Primerjalni vodnik za učinkovito izdelavo elektronskih ohišij za vaše izdelke

Recimo, da ste v zadnji fazi izdelave prototipov ali ste razvili nov elektronski izdelek in razmišljate o razširitvi in ​​prodaji izdelka na običajnem trgu. Čeprav lahko zlahka dobite tiskano vezje, senzorje in druge elektronske / električne komponente, pogosto naletite na ohišje, zlasti kadar izdelek potrebuje prilagojeno ohišje ali kadar izdelek redno komunicira z uporabnikom.

Iz tega članka boste vedeli, kateri so običajni načini, kako dobiti ohišje za svoj izdelek, kako izbrati pravo vrsto ohišja in kje iskati ponudnika storitev. Ker vas bo večina iskala cenovno ugodno, trpežno, enostavno izdelano ohišje, se bomo osredotočili na plastiko, saj se bo za omenjene lastnosti odlično odrezala.

Najpogostejši načini pridobivanja izdelka v ohišju so

1. Standardno ohišje in plošče
2. 3D tiskanje
3. Brizganje

Poleg informacij v članku bomo vsako metodo ocenili s spodnjim ohišjem digitalnega IR termometra (zapletena oblika, zapletene podrobnosti), da boste lažje dobili idejo o resničnem scenariju.

Glavna merila, na podlagi katerih bomo ocenili posamezne metode, so stroški, čas, prilagoditev, kompleksnost, kakovost in razširljivost. Primerjali bomo standardno ohišje s 3D tiskanjem in brizganjem.

Merila	Pripravljeno ohišje	3D tiskanje	Brizganje
Stroški	Stroški so sorazmerni s količino. Vendar pa se lahko pogajate za boljši posel, ko je količina pomembna ⭐	Stroški so sorazmerni s časom tiskanja. Od 300 do 600 INR na uro, odvisno od materiala (dodatna naknadna obdelava)	Visoki začetni stroški za oblikovanje orodja in zelo poceni stroški izdelave izdelka. Če je količina pomembna, se stroški zasnove orodja razdelijo na stroške na enoto.
Čas	Brez časovnih omejitev. Naročite in dobavite ⭐	Oblikovanje pošte, čas, potreben za tisk posameznega dela, je sorazmeren količini.	Oblikovanje delovnih mest, oblikovanje orodij (kalupov) in izdelava orodja traja nekaj časa (od enega tedna do enega meseca). Ko je orodje pripravljeno, lahko na dan izdelate stotine ali celo tisoče izdelkov.
Prilagajanje	Zelo nizko do št	Popolnoma prilagodljiva in možna več ponovitev ⭐	Ko dokončate oblikovanje kalupa, prilagajanje ni več mogoče.
Kompleksnost izdelka	Ohišja za standardne izdelke.	Kompleksne in zapletene strukture so možne brez dodatnih stroškov ⭐	Možne zapletene in zapletene strukture, vendar z doplačilom
Kakovost zaključka	Večinoma dobro. Vendar je ni mogoče prilagoditi.	Grobo in večplastno Izjema: ABS deli, obdelani z acetonom	Sijajni in mat zaključek ⭐
Lestvica	Brez omejitev na lestvici ⭐	Izvedljivo za manj kot 1000 količin	Izvedljivo za 1000+ količino

Standardno - pripravljeno ohišje

Če vaš projekt vključuje standardne komponente, kot so Arduino, RaspberryPi, in nekatere standardne komponente ali senzorje, boste verjetno na spletu našli standardno ohišje. Spodaj je nekaj primerov ohišij Readymade.

Najdete jih na lokalnih spletnih mestih, pa tudi na številnih mednarodnih spletnih mestih, kot sta Alibaba ali Aliexpress. Nekateri prodajalci vam lahko pomagajo pri prilagajanju, če imate določeno minimalno količino. Če je vaš izdelek podoben nečemu, kar že obstaja na trgu, lahko na ta skrivnosten način poiščete proizvajalca ohišja izdelka in se poskusite dogovoriti za posel.

V drugem verjetnem primeru, ko imate sklop več komponent in kadar estetika ne skrbi, je najboljša izbira kovinske plošče s premazom v prahu, kjer lahko komponente, kot so krmilniki, releji itd. tirnice. Z lahkoto lahko najdete din-letev mount Arduino / malin krmilniki ohišja, din-železniških releje, din enote za oskrbo železniški moči, itd spletu. Ploščo lahko celo nekoliko prilagodite, da vključi zaslone in stikala na vratih plošče. Velikosti plošč se lahko gibljejo od nekaj centimetrov do nekaj metrov. Ta metoda je običajna praksa v industriji industrijske avtomatizacije.

Če se vrnemo na primer ohišja termometra, ga na nobenem spletnem mestu ne najdemo. Imate pa srečo, če najdete podjetje za brizganje kalupov, ki že proizvaja podobno ohišje, ki bo ustrezalo vašim potrebam. Velika pomanjkljivost pri tem je, da vaš izdelek sam po sebi ne bo videti edinstven, saj bo prodajalec ohišja prodajal tudi vsem po vsem svetu.

Prednosti Readymade ohišja

Če že pripravljeno ohišje ustreza vašim potrebam, potem -

• Hitrejše dostave
• Ni potrebe po nobenem vlaganju časa in denarja
• Boljša kakovost zaključka

Slabosti Readymade ohišja

• Brez ali zelo minimalne prilagoditve
• Ni materialnih možnosti

3D tiskanje

Če vam običajna ohišja ne ustrezajo, je 3D tiskanje odličen način za zagon izdelka. 3D tiskanje je odlično za izdelavo prototipov. Sprva boste iskali le nekaj količin (verjetno nekaj sto) in želeli boste preizkusiti trg za svoj izdelek, preden boste vložili znatno naložbo. Ko je izdelek CAD pripravljen, tiskanje izdelka ne traja veliko časa in stroškov.

Če vas zanima učenje 3D tiskanja, si oglejte članek o tem, kako začeti s 3D tiskanjem, in tudi druge projekte 3D tiskanja, ki smo jih prej ustvarili za navdih.

CAD oblikovanje delov → Rezanje (v programski opremi za rezanje) → 3D tiskanje → Naknadna obdelava

1. Najprej pripravite 3D model ohišja
2. Uvozite 3D model v programsko opremo za rezanje, kot so Cura, Simple3D in Slic3R

Rezanje je kraj, kjer se vaš 3D model pretvori v plasti in kode, ki jih 3D-tiskalnik lahko razume.

Podpore lahko vizualizirate in določite čas, potreben za tiskanje, tako da nastavite različne parametre tiskanja.

1. Nato sledi 3D tiskanje in naknadna obdelava. Naknadna obdelava vključuje odstranjevanje nosilcev, bliskavico in kemično obdelavo površine v primeru materiala ABS.

Mnogi ponudniki storitev 3D-tiskanja dobijo vaš dizajn prek svojega spletnega mesta ali e-pošte, ga natisnejo in vam natisnjeni izdelek pošljejo - vse to v enem tednu. Brez težav! Kajne? Ponudniki storitev 3D-tiskanja vam bodo zaračunali glede na čas, potreben za tiskanje izdelka, stopnja na uro pa se razlikuje glede na vrsto materiala, ki ga izberete.

Pomembno je, da se med odločitvijo za 3D tiskanje zavedate nekaterih pomembnih dejavnikov. Ti dejavniki so materiali izdelka in dejavniki, ki vplivajo na čas obdelave in s tem na vaše stroške.

Trenutno sta najpogostejša načina 3D tiskanja -

Modeliranje taljenih nanosov (FDM)

Znan tudi kot Izdelava taljenih filamentov (FFF) je postopek izdelave aditivov, pri katerem se objekt gradi z selektivnim nanašanjem stopljenega materiala na vnaprej določeno pot po plasteh. Uporabljeni materiali so termoplastični polimeri in so v obliki nitke.

Stereolitografija (SLA)

SLA deluje z uporabo močnega laserja za strjevanje tekoče smole v tiskarski postelji, da ustvari želeno 3D obliko - postopek, znan kot polimerizacija. Obstaja veliko vrst 3D tiskanja na osnovi svetlobe, ki je na splošno uvrščeno med digitalno obdelavo svetlobe (DLP).

	Modeliranje taljenih nanosov (FDM)	Stereolitografija (SLA)
Uporaba	Standardni deli	Del z zapletenimi površinami (nakit in majhni deli) Majhna elektronska ohišja
Stroški	Cenejši
Čas		Hitreje
Dokončanje	Na splošno grobo in večplastno Gladko v primeru ABS, obdelanega z acetonom	Gladko
Materiali	Najpogostejši: PLA, ABS, Najlon, HIPS, PET, PC	Standardna smola, bistra smola, žilava ali trpežna smola in visokotemperaturna smola.

Zaenkrat se držimo FDM, saj je širše dostopen in ustreza naši razpravi.

Premisleki pri oblikovanju 3D tiskanja

Pri oblikovanju izdelka je pomembno razumeti omejitve 3D-tiskalnikov, ki so na voljo na trgu. Pomembno je, da razumete delovanje 3D-tiskalnika FDM.

V primeru, da se v CAD oblikovanju ne znajdete, vam svetujem, da uporabite profesionalne storitve 3D oblikovanja, v nekaterih primerih pa ponudniki storitev 3D tiskanja sami ponujajo storitve 3D oblikovanja. Te storitve so plačljive - večinoma na uro. Najpomembnejši oblikovni vidiki so

Sestavljanje: Če imate več delov, ki se sestavijo v končni predmet, morate razmisliti o določbah, ki bodo ustrezale delov - ujemajoči se deli, vijaki itd.

Prevešanje: Dejstvo je, da 3D-tiskalniki FDM niso odlični za tiskanje previsnih ali strmih nagnjenih površin. Dobite hrapave površine, potrebujete podporo, ki jo morate naknadno obdelati.

Kompleksnost: Kompleksnost pomeni zapletenost, kot so tanki deli, drobni elementi in zelo zapletene oblike. Čeprav naj bi 3D tiskalniki vse to delali z lahkoto, včasih ne uspejo dobro.

Tukaj so dejavniki, ki jih morate upoštevati pri prehodu od zasnove do postopka 3D tiskanja.

Premislite o postopkih za 3D tiskanje

Vsi postopki vplivajo na čas tiskanja in kakovost končnega predmeta.

Vse te parametre je mogoče vizualizirati in analizirati s pomočjo programske opreme za rezanje (Cura, Simple3D & Slic3R)

Orientacija je pomembna: spodnja slika prikazuje, zakaj. Poskusite usmeriti del na način, ki zahteva manj opore in manj obešanja. Najboljša usmeritev bo omogočila boljši zaključek in krajši čas tiskanja.

Debelina sloja / višina sloja: Debelina sloja je merilo višine sloja vsakega zaporednega dodajanja materiala v postopku 3D tiskanja, v katerem so sloji zloženi. Zmanjšajte debelino sloja, daljši čas za tiskanje in boljšo kakovost končne obdelave. Spodnja slika prikazuje perspektivo razmerja med debelino sloja in časom tiskanja.

Gostota polnjenja: Gostota polnjenja je količina žarilne nitke, natisnjene znotraj predmeta, kar je neposredno povezano z močjo, težo in trajanjem tiskanja. V našem primeru - ohišje ne bomo naleteli na gostoto polnjenja, saj je naš del lupina in ne trden predmet. Če imate trden del, potem je večja gostota polnjenja, večja trdnost in več časa tiskanja.

Podpira: Podporne strukture za 3D-tiskanje niso del modela. Uporabljajo se za podporo delov modela med tiskanjem. To pomeni, da imate po končanem tiskanju še dodatno nalogo, da odstranite strukture, preden je model pripravljen za uporabo.

Obstajajo še drugi dejavniki, kot so hitrost tiskanja, debelina lupine, premer šobe, temperatura iztiskanja in splav, za katere vam ni treba skrbeti, saj jih bo ponudnik storitev določil na optimalni ravni

Naknadna obdelava: ABS dele lahko po postopku 3D tiskanja obdelamo z acetonom, da dobimo sijajni videz.

Spodaj je primerjava ABS-a in neobdelanih ABS-predmetov, obdelanih z acetonom. Sporočilo, ki ga želim sporočiti, je, da gre za kakovost tiska, ki je optimalna glede funkcionalnosti in estetike.

Programska oprema, ki se uporablja za oblikovanje

Brezplačno: Sketchup, Blender 3D, Open SCAD.

Plačljivo: Solidworks, CATIA, NX-CAD, 3DS Max

Programska oprema za rezanje - brezplačno: Cura, Simple3D, Slic3R

Analiza stroškov 3D tiskanja

Cena 3D tiskanja je odvisna od izbire materiala in časa, potrebnega za tiskanje izdelka.

Stroški se običajno gibljejo med 300 - 600INR. Poleg tega se dodatki, kot je obdelava z acetonom z ABS, doplačajo (50-100INR).

Da bi to postavili v perspektivo, si oglejmo stroške tiskanja našega digitalnega IR termometra. Za postopek tiskanja osnovne različice našega digitalnega IR termometra trajajo 4 ure in 11 minut. Ogledate si lahko tudi brezkontaktni IR termometer, ki smo ga prej izdelali z uporabo 3D tiskanega ohišja.

Parametri postopka: Višina sloja: 0,25 mm, hitrost tiskanja 60 mm / s. Ker se bomo za material ABS odločili brez kakršne koli naknadne obdelave, bi nas to stalo nekje približno 1200 INR za tisk.

Prednosti 3D tiskanja

• Svoboda oblikovanja
• Hitro izdelava prototipov - svoboda ponovitev
• Natisnite na zahtevo in plačajte samo tisto, kar natisnete

Slabosti 3D tiskanja

• Omejena izbira materialov
• Omejen obseg gradnje
• Kakovost zaključka

Tržni trend za 3D tiskanje

Ker so storitve 3D-tiskanja lažje dostopne, lahko cene za 3D-tiskanje padajo. Azul 3D 'tehnologija hitrega tiska z visokim območjem' je revolucionarna metoda SLA, ki lahko hkrati natisne plast celotne postelje. Vendar bo trajalo nekaj časa, da pridete na trg.

Brizganje

Injekcijsko brizganje je najpogostejša metoda množične izdelave v industriji in je najprimernejša, kadar želite izdelati na tisoče izdelkov. Če iščete kateri koli izdelek iz plastike okoli sebe, je verjetno narejen z brizganjem. Za izdelavo prvega izdelka je potrebno veliko časa in denarja, a ko je to končano, lahko na dan izdelate stotine ali celo tisoče izdelkov po zelo ugodni ceni.

Kako poteka postopek brizganja?

Oblikovanje izdelka → Oblikovanje orodij (oblikovanje kalupov) → Poskusi → Masovna proizvodnja → Naknadna obdelava

1. Najprej oblikujete izdelek tako kot pri 3D tiskanju - sami ali prek profesionalnega CAD oblikovalca.

2. Nato zasnovo izdelka daste oblikovalcu orodij (večinoma ponudniku brizganja) skupaj z drugimi podrobnostmi, kot so izbira materiala, količina in vrsta dodelave. Ponudnik storitev oblikuje orodje (tj. Kalup) in analizira ujemanje delov, pretok kalupa in vse druge parametre glede na zasnovo vašega izdelka in specifikacije, ki jih želite.

Ko je to pripravljeno, ponudnik storitev poskusno zažene in po potrebi popravi popravke. Končno nadaljuje s serijsko proizvodnjo. Naknadna obdelava vključuje ukrepe, kot so odstranjevanje bliskavice in vrat in poliranje.

Kalup / orodje je kovinski blok, ki ima negativni / nasprotni profil predmeta, ki ga želite izdelati. Sestavljen je iz jedrnega bloka in bloka votline, skupaj z drugimi podpornimi deli, kot so hladilni sistem, ejektorski zatič itd. V procesu brizganja segreta plastika teče znotraj votline in se ohladi. Nato se del samodejno izvrže in nato naknadno obdela, dejavnosti, kot so odstranjevanje bliskavic in vrat in poliranje.

Materiali, uporabljeni pri brizganju

Večino komercialnih plastičnih materialov lahko uporabimo pri brizganju.

Lastnost končnega izdelka bo torej imela lastnost materiala, ki ga izberete.

Npr: polikarbonat in polistiren za prosojne izdelke, polipropilen (PP in PET) so dobri za prehranske plastične materiale, polieterimid (PEI) za visoko toplotno odpornost.

Pri fleksibilnih materialih, kot sta poliuretan ali silikonska guma, se koncept brizganja nekoliko razlikuje. Vsak material ima različne stroške izdelave. Kalupi so zasnovani za določen material iz umetne mase. Orodja / kalupi, izdelani za določen material, morda ne bodo uporabni za drug material, ker se vsak material skrči na drugačen način. Torej se odločite za svoj material v fazi oblikovanja.

Orodje ali kalup ima življenjsko dobo. Material in stroški orodja se razlikujejo glede na ocenjeno število izdelkov, ki jih želite izdelati. Minimalna življenjska doba orodja je približno 5000 kosov. Torej pošteno ocenite količino v začetni fazi.

Na podlagi dodelave in zapletenosti izdelka nastopi veliko dejavnikov - na primer -

Če potrebujete zelo kakovostno kakovost, potem zasnova orodja vključuje nekatere funkcije, ki povečujejo stroške.

Če obstajajo zelo zapletene strukture, ki otežujejo običajno izdelavo orodij, potem orodjar uporablja nekonvencionalne metode, ki povečujejo stroške.

Vse, kar potrebujete, je, da si jasno določite, kaj želite - dizajn, količina, dodelava in material.

Stroški stroškov za brizganje

Pojdite s ponudnikom storitev, ki ponuja celovito rešitev, tj. Od načrtovanja orodij do izdelave izdelkov, da se izognete težavam z usklajevanjem. Ponudnik storitev bo poskrbel za vse dejavnike glede na vašo zasnovo, količino, material in zaključne zahteve.

Obstajata dva načina, kako se lahko lotite strukture stroškov. Kot primer bomo uporabili svoj IR digitalni termometer za analizo razlike v strukturi stroškov.

Ločeni stroški za oblikovanje orodij in izdelavo orodij in ločeni stroški na enoto za izdelavo izdelkov, ki vključujejo stroške materiala, stroje strojev, stroške dela itd. Ponudnik storitev vam načrtuje izdelavo in izdelavo orodja posebej. In izdelke zaračuna posebej. V tem primeru imate znatne začetne fiksne stroške (npr. 1-2 lac INR) in stroške izdelka na enoto (npr. 10-50 INR).

Na enoto končnega izdelka, ki vključuje stroške izdelave izdelka in stroške orodja. V tem primeru se fiksni začetni stroški načrtovanja in izdelave orodja porazdelijo po količini izdelka. Npr.: Ta cena (npr. 2 lac INR) se porazdeli v skupno količino (5000 kosov), ki jo naročite, poleg stroškov izdelave izdelka (npr. 20 INR).

Torej 200000 INR / 5000 enot = 40 INR (stroški orodja) + 20 INR (stroški izdelka) = 60 INR (skupni stroški)

Ta struktura stroškov razbremeni začetne stroške orodja in spremeni stroške ohišja.

Prednosti oblikovanja

• Najboljše za veliko količino izdelka
• Dobra zaključna obdelava - sijajna ali mat površina
• Široka izbira materiala

Slabosti oblikovanja

• Visok začetni čas in stroški

Bonus tema

Ko svoje izdelke postavljate na običajni trg, boste morda morali zasnovati in izdelati izdelek z določeno zaščito pred vdorom in zaščito pred udarci. S tem želimo svojim strankam učinkovito sporočiti zanesljivost izdelka.

Ocena IP: IP (ali "Zaščita pred vdorom") so mednarodni standardi, ki se uporabljajo za določanje ravni tesnilne učinkovitosti električnih omar pred vdorom tujkov (orodja, umazanije itd.) In vlage.

Ocena IK

IK ocene označujejo stopnjo zaščite električnih ohišij pred zunanjimi mehanskimi vplivi. Lestvica IK ocenjuje sposobnost ohišja, da se upre nivojem energije udarca, izmerjenim v džulih (J).