Norma IK - jak chronić wyświetlacze przed uszkodzeniami mechanicznymi?

W takich warunkach szczególne znaczenie ma norma IK, która określa poziom odporności urządzenia na uderzenia fizyczne. W artykule wyjaśniamy, czym jest ten parametr, jak interpretować oznaczenia w skali IK oraz jakie rozwiązania pozwalają skutecznie zabezpieczyć wyświetlacze przed uszkodzeniami mechanicznymi.

Czym jest norma IK?

Norma IK to skala określająca odporność obudowy urządzenia na uszkodzenia mechaniczne. W przypadku wyświetlaczy zwykle jest to szkło ochronne. Im wyższy poziom IK, tym większa odporność na zniszczenia – zarówno te wynikające z przypadkowych uderzeń, jak i celowych działań o wysokiej sile, w tym aktów wandalizmu.
System oznaczeń IK został opracowany na podstawie międzynarodowej normy IEC 62262, która standaryzuje sposób testowania urządzeń pod kątem odporności mechanicznej. Każdy poziom określa energię, jaką urządzenie musi wytrzymać bez uszkodzenia.

Skala IK – jak odczytywać poziomy ochrony? 

Stopnie ochrony IK są oznaczane dwucyfrowym kodem – od IK00 (brak ochrony) do IK10 (najwyższy poziom odporności). Wartość przypisana każdemu poziomowi wskazuje, jak silne uderzenie urządzenie może przyjąć, nie ulegając uszkodzeniu.

Energia uderzenia, która stanowi podstawę klasyfikacji IK, wyrażana jest w dżulach (J) – jednostce energii fizycznej. W kontekście normy IK opisuje ona ilość energii kinetycznej, z jaką ciało uderza w powierzchnię urządzenia. Aby określić poziom ochrony, przeprowadza się testy zgodne z normą IEC 62262, polegające na kontrolowanym oddziaływaniu mechanicznym przy użyciu młotków udarowych o określonej masie. Narzędzie jest opuszczane z ustalonej wysokości, tak by uzyskać precyzyjnie określoną wartość energii uderzenia. Warto jednak pamiętać, że testy odporności IK są przeprowadzane w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych, podczas gdy w praktyce urządzenia mogą być narażone na siły o innym charakterze czy kierunku działania. To naturalna różnica między środowiskiem testowym a rzeczywistym, którą warto brać pod uwagę przy projektowaniu konstrukcji.

W poniższej tabeli prezentujemy pełną skalę klasyfikacji IK – wraz z odpowiadającą jej wartością energii uderzenia oraz charakterystyką ochrony.

Jak chronimy wyświetlacze przed uszkodzeniami mechanicznymi?

W przypadku wyświetlaczy narażonych na potencjalne uszkodzenia mechaniczne, kluczowe znaczenie mają technologie i materiały, które zapewniają trwałość oraz niezawodność działania w wymagających warunkach eksploatacyjnych.

Szkło ochronne o odpowiedniej grubości

Odporność ekranu na uderzenia mechaniczne w dużej mierze zależy od parametrów szkła ochronnego. Kluczowy jest tu zarówno rodzaj materiału (najczęściej stosuje się szkło hartowane lub chemicznie wzmacniane), jak i jego grubość, która powinna być dobrana odpowiednio do wymaganego poziomu ochrony IK. W rozwiązaniach przemysłowych powszechnie stosuje się szkła o grubości od 1,1 mm do 6 mm, co zapewnia zgodność z normą odporności mechanicznej nawet na poziomie IK08–IK10. Warto jednak pamiętać, że ostateczna wytrzymałość zależy także sposobu jego montażu oraz ogólnej konstrukcji urządzenia.

Dla uzyskania wyższego poziomu zabezpieczenia, warto również rozważyć zastosowanie laminowanego szkła ochronnego – materiału zbudowanego z kilku warstw szkła, trwale połączonych folią PVB (Polyvinyl Butyral) lub żywicą. Taka konstrukcja skutecznie pochłania energię uderzenia i ogranicza ryzyko pęknięcia, a w razie rozbicia – zapobiega rozsypaniu się odłamków, co przekłada się na większe bezpieczeństwo użytkownika. Laminowane szkło nie tylko wzmacnia całą strukturę wyświetlacza, ale też wykazuje lepszą odporność na drgania, promieniowanie UV, hałas i zmienne warunki atmosferyczne, co sprawia, że doskonale sprawdza się w aplikacjach zewnętrznych oraz w trudnych środowiskach przemysłowych.

Bonding optyczny

Bonding optyczny polega na trwałym połączeniu szkła ochronnego z modułem wyświetlacza za pomocą przezroczystego kleju optycznego. Wypełnienie przestrzeni powietrznej między warstwami znacząco zwiększa sztywność całej konstrukcji, dzięki czemu ekran lepiej znosi punktowe naciski, wstrząsy i uderzenia mechaniczne. Co więcej, brak pustej przestrzeni ogranicza ryzyko parowania i kondensacji wewnątrz wyświetlacza, co dodatkowo wpływa na trwałość urządzenia, zwłaszcza w środowiskach narażonych na zmiany temperatury lub podwyższoną wilgotność. Wszystko to sprawia, że bonding optyczny odgrywa kluczową rolę w projektowaniu wyświetlaczy o podwyższonej odporności, niezbędnych do osiągnięcia wyższych poziomów ochrony IK.

Konstrukcja ramki i sposób montażu

Odporność ekranu na uderzenia zależy nie tylko od zastosowanych materiałów i technologii, ale również od sposobu jego osadzenia w obudowie. Umieszczenie wyświetlacza w odpowiednio zaprojektowanej ramie (najczęściej aluminiowej lub stalowej) pomaga skutecznie rozproszyć siłę uderzenia i zmniejszyć ryzyko uszkodzenia narożników, które są szczególnie na nie podatne. Często w takich konstrukcjach wykorzystuje się także elastyczne uszczelki, przekładki lub dystanse o właściwościach tłumiących, które dodatkowo pochłaniają energię i zwiększają trwałość całego układu.

Powłoka AS (Anti-Shatter)

Choć wyświetlacze w nowoczesnych urządzeniach projektowane są z myślą o wysokiej odporności na uszkodzenia, w niektórych zastosowaniach – szczególnie w urządzeniach zlokalizowanych w przestrzeni publicznej – znacząco wzrasta ryzyko silnych uderzeń, w tym aktów wandalizmu. W związku z tym warto rozważyć zastosowanie dodatkowej warstwy ochronnej – powłoki AS (Anti-Shatter), która w przypadku pęknięcia szkła zatrzymuje odłamki na powierzchni, zapobiegając ich rozsypaniu. Takie rozwiązanie zwiększa bezpieczeństwo użytkownika i jednocześnie chroni wnętrze urządzenia przed dalszymi uszkodzeniami.

Omówione powyżej zabezpieczenia umożliwiają stosowanie wyświetlaczy w urządzeniach narażonych na intensywną eksploatację, zapewniając ich niezawodność w wymagających warunkach. Odpowiednio dobrane komponenty o podwyższonej wytrzymałości pozwalają wydłużyć żywotność sprzętu i zminimalizować ryzyko pęknięć, stłuczeń czy trwałych uszkodzeń.

Aplikacje, w których warto zadbać o IK

W przypadku urządzeń przeznaczonych do intensywnej eksploatacji (zwłaszcza w przestrzeniach publicznych) zapewnienie odpowiedniego poziomu ochrony mechanicznej zgodnego z normą IK stanowi kluczowy element projektowy, niezbędny do utrzymania ich funkcjonalności i bezpieczeństwa użytkowników. Tego rodzaju ochrona jest szczególnie istotna w następujących sektorach:

• handel – kasy samoobsługowe, automaty vendingowe, kioski informacyjnoreklamowe,
• transport – ekrany w systemach informacji pasażerskiej, terminale self-check-in, biletomaty, kasowniki i ekrany w pojazdach,
• przemysł – aparatura pomiarowa, panele operatorskie HMI, urządzenia na liniach produkcyjnych,
• medycyna – systemy informacji dla pacjentów, w tym terminale rejestracyjne,
• automotive – punkty ładowania EV.

Warto podkreślić, że w niektórych sektorach - takich jak transport kolejowy czy automotive - mogą obowiązywać dodatkowe normy branżowe, które narzucają minimalne wymagania w zakresie odporności mechanicznej. Przykładowo, standardy takie, jak EN 50155 (dla taboru kolejowego) czy ISO 16750 (dla elektroniki w aplikacjach automotive), często wskazują jaki poziom ochrony IK powinny spełniać urządzenia stosowane w tych środowiskach.

Źródło: UNISYSTEM Sp. z o.o.