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LED隧道燈防塵和防水技術說明

文章來源:合肥英特光電更新時間:2014/8/12 10:01:01

   戶外使用的燈具防塵和防水是必要的,通常LED隧道燈的防水等級要做到IP65.LED隧道燈的工作環境比較封閉,所以灰塵的污染情況更為嚴重,雖然在隧道中沒有雨水的侵蝕,但是因為灰塵的眾多,玻璃罩容易沾滿灰塵,造成透光率下降,所以往往是多則一年少則三個月就要對隧道燈具進行清洗,為了提高整個隧道內燈具的清洗速度,通常都是采用灑水車進行清洗,這就是LED隧道燈也需要防水的原因了。

 
  多數LED隧道燈防水主要是上下殼防水、按鍵防水、電池門防水、傳感器引出部分防水。常用的防水方法主要有打膠水、超聲、二次啤塑、啤鑲件、裝O形圈。防水不良的原因主要有塑膠變形、防水面不在一條線上、O形圈預壓太松或太緊、結構剛度不夠、螺絲分布不均勻或滑牙等。
 
  塑膠變形的弊端很明顯,防止變形的方法也很多,如改進膠口、改運水、做加強骨、加大脫模斜度等。對于部分產品,引起變形的主要原因還是由于受外形限制導致前后殼需曲面分型,或內部空間太小導致塑膠件壁厚變化大而引起的。
 
  由于塑膠啤塑殘余應力的影響,容易產生變形。這類產品如果做防水,為減少變形,除增加加強骨,加大脫模斜度,相關位置增加頂出位外,必要時還應在產品剛啤塑出來時做夾具定位定型,并置于溫水中自然冷卻減少殘余應力。要做防水,不一定非要做成上下蓋結構,這里只是舉例說明。在透鏡外有外殼,加果不需防水,左圖結構雖然有少許變形,仍然可用。如果透鏡還要和后殼通過O形圈防水,建議最好用右圖結構,用金屬罩將LCD和PCB包住,把螺絲固定在鏡片上,這樣的塑膠啤塑變形會小一些。
 
  如果防水面不在一個面上,O形圈擺放的面是不規則曲面,當上下蓋合殼后防水線是不易連貫的。這樣的防水效果不好,類似形狀的超聲處理效果也不好,應盡量避免。要保證防水線是連貫的,則應盡量讓防水線是單一形狀平面跟單一平面(或曲面)相交。
 
  無論是放0形圈還是超聲處理,都將上下實際接觸到的部分稱為防水線。
 
  螺絲分布不均勻會導致O形圈預壓太松或太緊,O形圈局部松當然防水不良,但也不是壓得越緊越好,壓太緊會超出O形圈的屈服強度,當產品經過高低溫測試后O形圈將失去彈性。自攻螺絲滑牙后在該處的連接力不足并導致防水不良。
 
增加加強骨等方法。而一些體積較小的產品,內部空間一般都較小,幾乎沒有地方做加強筋,所以必要的壁厚還是應該有的。
 
  鏡片通過4個螺絲固定在底殼上,螺絲孔太靠邊,塑膠最薄處只有o.8mm,在螺絲空的對面都會有融接面,雖然通過提高前模溫度使夾水紋看不到,但融接面還是實際存在的。塑膠在受力狀態下經過高低溫測試,容易斷裂。建議螺絲孔位改,保證最小壁厚至少為1.5mm。
 
  通過對以上常見防水不良現象的分析,下面針對部分產品的一些防水部分的結構進行探討。上下殼連接部分的防水。當采用O形圈進行防水時,放置O形圈的底槽通常有矩形底和圓形底兩種。當采用矩形底時,O形圈的預壓取0.25~0.30mm,槽的尺寸H大于O形圈直徑D 0.15~0.2mm;當采用圓形底時,O形圈的預壓取0.20~0.25mm,槽的尺寸H大于0形圈直徑D 0.15~0. 2mm。
 
  引出線部分防水。對于一些帶有引出線的產品,出線位置的防水也是不容忽略的。在出線孔的位置通常采用防水接頭或者打膠處理。打膠通常是在出線孔的位置不便于裝防水接頭時才會采用的方法,因為打膠在生產時對操作流程的要求比較嚴格,同時打膠產品在拆卸檢修時也比較麻煩。
 
  防水接頭在使用時通過螺紋作用擰緊在出線孔上,使得防水接頭螺紋上的硅膠墊產生彈性變形起到防水的作用。線材穿過防水接頭后,同樣需要擰緊頭部的螺帽,而防水接頭的內部也會有一個環形的硅膠圈將線材包住,當擰緊頭部的螺帽時,硅膠圈產生彈性變形,這樣就起到了防水的作用。
 
  先將后殼組件和海綿、膠水防水密封成半成品,再將面蓋和后殼用O形圈連接,而引出線通過面蓋上的碰穿孔和內部電器元件連接,并在面蓋碰穿孔位打膠水密封,最后用面罩通過扣位和前后蓋半成品連接的方式,在一些潛水燈、魚缸觀賞燈上都用過,可將類似的結構稱為箱式結構。
 
  當然,防水結構并不只有以上幾種,如二次啤塑、硅橡膠過盈擠壓等。另外,很多產品尚需通過高低溫測試,所以塑膠材料的選擇也很重要。面蓋、底殼用PC較好,而面罩則用PC或阻燃ABS都可。因為PC的熱變形溫度為130~140℃,長時間耐熱溫度為120℃,熔點為130~160℃,而多數產品整機最高測試溫度為80~90℃。至于其他產品則需根據具體情況而定。
 
  LED隧道燈的防水根據燈殼結構的不同而有不同的防水結構。在傳統隧道燈中,通常燈殼都是采用壓鑄成型的工藝,整個燈殼內凹,將光源和其他電器部件容納在內,在發光面用一塊鋼化玻璃與燈殼的上平面接觸防水。當然玻璃和燈殼間有硅膠圈,通過玻璃上的四個彈片扣住燈殼將硅膠圈壓緊,從而起到防水的作用。
 
  如前文所說這種結構防水圈是處在一個平面上的,所以這種結構的防水比較好處理。四個彈片LED布在整個玻璃面上,硅膠圈的受力均勻并產生合適的變形,進而達到防水的目的。
 
  LED隧道燈的結構像這種整個外殼由一個壓鑄件制成的比較少見,因為同樣的外形尺寸傳統隧道燈只需換不同功率的光源即可變更燈具的功率,而LED隧道燈則由于外殼不僅僅是一個防護作用,更重要的是要起到散熱器的作用,所以同一個外形尺寸的LED隧道燈'燈具的功率往往都大致確定下來,如果更換更高功率的LED光源,則散熱能力跟不上,整個燈具的性能和壽命會受到影響;如果減小LED的光源功率,雖然對性能和壽命沒有不利的影響但是LED隧道燈的外殼成本則在總成本中的比重上升,也就是整個燈具的成本上升’性價比下降了。而采用鋁型鑄的結構來做隧道燈可以根據燈具的功率大小將鋁型材截成不同長度’在鋁型材的兩端再采用一個小壓鑄件端蓋圍成一個半封閉的腔體。只要一套鋁型材模和一套壓鑄模就可以做成不同功率的燈具,這樣既節約了模具成本,又降低了開發費用。

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