塑膠凸緣,適合壁掛。(圖片來源:Hammond Manufacturing)
透過兩件式舌槽結構搭配模製矽膠墊圈將外殼密封,藉此達到環境密封性。為了避免水分滲入,組裝螺絲和嵌件皆置於墊圈外圍。簡而言之,聚碳酸酯外殼提供多種優點,對嚴峻的戶外應用來說,是具有吸引力且實用的選擇。
結論
外殼材料是挑選電氣設備外殼時要加以考量的關鍵因素之一,尤其是戶外應用。無論是金屬或非金屬選項,皆提供高 IK 等級。壓鑄鋁質輕,提供優異的強度、導電性、耐腐蝕性、EMI 屏蔽效果及耐用性。聚碳酸酯塑膠是一種符合成本效益且輕量的壓鑄鋁替代材料,並具備 UV 穩定性和阻燃等額外優點。
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