Im gesamten Entwurfs- und Auswahlsystem für elektrische Schaltkastengehäuse ist die Materialauswahl der erste Schritt und ein zentraler Faktor, der Kosten, Lebensdauer, Schutzleistung und anwendbare Szenarien bestimmt. Bei realen{1}technischen Projekten kommt es zu einer großen Anzahl von Ausfällen, Nacharbeiten und übermäßig hohen Wartungskosten, die auf „Unstimmigkeiten zwischen Materialien und Betriebsbedingungen“ zurückzuführen sind: zum Beispiel auf die Verwendung gewöhnlicher kalt-gewalzter Stahlplatten in Küstengebieten, auf die Verwendung von ABS-Kunststoffgehäusen in Chemiefabriken, auf die Nichtberücksichtigung von Wärmeableitungsmaterialien für leistungsstarke Außenschränke und auf die fälschliche Verwendung gewöhnlicher Metalle in explosionssicheren Szenarien.
Es gibt kein absolut „bestes“ Material für Schaltkastengehäuse, sondern nur das am besten geeignete. Der erste Grundsatz bei der Auswahl ist immer, dass die Umgebung das Material bestimmt, die Leistung den Anforderungen entspricht und die Kosten dem Budget entsprechen. Vor der Materialbestimmung müssen folgende Umweltfaktoren klar definiert werden. Das Fehlen eines dieser Faktoren kann zu einer falschen Auswahl führen, insbesondere bei Verwendung im Innen- oder Außenbereich. Gibt es Regen, Gischt, Wasseransammlung oder Kondensation? Befindet es sich in einer Umgebung mit hoher Luftfeuchtigkeit, hoher Temperatur, starker Kälte oder starker ultravioletter Strahlung? Gibt es Salznebel, Säuren oder Laugen, Öl oder chemisch korrosive Gase? Besteht die Gefahr von Vibrationen, Stößen, Trampeln, Diebstahl oder Vandalismus? Welche Leistung haben die internen Komponenten? Ist eine effiziente Wärmeableitung erforderlich? Sind Flammschutz, Explosionsschutz und Schutz vor elektromagnetischen Störungen erforderlich?
Derzeit lassen sich die gängigen Materialien für Schaltkastengehäuse weltweit in fünf Kategorien einteilen: kalt-gewalztes Stahlblech, Edelstahl, Aluminiumlegierung, technische Kunststoffe, Verbundwerkstoffe und Spezialwerkstoffe.
Kalt{0}gewalztes Stahlblech ist das gebräuchlichste und kostengünstigste-Grundmaterial für den Innenbereich. Es ist kostengünstig, leicht zu verarbeiten, zu biegen und zu schweißen, hat eine hohe strukturelle Festigkeit und seine Oberfläche kann mit Pulverbeschichtung, Einbrennfarbe, Verzinkung usw. behandelt werden. Es hat eine gute Leitfähigkeit, kann direkt geerdet werden, erfüllt grundlegende EMV-Anforderungen, ist steif, lässt sich nicht leicht verformen, kann zur Herstellung großer Schränke verwendet werden, verfügt über ausgereifte Verarbeitungsfähigkeiten, hohe Präzision beim Öffnen, Biegen und Schweißen sowie eine gute Metallerdung, wodurch es für herkömmliche industrielle elektrische Steuerungen geeignet ist.
Edelstahl ist äußerst korrosionsbeständig,-langlebig und die erste Wahl für hochwertige{2}Außenanwendungen. Edelstahl hat die höchste Korrosionsbeständigkeit und die längste Lebensdauer unter den Metallmaterialien für elektrische Schaltschränke und wird hauptsächlich in zwei Qualitäten unterteilt: Edelstahl 304 und 316L. 304 ist ein universell einsetzbares korrosionsbeständiges Material, das beständig gegen Atmosphäre, Feuchtigkeit sowie milde Säuren und Laugen ist. Es hat eine hohe Festigkeit, rostet nicht, ist schweißbar und verfügt über eine gute Erdung. Die Oberfläche kann gebürstet, hochglanzpoliert oder elektropoliert sein. Es eignet sich für allgemeine Außenumgebungen, städtische Kommunalprojekte, Straßenlaternen, Verkehrssignalschränke, Lebensmittelfabriken, Wasserwerke, Werkstätten mit leicht feuchter Luft, Geräte mit hohen Anforderungen an Ästhetik und Lebensdauer sowie Außenschränke für Photovoltaik, Energiespeicher und Ladesäulen.
Aluminiumlegierungen sind das bevorzugte Material für Hochleistungsschaltkästen für den Außenbereich und bieten ein leichtes Design sowie eine hervorragende Wärmeableitung. Zu seinen Hauptmerkmalen gehören geringes Gewicht (nur 1/3 des Gewichts von Stahl), hervorragende Wärmeleitfähigkeit (mehr als das Dreifache von Stahl), die Fähigkeit, für hohe strukturelle Präzision im Druckguss- und Extrusionsverfahren hergestellt zu werden, sowie Oberflächenbehandlungen wie Eloxieren, Pulverbeschichten und Elektrophorese für gute Wetterbeständigkeit, hervorragende elektrische Leitfähigkeit und Erdung sowie EMV-Abschirmfähigkeiten. Es zeichnet sich durch eine außergewöhnliche Wärmeableitung aus und eignet sich daher für Wechselrichter, Servoantriebe und Stromversorgungsschränke mit hoher Leistung. Sein leichtes Design erleichtert den Transport, die Mastmontage und die Wandmontage. Es weist eine hervorragende Witterungsbeständigkeit auf, widersteht Alterung und Verformung im Freien und verfügt über eine mäßige Festigkeit sowie Vibrations- und Schlagfestigkeit und erreicht die hohen Schutzarten IP65–IP67. Elektrische Schaltkastengehäuse aus Aluminiumlegierung sind die bevorzugte Wahl für elektrische Hochleistungsgeräte im Freien.
Gemäß der weltweit anerkannten Klassifizierung der Industrieumgebung werden die Korrosionsgrade von niedrig bis hoch in C1–C5 eingeteilt, was direkt die Wahl der Materialien bestimmt. Für Szenarien mit geringer-Korrosion, wie etwa trockene Innenräume, können kalt-gewalzte Stahlbleche mit Pulverbeschichtung verwendet werden. Bei mittlerer Korrosion werden Aluminiumlegierungen und Edelstahl 304 empfohlen. Bei starker Korrosion werden Edelstahl 304, SMC und GFK empfohlen. Bei extrem hoher Korrosion werden Edelstahl 316L und spezielle Korrosionsschutz-Verbundwerkstoffe empfohlen. Hierbei handelt es sich um einen international anerkannten technischen Standard, dessen strikte Einhaltung 90 % der Fehler bei der Materialauswahl vermeiden kann.
Bei der Auswahl der Materialien für elektrische Schaltkastengehäuse kommt es im Wesentlichen auf ein Gleichgewicht zwischen vier Schlüsselfaktoren an: Umwelt, Leistung, Kosten und Lebensdauer. Für Anwender besteht der wissenschaftlichste Ansatz nicht darin, die teuersten Materialien zu verfolgen, sondern die am besten geeigneten Materialien streng auf die Betriebsbedingungen abzustimmen. Durch die richtige Auswahl können Probleme wie Wasserdichtigkeitsversagen, Korrosionsschäden, Abschaltung bei hoher-Temperatur, elektromagnetische Interferenzen und Sicherheitsrisiken wirksam vermieden werden, wodurch tatsächlich eine einmalige-Auswahl, langfristige-Stabilität, minimaler Wartungsaufwand und niedrige -Betriebskosten erreicht werden.
Bei technischen Projekten und der internationalen Beschaffung verbessert die richtige Materialauswahl nicht nur die Zuverlässigkeit der Ausrüstung, sondern senkt auch die After-{0}}Kosten, erhöht die Akzeptanzraten und stärkt das Vertrauen der Kunden, was sie zu einem der wertvollsten professionellen Aspekte von Schaltkastengehäusen macht.
