Siliconen toetsenbord, waterdicht en stofdicht ontwerp

Is een apparaat ooit kapotgegaan door een beetje water of stof? Een verkeerd toetsenbordontwerp kan de betrouwbaarheid van een product aantasten.

Siliconen toetsenborden zijn water- en stofdicht dankzij afdichtribben, compressieontwerp en membraanoverlays die vocht en deeltjes blokkeren.

Veel industrieën vertrouwen op siliconen toetsenborden om te presteren in veeleisende omgevingen. Ik heb gewerkt aan afdichtingsontwerpen voor medische, industriële en buitenapparatuur. Hier leest u hoe de beste toetsenborden beschermd blijven.

Waarom is water- en stofdicht maken belangrijk?

Een product is zo sterk als zijn zwakste punt. Ingress maakt elektronica snel kapot.

Waterdichte en stofdichte siliconen toetsenborden voorkomen dat vocht, vuil en gruis binnendringen en de interne elektronica beschadigen.

Toetsenborden vormen vaak de frontlinie van een apparaat. Elke keer dat iemand op een knop drukt, bestaat de kans dat er verontreinigingen binnendringen. Dit is vooral riskant bij medische hulpmiddelen, outdoorgadgets en fabrieksapparatuur.

Zonder goede afdichting kan gemorste vloeistof kortsluiting veroorzaken op een printplaat. Stof kan de contacten blokkeren of het tastgevoel verminderen. Daarom is het behalen van IP-classificaties (zoals IP65, IP67) cruciaal. Het toetsenbord moet altijd perfect afsluiten.

Hoe worden siliconen toetsenborden waterbestendig?

Het gaat niet alleen om het gebruik van siliconen. Het gaat om de manier waarop je het vormt en installeert.

Waterdichte siliconentoetsenborden maken gebruik van gegoten afdichtingselementen, zoals ribben aan de omtrek en compressiezones, om binnendringen van vloeistof te voorkomen wanneer ze tegen de behuizing worden gedrukt.

De meeste ontwerpen beginnen met een pakkingachtige rib rond de buitenrand. Deze rib drukt stevig tegen de kunststof behuizing wanneer deze is geïnstalleerd. De siliconen moeten zacht genoeg zijn om een goede afdichting te vormen, maar veerkrachtig genoeg om jarenlang zijn vorm te behouden.

Ontwerpelementen omvatten:

• Perifere afdichtingsribben:Opstaande randen die in groeven van de behuizing drukken.
• Compressiepads: Gebieden die onder druk vervormen om openingen te sluiten.
• Overgegoten membranen:Extra lagen siliconen over de schakelaars.

Het resultaat? Zelfs als er water op het oppervlak spat of stof door de ventilatieopeningen waait, beschermt het toetsenbord de interne componenten.

Wat zijn IP-classificaties en waarom zijn ze belangrijk?

Niet alle claims over waterdichtheid zijn gelijk. IP-classificaties testen ze.

IP-classificaties (Ingress Protection) classificeren de weerstand van toetsenborden tegen binnendringen van vaste stoffen en vloeistoffen. IP65 tot IP67 zijn veelvoorkomende classificaties voor siliconen toetsenborden.

Hier is een korte handleiding:

Het behalen van een classificatie vereist laboratoriumtests. Het vereist ook een strikte tolerantiecontrole tijdens de productie. Als uw product buiten of in de buurt van water wordt gebruikt, moet IP67 uw minimale streefwaarde zijn.

Welke materialen en coatings worden gebruikt?

De basissiliconen zijn slechts het begin. Extra's verhogen de bescherming.

Siliconen toetsenborden zijn vaak voorzien van coatings als PU-spray, Parylene of een conforme film om de chemische bestendigheid te vergroten en de afdichting te verbeteren.

Ruwe siliconen zijn weliswaar waterdicht, maar coatings verbeteren de levensduur en de weerstand tegen oliën, reinigingsmiddelen en uv-straling. Enkele veelgebruikte afwerkingen:

• PU-coating: Voegt krasbestendigheid toe.
• Parylene coating: Biedt ultradunne, waterdichte bescherming voor elektronica.
• Siliconen overvormen: Voegt een tweede huid toe aan oppervlakken die veel worden aangeraakt.

Als u de juiste combinatie kiest, weet u zeker dat uw toetsenbord niet alleen bestand is tegen water en stof, maar ook tegen regelmatig gebruik.

Welke invloed heeft het ontwerp op de waterdichtheid?

Een goede afdichting is afhankelijk van een goede geometrie.

Ontwerpfactoren zoals de ribvorm, wanddikte, toetsaanslag en pasvorm van de behuizing bepalen hoe goed een siliconentoetsenbord bestand is tegen water en stof.

Een paar millimeter maakt een groot verschil. De afdichtrib moet gelijkmatig tegen de behuizing drukken. Als de druk te laag is, ontstaan er kieren. Als de druk te hoog is, vervormt en slijt de siliconenkit.

De sleutelafstand is ook van invloed op de afdichting. Een kortere afstand zorgt over het algemeen voor een strakkere afdichting, maar kan de tactiele feedback verminderen. Balans is essentieel. De toleranties van de behuizing moeten nauw zijn, vaak binnen ±0,1 mm.

Ik ontwerp altijd met een 20% compressieverhouding in gedachten voor het afdichten van ribben. Dat betekent dat de rib na montage een vijfde van zijn hoogte moet indrukken. Dit garandeert een duurzame afdichting zonder vermoeidheid.

Welke sectoren profiteren het meest van afgesloten toetsenborden?

In sommige omgevingen is gewoon meer bescherming nodig.

Medische, industriële, maritieme en buitenelektronica profiteren het meest van waterdichte en stofdichte siliconen toetsenborden.

Zo passen verschillende industrieën verzegelde ontwerpen toe:

In mijn ervaring was een van de lastigste, maar meest lonende projecten het ontwerpen van een toetsenbord voor een marifoon. We moesten een balans vinden tussen IP67-waterdichtheid, uv-bestendigheid en de bruikbaarheid met handschoenen. Met de juiste geometrie en coatings is het ons gelukt.

Conclusie

Siliconen toetsenborden blijven water- en stofdicht dankzij een slim ontwerp, de juiste materialen en een nauwkeurige afdichtingsgeometrie. De details beschermen uw product.