外壳的结构设计、材料、表面处理都定好之后,有一件事不能省:把外壳装成整机,做一轮可靠性测试。很多问题单看外壳本身是发现不了的,只有装成整机、经历实际工况的考验才会暴露。铝合金外壳的客户如果产品要用在振动、户外、或者对可靠性有要求的场合,这几类测试是绕不开的。今天把该测什么、怎么看结果讲清楚。
第一类,振动测试。设备在使用和运输过程中都会受到振动,振动会导致螺丝松动、电路板位移、线缆接触不良、外壳结构疲劳。振动测试就是把整机固定在振动台上,按一定的频率范围和振幅振动一段时间,模拟使用和运输中的振动条件。测试之后要检查几件事:堵头的连接螺丝有没有松动(常规机型两侧各4颗螺丝、小尺寸机型两侧各2颗,这些都要逐个复拧检查)、内部电路板有没有移动、卡槽里的板是否还牢固、线缆有没有磨损、外壳表面有没有因为零件相互摩擦产生新的划痕。振动测试最容易暴露的两类问题是:内部固定不足导致板子晃动,以及螺丝没有防松措施导致松脱。前者要靠卡槽设计和铆钉固定解决,后者要靠弹垫或者螺纹胶。
第二类,跌落测试。设备在搬运、使用中难免磕碰甚至跌落,跌落测试就是让整机从一定高度落到指定表面,看外壳和内部结构能否扛住。跌落的着落点要覆盖几个典型位置:角部、棱边、平面。这几个位置的受力和变形情况完全不同——角部最容易崩掉或者凹陷,棱边容易卷边或者开裂,平面容易凹陷。测试后检查外壳有没有明显变形、有没有裂纹、有没有崩角,内部元器件有没有受损、装配有没有松动。这类测试特别能验证棱边处理是否到位:做过圆角的棱边抗冲击能力明显更好,尖角棱边容易崩。
第三类,高低温测试。把整机放在高低温箱里,在设定的温度范围循环,模拟设备在极端温度环境下的表现。关注的是几个方面:外壳在高温下会不会因为内部压力升高而出现缝隙张开、在低温下材料会不会变脆、密封圈在低温下会不会失去弹性导致密封失效、内部元器件的固定会不会因为热胀冷缩而松动。带密封结构的产品做这个测试尤其必要,因为密封圈的性能对温度很敏感。
第四类,湿热或者盐雾测试。如果设备要在潮湿或者沿海环境使用,要做湿热或者盐雾测试。整机的测试和单件外壳的测试不同——整机测试能发现外壳和内部元器件结合处的问题,比如螺丝孔位置的电偶腐蚀、密封不严导致的内部受潮。测试后检查外壳表面有没有腐蚀点、内部有没有进水汽、螺丝有没有锈蚀。
第五类,密封性能测试。如果外壳有防水防尘要求,要做对应的测试:喷淋测试验证IP65,浸水测试验证IP67。测试的方法是按标准把整机放进喷淋或者浸水环境一段时间,然后检查内部有没有进水。这里有个细节:整机的防护等级不只取决于外壳,还取决于其他开孔位置,比如面板按键、接口、指示灯,这些位置的密封如果没做好,外壳再严也白搭。所以密封测试必须以整机为单位做。
除了这些,如果产品有特殊使用场景,还要做针对性的测试。比如车载设备要做更严的振动和温度循环;户外设备要做紫外老化;有跌落风险的要做多次跌落;有腐蚀介质接触的要做介质浸泡。
怎么做这些测试?分两种情况。一种是自有测试能力,有条件的话自己搭建或者租用测试设备做,尤其是振动和跌落这类基础测试,成本不算高。另一种是委托第三方检测机构,认证类的测试、或者客户明确要求的测试,一般送第三方做,拿到正式报告。具体怎么选,看产品的认证需求和客户要求。
测试的顺序也有讲究。建议先做结构类的测试(振动、跌落),再做环境类的测试(高低温、湿热、盐雾),最后做综合的老化测试。原因是结构测试可能暴露装配和固定问题,先解决掉;环境测试可能暴露材料和处理问题,再解决;最后跑长周期的综合测试。这样有问题能尽早发现、尽早改,避免所有测试都做完了才发现一个早该解决的结构问题。
还有一个务实的建议:测试尽量用和量产一致的样品。用特制的、专门优化过的样品去做测试,通过了也不能代表量产件能通过。测试用的机器应该就是按量产标准做出来的,这样测试结果才有参考价值。这一点和前面讲过的一个逻辑一致——打样时就用量产的标准,测试起来才有意义。
测试发现问题怎么处理?关键是要能定位到具体环节。比如振动后螺丝松了,是螺丝本身没有防松还是锁紧扭矩不够?盐雾后有腐蚀点,是封孔不到位还是接触的金属引发了电偶腐蚀?能定位到具体原因,改进才有方向,不然只能盲目加强结构,既浪费成本又不一定解决问题。
扎根佛山十多年的广东铝型材外壳工厂广州大蓝铝业,外壳结构和表面处理都按量产标准生产,可以配合客户做结构类的可靠性验证,主体和两侧堵头按实测尺寸配做保证装配可靠,密封圈槽一体加工,支持先打样装配测试,没有最小起订量要求。
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