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LED隧道灯防尘和防水技术说明

文章来源:合肥英特光电更新时间:2014-8-12 10:01:01

   户外使用的灯具防尘和防水是必要的,通常LED隧道灯的防水等级要做到IP65.LED隧道灯的工作环境比较封闭,所以灰尘的污染情况更为严重,虽然在隧道中没有雨水的侵蚀,但是因为灰尘的众多,玻璃罩容易沾满灰尘,造成透光率下降,所以往往是多则一年少则三个月就要对隧道灯具进行清洗,为了提高整个隧道内灯具的清洗速度,通常都是采用洒水车进行清洗,这就是LED隧道灯也需要防水的原因了。

 
  多数LED隧道灯防水主要是上下壳防水、按键防水、电池门防水、传感器引出部分防水。常用的防水方法主要有打胶水、超声、二次啤塑、啤镶件、装O形圈。防水不良的原因主要有塑胶变形、防水面不在一条线上、O形圈预压太松或太紧、结构刚度不够、螺丝分布不均匀或滑牙等。
 
  塑胶变形的弊端很明显,防止变形的方法也很多,如改进胶口、改运水、做加强骨、加大脱模斜度等。对于部分产品,引起变形的主要原因还是由于受外形限制导致前后壳需曲面分型,或内部空间太小导致塑胶件壁厚变化大而引起的。
 
  由于塑胶啤塑残余应力的影响,容易产生变形。这类产品如果做防水,为减少变形,除增加加强骨,加大脱模斜度,相关位置增加顶出位外,必要时还应在产品刚啤塑出来时做夹具定位定型,并置于温水中自然冷却减少残余应力。要做防水,不一定非要做成上下盖结构,这里只是举例说明。在透镜外有外壳,加果不需防水,左图结构虽然有少许变形,仍然可用。如果透镜还要和后壳通过O形圈防水,建议最好用右图结构,用金属罩将LCD和PCB包住,把螺丝固定在镜片上,这样的塑胶啤塑变形会小一些。
 
  如果防水面不在一个面上,O形圈摆放的面是不规则曲面,当上下盖合壳后防水线是不易连贯的。这样的防水效果不好,类似形状的超声处理效果也不好,应尽量避免。要保证防水线是连贯的,则应尽量让防水线是单一形状平面跟单一平面(或曲面)相交。
 
  无论是放0形圈还是超声处理,都将上下实际接触到的部分称为防水线。
 
  螺丝分布不均匀会导致O形圈预压太松或太紧,O形圈局部松当然防水不良,但也不是压得越紧越好,压太紧会超出O形圈的屈服强度,当产品经过高低温测试后O形圈将失去弹性。自攻螺丝滑牙后在该处的连接力不足并导致防水不良。
 
增加加强骨等方法。而一些体积较小的产品,内部空间一般都较小,几乎没有地方做加强筋,所以必要的壁厚还是应该有的。
 
  镜片通过4个螺丝固定在底壳上,螺丝孔太靠边,塑胶最薄处只有o.8mm,在螺丝空的对面都会有融接面,虽然通过提高前模温度使夹水纹看不到,但融接面还是实际存在的。塑胶在受力状态下经过高低温测试,容易断裂。建议螺丝孔位改,保证最小壁厚至少为1.5mm。
 
  通过对以上常见防水不良现象的分析,下面针对部分产品的一些防水部分的结构进行探讨。上下壳连接部分的防水。当采用O形圈进行防水时,放置O形圈的底槽通常有矩形底和圆形底两种。当采用矩形底时,O形圈的预压取0.25~0.30mm,槽的尺寸H大于O形圈直径D 0.15~0.2mm;当采用圆形底时,O形圈的预压取0.20~0.25mm,槽的尺寸H大于0形圈直径D 0.15~0. 2mm。
 
  引出线部分防水。对于一些带有引出线的产品,出线位置的防水也是不容忽略的。在出线孔的位置通常采用防水接头或者打胶处理。打胶通常是在出线孔的位置不便于装防水接头时才会采用的方法,因为打胶在生产时对操作流程的要求比较严格,同时打胶产品在拆卸检修时也比较麻烦。
 
  防水接头在使用时通过螺纹作用拧紧在出线孔上,使得防水接头螺纹上的硅胶垫产生弹性变形起到防水的作用。线材穿过防水接头后,同样需要拧紧头部的螺帽,而防水接头的内部也会有一个环形的硅胶圈将线材包住,当拧紧头部的螺帽时,硅胶圈产生弹性变形,这样就起到了防水的作用。
 
  先将后壳组件和海绵、胶水防水密封成半成品,再将面盖和后壳用O形圈连接,而引出线通过面盖上的碰穿孔和内部电器元件连接,并在面盖碰穿孔位打胶水密封,最后用面罩通过扣位和前后盖半成品连接的方式,在一些潜水灯、鱼缸观赏灯上都用过,可将类似的结构称为箱式结构。
 
  当然,防水结构并不只有以上几种,如二次啤塑、硅橡胶过盈挤压等。另外,很多产品尚需通过高低温测试,所以塑胶材料的选择也很重要。面盖、底壳用PC较好,而面罩则用PC或阻燃ABS都可。因为PC的热变形温度为130~140℃,长时间耐热温度为120℃,熔点为130~160℃,而多数产品整机最高测试温度为80~90℃。至于其他产品则需根据具体情况而定。
 
  LED隧道灯的防水根据灯壳结构的不同而有不同的防水结构。在传统隧道灯中,通常灯壳都是采用压铸成型的工艺,整个灯壳内凹,将光源和其他电器部件容纳在内,在发光面用一块钢化玻璃与灯壳的上平面接触防水。当然玻璃和灯壳间有硅胶圈,通过玻璃上的四个弹片扣住灯壳将硅胶圈压紧,从而起到防水的作用。
 
  如前文所说这种结构防水圈是处在一个平面上的,所以这种结构的防水比较好处理。四个弹片LED布在整个玻璃面上,硅胶圈的受力均匀并产生合适的变形,进而达到防水的目的。
 
  LED隧道灯的结构像这种整个外壳由一个压铸件制成的比较少见,因为同样的外形尺寸传统隧道灯只需换不同功率的光源即可变更灯具的功率,而LED隧道灯则由于外壳不仅仅是一个防护作用,更重要的是要起到散热器的作用,所以同一个外形尺寸的LED隧道灯'灯具的功率往往都大致确定下来,如果更换更高功率的LED光源,则散热能力跟不上,整个灯具的性能和寿命会受到影响;如果减小LED的光源功率,虽然对性能和寿命没有不利的影响但是LED隧道灯的外壳成本则在总成本中的比重上升,也就是整个灯具的成本上升’性价比下降了。而采用铝型铸的结构来做隧道灯可以根据灯具的功率大小将铝型材截成不同长度’在铝型材的两端再采用一个小压铸件端盖围成一个半封闭的腔体。只要一套铝型材模和一套压铸模就可以做成不同功率的灯具,这样既节约了模具成本,又降低了开发费用。

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