Overmoulding vs. traditionele backshells — Wat is de juiste keuze voor uw toepassing?

door Chris Lowthorpe - Project Engineer

De juiste eindkapbescherming kiezen

Het beschermen van connectoreindkappen tegen omgevingsinvloeden, mechanische belasting en de ontberingen van operationeel gebruik is een van de fundamentele uitdagingen bij het ontwerpen van kabelassemblages. Voor ingenieurs die werkzaam zijn in de defensie-, lucht- en ruimtevaart-, maritieme en industriële sector, is de keuze tussen een traditionele mechanische backshell en een overmoulded oplossing een beslissing die zorgvuldige overweging verdient. Beide benaderingen hebben duidelijke voordelen en beide hebben beperkingen. Begrijpen waar elke oplossing het best presteert, is essentieel om de juiste oplossing voor uw toepassing te specificeren.

Mechanische backshells: bewezen, flexibel en onderhoudsvriendelijk tijdens bedrijf

De mechanische backshell is al tientallen jaren een vast onderdeel van het ontwerp van kabelassemblages, en met goede reden. Een backshell is een afzonderlijk gefabriceerde behuizing, meestal van aluminium, roestvrij staal of een composietmateriaal, die over de achterkant van een connectorlichaam past om trekontlasting, continuïteit van de EMC-afscherming en een zekere mate van milieubescherming te bieden. Backshells zijn verkrijgbaar in een enorm scala aan configuraties, die de overgrote meerderheid van de gangbare militaire en commerciële connectorfamilies dekken, en ze kunnen worden gespecificeerd met een verscheidenheid aan afdichtingsopties, waaronder milieuvriendelijke afdichtingen en ingegoten varianten voor veeleisender toepassingen.

Een van de belangrijkste praktische voordelen van een mechanische backshell is dat deze kan worden verwijderd. Voor platforms waar inspectie, reparatie of het opnieuw aansluiten van connectoren een vastgelegde onderhoudsactiviteit is, is een verwijderbare backshell vaak de enige geschikte oplossing. Hiermee kunnen technici in het veld of in een onderhoudswerkplaats toegang krijgen tot de eindkap, de vereiste werkzaamheden uitvoeren en de connector opnieuw monteren volgens een bekende norm. In deze toepassingen is de iets lagere milieubescherming van een mechanische backshell een acceptabele afweging voor de onderhoudbaarheid die deze biedt.

Mechanische backshells bieden ook meer flexibiliteit in de ontwerpfase. Als de specificatie van een connector of kabel tijdens een programma verandert, kan er meestal een andere backshell worden toegepast zonder dat er nieuw gereedschap nodig is. Dit maakt ze bijzonder geschikt voor ontwikkelingsfasen of programma's met een laag volume waarbij ontwerpwijzigingen waarschijnlijk zijn.

Wat we bedoelen met overmoulding

Het woord overmoulding wordt gebruikt om verschillende, heel uiteenlopende processen te beschrijven, dus het is de moeite waard om precies te zijn over welke hier van toepassing is.

Bij kabelassemblage betekent overmoulding een gegoten compound die rechtstreeks wordt aangebracht over een connectoreindkap die al is geassembleerd, aangesloten en getest, waarbij de interface in één enkele, uniforme structuur wordt ingekapseld. Het is geen spuitgieten van de connectorbehuizing zelf, en het is niet de volledig gegoten consumentenkabel die u vindt op een USB- of audiokabel, waarbij de connector en het gietwerk samen als één item op hoogvolume-gereedschap worden geproduceerd. Dat is een ander proces en een andere toeleveringsketen, en dat is niet iets wat Cablescan aanbiedt.

Overmoulding: superieure afdichting en robuustheid op de lange termijn

In plaats van een afzonderlijke behuizing over de connector te monteren, kapselt overmoulding de eindkap en de kabelinvoer als één geheel in. Het resultaat is een assemblage zonder mechanische verbindingen, zonder potentiële binnendringingspunten en zonder afhankelijkheid van samengeperste afdichtingen of gietcompounds die tijdens het gebruik kunnen verslechteren of verstoord kunnen raken.

De milieubescherming van een goed ontworpen overmould is aanzienlijk superieur aan die van een mechanische backshell. Door een zachte binnenste mal rechtstreeks rond de contacten, schermaansluitingen en kabelinvoer aan te brengen, ontstaat een volledig waterdichte barrière die een integraal onderdeel is van de assemblage in plaats van een extra component die eroverheen is gemonteerd. Deze aanpak is in staat om te voldoen aan de meest veeleisende IP-afdichtings- en militaire milieunormen, en doet dit betrouwbaar gedurende de gehele levensduur van de assemblage in plaats van afhankelijk te zijn van de voortdurende integriteit van afzonderlijke afdichtingscomponenten.

Naast de afdichting zorgt overmoulding voor een aanzienlijke verbetering van de mechanische robuustheid van de interface tussen kabel en connector. De overmould verdeelt mechanische belastingen, met name buigen, trekken en trillingen, over een veel grotere kabellengte dan een conventionele trekontlasting, waardoor het risico op metaalmoeheid van de geleider of het falen van de eindkap in toepassingen met hoge cyclusaantallen of hoge trillingen aanzienlijk wordt verminderd. Het resultaat is een assemblage die werkelijk duurzamer is gedurende zijn operationele levensduur.

Het slanke profiel van een overmoulded assemblage is een bijkomend voordeel wanneer de ruimte of het gewicht beperkt is. Op het lichaam gedragen systemen, apparatuur voor de luchtvaart en compacte, op voertuigen gemonteerde installaties profiteren allemaal van de gereduceerde omvang die overmoulding biedt in vergelijking met een metalen backshell. In deze toepassingen kan het koppelen van een low-profile Amphenol connector met een geïntegreerde backshell aan een overmoulded eindkap ook een aanzienlijke besparing op de componentkosten opleveren door de noodzaak voor een afzonderlijke backshell volledig weg te nemen, afhankelijk van de geselecteerde connectorfamilie.

Cablescan's overmoulding-capaciteit

Cablescan werkt rechtstreeks samen met de engineeringteams van de klant om de materiaalselectie, matrijsgeometrie en procesparameters voor elke specifieke toepassing te optimaliseren. Waar al matrijsgereedschap bestaat voor gangbare connectorprofielen, worden de doorlooptijd en kosten voor standaardconfiguraties verlaagd, en voor op maat gemaakte of ongebruikelijke connectorconfiguraties kunnen we methoden ontwikkelen met behulp van gegoten onderdelen die passen bij de assemblage.

Materiaalselectie is een kritisch onderdeel van het proces en onze ingenieurs zullen adviseren over de juiste compound op basis van de gebruiksomgeving, flexibiliteitseisen, temperatuurbereik en eventuele toepasselijke normen of specificaties. De balans tussen hardheid en flexibiliteit is bijzonder belangrijk. Een overmould die te stijf is, kan onder buigbelastingen spanning overbrengen op het connectorlichaam, terwijl een overmould die te zacht is mogelijk onvoldoende mechanische bescherming biedt in ruige toepassingen. Het vanaf het begin vinden van de juiste balans is iets waar onze ervaring in militaire, lucht- en ruimtevaart- en maritieme programma's ons goed op heeft voorbereid.

Als u aan een nieuw programma werkt of de benadering van eindkapbescherming op een bestaand ontwerp herziet, bespreekt ons team graag de opties en adviseert u over de meest geschikte oplossing voor uw specifieke vereisten.