Vodič za usporedbu za učinkovitu proizvodnju elektroničkih kućišta za vaše proizvode

Recimo da ste u završnoj fazi izrade prototipa ili ste razvili novi elektronički proizvod i razmišljate o proširivanju i prodaji svog proizvoda na glavnom tržištu. Iako lako možete nabaviti PCB, senzore i druge elektroničke / električne komponente, često naletite na kućište, osobito kada proizvod treba prilagođeno kućište ili kada proizvod redovito komunicira s korisnikom.

Iz ovog ćete članka znati koji su uobičajeni načini dobivanja kućišta za svoj proizvod, kako odabrati pravu vrstu kućišta i gdje potražiti pružatelja usluga. Budući da će većina vas tražiti isplativo, izdržljivo, lako proizvedeno kućište, usredotočit ćemo se na plastiku jer će sjajno odraditi gore spomenute značajke.

Najčešći načini dobivanja proizvoda kućištem su-

Standardno kućište i paneli
3D ispis
Injekcijsko prešanje

Uz informacije u članku, procijenit ćemo svaku metodu pomoću donjeg kućišta digitalnog IC termometra (složeni oblik, složeni detalji) kako bismo vam pomogli da steknete ideju o stvarnom scenariju.

Glavni kriteriji na temelju kojih ćemo procijeniti svaku metodu su cijena, vrijeme, prilagodba, složenost, kvaliteta i skalabilnost. Usporedit ćemo standardno kućište s 3D ispisom i injekcijskim prešanjem.

Kriteriji	Gotovo kućište	3D ispis	Injekcijsko prešanje
Trošak	Trošak je proporcionalan količini. Međutim, možete pregovarati o boljem dogovoru kada je količina značajna ⭐	Trošak je proporcionalan vremenu ispisa. Kreće se od 300-600 INR po satu, ovisno o materijalu (dodatna obrada)	Visoki početni troškovi za dizajn alata i vrlo jeftini troškovi proizvodnje proizvoda. Ako je količina značajna, troškovi dizajna alata raspodijelit će se u trošak po jedinici.
Vrijeme	Nema ograničenja u vremenu. Naručite i dostavite ⭐	Post dizajn, vrijeme potrebno za ispis svakog dijela proporcionalno je količini.	Post dizajn, dizajn alata (kalupa) i izrada alata traje neko značajno vrijeme (od jednog tjedna do mjesec dana). Jednom kada je alat spreman, možete proizvesti stotine ili čak tisuće proizvoda dnevno.
Prilagođavanje	Vrlo nisko do Ne	Potpuno prilagodljiva i moguće je više iteracija ⭐	Jednom kada finalizirate dizajn kalupa, prilagodba nije moguća.
Složenost proizvoda	Kućišta za standardne proizvode.	Složene i složene strukture moguće bez dodatnih troškova charge	Moguće su složene i složene građevine, ali uz dodatnu naknadu
Kvaliteta završetka	Uglavnom dobro. Ali, ne može se prilagoditi.	Grubo i slojevito Iznimka: ABS dijelovi tretirani acetonom	Sjajni i Matt završetak ⭐
Skala	Nema ograničenja na ljestvici ⭐	Izvedivo za manje od 1000 količina	Izvedivo za 1000+ količina

Standardno - Gotovo kućište

Ako vaš projekt uključuje standardne komponente kao što su Arduino, RaspberryPi i neke standardne komponente ili senzori, najvjerojatnije ćete standardno kućište pronaći na mreži. Ispod je nekoliko primjera Readymade kućišta.

Možete ih pronaći na lokalnim internetskim stranicama, kao i na mnogim međunarodnim web mjestima poput Alibabe ili Aliexpressa. Neki prodavači mogu vam pomoći u prilagodbi ako imate određenu minimalnu količinu. Ako je vaš proizvod sličan nečemu što već postoji na tržištu, tada se na ovaj tajni način možete vratiti do proizvođača kućišta proizvoda i pokušati pregovarati o dogovoru.

U drugom vjerojatnom slučaju, kada imate sklop od više komponenata i kada estetika ne zabrinjava, najbolji je izbor odabrati metalnu ploču s premazom za prah na kojoj možete pričvrstiti komponente poput kontrolera, releja itd. Na din. tračnice. Kućište Arduino / Raspberry kontrolera za din-rail nosač, din-rail releje, jedinice za napajanje din rail, itd. Lako možete pronaći na mreži. Možete čak i malo podesiti ploču kako biste uključili zaslone i prekidače na vratima ploče. Veličine ploča mogu varirati od nekoliko centimetara do nekoliko metara. Ova je metoda uobičajena praksa u industriji automatizacije.

Vraćajući se našem primjeru kućišta termometra, takvo kućište ne možemo pronaći ni na jednom web mjestu. No, sretni ste ako možete pronaći tvrtku za injekcijsko prešanje koja već proizvodi slično kućište koje će odgovarati vašim potrebama. Veliki je nedostatak ovdje što vaš proizvod sam po sebi neće izgledati jedinstveno jer će se vaš prodavač kućišta prodavati bilo kome širom svijeta.

Prednosti gotovog kućišta

Ako gotovo kućište odgovara vašim potrebama, onda-

Brže isporuke
Ne treba nikakvo ulaganje vremena i novca
Bolja kvaliteta završne obrade

Mane gotovog kućišta

Nema prilagodbe ili je minimalna
Nema materijalnih mogućnosti

3D ispis

Ako vam standardna kućišta ne odgovaraju, tada je 3D ispis izvrstan način za pokretanje vašeg proizvoda. 3D ispis je izvrstan za izradu prototipova. U početku ćete tražiti samo nekoliko količina (vjerojatno nekoliko stotina) i želite testirati tržište za svoj proizvod prije nego što uložite značajnu investiciju. Nakon što CAD dizajn bude gotov, ne treba vam puno vremena i troškova za ispis vašeg proizvoda.

Ako ste zainteresirani za učenje o 3D ispisu, pogledajte članak o početku rada s 3D ispisom, kao i druge projekte 3D ispisa koje smo ranije izradili radi nadahnuća.

CAD projektiranje dijelova → Rezanje (u softveru za rezanje) → 3D ispis → Post-obrada

Prvo pripremite 3D model kućišta
Uvezite 3D model u softver za rezanje poput Cura, Simple3D i Slic3R

Rezanje je mjesto gdje se vaš 3D model pretvara u slojeve i kodove koje 3D pisač može razumjeti.

Možete vizualizirati nosače i također procijeniti vrijeme potrebno za ispis podešavanjem različitih parametara ispisa.

Zatim slijedi 3D ispis i naknadna obrada. Naknadna obrada uključuje uklanjanje nosača, bljeska i kemijsku obradu površine u slučaju ABS materijala.

Mnogi pružatelji usluga 3D ispisa dobivaju vaš dizajn putem svoje web stranice ili e-pošte, ispisuju ga i šalju vam ispisani proizvod - sve to u roku od tjedan dana. Bezbrižnog! Zar ne Davatelji usluga 3D ispisa naplatit će vam na temelju vremena potrebnog za ispis vašeg proizvoda, a stopa po satu razlikuje se ovisno o vrsti materijala koji odaberete.

Važno je da budete svjesni nekih važnih čimbenika dok se odlučite za 3D ispis. Ti su čimbenici materijali proizvoda i čimbenici koji utječu na vrijeme obrade, a time i na vaš trošak.

Trenutno su dvije najčešće metode 3D ispisa-

Modeliranje topljenog taloženja (FDM)

Također poznat kao izrada fuzionisanih niti (FFF), postupak je proizvodnje aditiva u kojem se objekt gradi selektivnim taloženjem rastopljenog materijala na unaprijed određenom putu sloj po sloj. Korišteni materijali su termoplastični polimeri i dolaze u obliku niti.

Stereolitografija (SLA)

SLA djeluje pomoću snažnog lasera za stvrdnjavanje tekuće smole u štampariji kako bi stvorio željeni 3D oblik - postupak poznat kao polimerizacija. Postoje mnoge vrste 3D ispisa temeljenog na svjetlu koji se široko klasificira kao digitalna obrada svjetlosti (DLP).

	Modeliranje topljenog taloženja (FDM)	Stereolitografija (SLA)
Primjena	Standardni dijelovi	Dio sa zamršenim površinama (nakit i mali dijelovi) Mala elektronička kućišta
Trošak	Jeftinije
Vrijeme		Brže
Završavanje	Općenito grubo i slojevito Glatko u slučaju ABS-a tretiranog acetonom	Glatko, nesmetano
Materijali	Najčešći: PLA, ABS, Najlon, HIPS, PET, PC	Standardna smola, bistra smola, žilava ili izdržljiva smola i smola za visoke temperature.

Za sada se držimo FDM-a jer je šire dostupan i odgovara našoj raspravi.

Razmatranja dizajna za 3D ispis

Tijekom dizajniranja proizvoda važno je razumjeti ograničenja 3D printera dostupnih na tržištu. Važno je da razumijete rad FDM 3D pisača.

U slučaju da niste izvrsni u CAD dizajniranju, savjetujem vam da se obratite profesionalnim uslugama 3D dizajna, au nekim slučajevima i sami pružatelji usluga 3D ispisa nude usluge 3D dizajna. Te se usluge naplaćuju - uglavnom na sat. Najvažnija razmatranja dizajna su

Montaža: Ako imate više dijelova koji se sastavljaju u konačni objekt, tada morate razmisliti o odredbama koje će se prilagoditi dijelovima - podudaranje dijelova, vijaka itd.

Prekomjerno vješanje: Stvarnost je takva da FDM 3D pisači nisu sjajni u ispisu previsokih ili strmo nagnutih površina. Dobivate hrapave površine, potrebna vam je podrška koju morate naknadno obraditi.

Složenost: Složenost znači složenost poput tankih dijelova, sitnih obilježja i vrlo složenih oblika. Iako su 3D printeri namijenjeni da sve to rade s lakoćom, ponekad im ne ide dobro.

Evo čimbenika koje morate imati na umu dok prelazite od dizajna do postupka 3D ispisa.

Procesna razmatranja za 3D ispis

Sva razmatranja procesa imaju utjecaja na vrijeme ispisa i kvalitetu gotovog predmeta.

Svi se ovi parametri mogu vizualizirati i analizirati pomoću softvera za rezanje (Cura, Simple3D i Slic3R)

Orijentacija je bitna: Slika ispod pokazuje zašto. Pokušajte usmjeriti dio na način koji zahtijeva manje potpore i manje vješanja. Najbolja orijentacija rezultirat će boljom završnom obradom i kraćim vremenom ispisa.

Debljina sloja / visina sloja: Debljina sloja mjera je visine sloja svakog uzastopnog dodavanja materijala u procesu 3D ispisa u kojem su slojevi složeni. Smanjite debljinu sloja, duže vrijeme potrebno za ispis i bolju kvalitetu završne obrade. Slika dolje daje vam perspektivu odnosa između debljine sloja i vremena ispisa.

Gustoća ispuna: Gustoća ispuna je količina filamenta ispisana unutar predmeta, a to se izravno odnosi na snagu, težinu i trajanje ispisa. U našem slučaju - kućište, nećemo naići na gustoću ispune jer je naš dio ljuska, a ne čvrsti objekt. U slučaju da imate čvrsti dio, tada je veća gustoća ispune, veća čvrstoća i više vremena ispisa.

Podržava: Potporne strukture za 3D ispis nisu dio modela. Koriste se za potporu dijelovima modela tijekom ispisa. To znači da nakon završetka ispisa imate dodatni zadatak ukloniti strukture prije nego što je model spreman za rad.

Postoje i drugi čimbenici kao što su brzina ispisa, debljina ljuske, promjer mlaznice, temperatura istiskivanja i splav zbog kojih ne morate brinuti jer će ih davatelj usluga postaviti na optimalne razine

Naknadna obrada: ABS dijelovi se mogu obraditi acetonom nakon postupka 3D ispisa kako bi dobili sjajni izgled.

Ispod je usporedba ABS-a koji se tretira acetonom i ABS-a koji nisu tretirani. Poruka koju želim priopćiti jest da se zalažemo za kvalitetu ispisa koja je optimalna u smislu funkcionalnosti i estetike.

Softver koji se koristi za dizajn

Besplatno: Sketchup, Blender 3D, Open SCAD.

Plaća se: Solidworks, CATIA, NX-CAD, 3DS Max

Softver koji se koristi za rezanje - besplatno: Cura, Simple3D, Slic3R

Analiza troškova 3D ispisa

Cijena 3D ispisa ovisi o vašem izboru materijala i vremenu potrebnom za ispis proizvoda.

Trošak se obično kreće od 300 - 600INR. Nadalje, dodaci poput tretmana ABS acetonom naplatit će se dodatno (50-100INR).

Da bismo to stavili u perspektivu, pogledajmo troškove ispisa našeg digitalnog IC termometra. Za ispis osnovne verzije našeg digitalnog IC termometra potrebno je 4 sata i 11 minuta. Također možete pogledati beskontaktni IC termometar koji smo ranije izradili pomoću 3D tiskanog kućišta.

Parametri procesa: Visina sloja: 0,25 mm, brzina ispisa 60 mm / s. Budući da ćemo se odlučiti za ABS materijal bez naknadne obrade, to bi nas koštalo otprilike 1200 INR za otisak.

Prednosti 3D ispisa

Sloboda dizajna
Brzo izrađivanje prototipa - sloboda za ponavljanje
Ispisujte na zahtjev i platite samo ono što ispišete

Mane 3D ispisa

Ograničeni izbor materijala
Ograničeni volumen izrade
Kvaliteta završne obrade

Tržišni trend za 3D ispis

Kako su usluge 3D ispisa dostupnije, cijene za 3D ispis mogu pasti. Azul 3D 'Tehnologija brzog ispisa s velikim površinama' revolucionarna je SLA metoda, ali istovremeno može ispisati sloj cijelog kreveta. Međutim, trebat će neko vrijeme da se dođe na tržište.

Injekcijsko prešanje

Injekcijsko prešanje je najčešća metoda masovne proizvodnje u industriji i najprikladnija je kada želite proizvoditi tisuće proizvoda. Ako gledate bilo koji proizvod izrađen od plastike oko sebe, vjerojatno je napravljen brizganjem. Potrebno je puno vremena i novca za proizvodnju prvog proizvoda, ali nakon što to učinite, dnevno možete proizvesti stotine ili čak tisuće proizvoda po vrlo jeftinoj cijeni.

Kako teče postupak za injekcijsko prešanje?

Dizajn proizvoda → Dizajn alata (dizajn kalupa) → Pokusni ciklusi → Masovna proizvodnja → Naknadna obrada

1. Prvo, radite dizajn proizvoda baš onako kako ste to radili za 3D ispis - sami ili putem profesionalnog CAD dizajnera.

2. Zatim dajete dizajn proizvoda dizajneru alata (uglavnom pružatelju usluge injekcijskog prešanja) zajedno s ostalim pojedinostima kao što su izbor materijala, količina i vrsta završne obrade. Dobavljač usluga dizajnira alat (tj. Kalup) i analizira podudaranje dijelova, protok kalupa i sve ostale parametre prema dizajnu vašeg proizvoda i specifikacijama koje želite.

Kad je to spremno, davatelj usluga kreće u probno pokretanje i vrši korekcije ako je potrebno. Napokon, nastavlja s masovnom proizvodnjom. Naknadna obrada uključuje radnje poput uklanjanja bljeskalica i vrata i poliranje.

Kalup / alat je metalni blok koji ima negativni / suprotni profil predmeta koji želite izraditi. Sastoji se od bloka jezgre i bloka šupljine, zajedno s ostalim potpornim dijelovima kao što su rashladni sustav, izbacivačka igla itd. U procesu brizganja, zagrijana plastika teče unutar šupljine i hladi se. Zatim se dio automatski izbacuje, a zatim obrađuje naknadno, aktivnosti poput uklanjanja bljeskalica i ulaza i poliranje.

Materijali koji se koriste za injekcijsko prešanje

Većina komercijalnih plastičnih materijala može se koristiti za injekcijsko prešanje.

Dakle, svojstvo gotovog proizvoda imat će svojstvo materijala koji odaberete.

Npr.: Polikarbonat i polistiren za prozirne proizvode, Polipropilen (PP i PET) dobri su za prehrambene plastične materijale, Polieterimid (PEI) za visoku otpornost na toplinu.

Kada je riječ o fleksibilnim materijalima kao što su poliuretan ili silikonska guma, koncept ubrizgavanja u kalup malo varira. Svaki materijal ima različite troškove proizvodnje. Kalupi su dizajnirani za određeni materijal od plastike. Alati / kalupi dizajnirani za određeni materijal možda neće biti korisni za drugi materijal jer se svaki materijal na drugačiji način skuplja. Stoga odlučite o svom materijalu u fazi dizajna.

Alat ili kalup ima vijek trajanja. Materijal i cijena alata razlikuju se ovisno o procijenjenom broju proizvoda koje želite izraditi. Minimalni vijek trajanja alata je približno 5000 komada. Stoga pošteno procijenite količinu u početnoj fazi.

Mnogo čimbenika dolazi u obzir na temelju završne obrade i složenosti proizvoda - na primjer-

Ako vam je potrebna vrlo dobra kvaliteta, tada dizajn alata uključuje određene značajke koje povećavaju cijenu.

Ako postoje vrlo zamršene strukture, što konvencionalnu proizvodnju alata otežava, tada se izrađivač alata koristi nekonvencionalnim metodama što povećava troškove.

Sve što trebate je da jasno odredite što želite - dizajn, količinu, završnu obradu i materijal.

Razmatranje troškova za injekcijsko prešanje

Idite s davateljem usluga koji daje end-to-end rješenje, tj. Od dizajniranja alata do proizvodnje proizvoda kako biste izbjegli probleme s koordinacijom. Davatelj usluga pobrinut će se za sve čimbenike prema vašem dizajnu, količini, materijalu i završnim zahtjevima.

Postoje dva načina na koja možete pristupiti strukturi troškova. Kao primjer ćemo uzeti naš IC digitalni termometar za analizu razlike u strukturi troškova.

Odvojeni trošak za dizajn alata i proizvodnju alata i odvojeni po jediničnoj cijeni za proizvodnju proizvoda, koji uključuje troškove materijala, troškove strojeva, troškove rada itd. Pružatelj usluga vam posebno naplaćuje dizajn i proizvodnju alata. I proizvode posebno naplaćuje. U tom slučaju nastaju značajni početni fiksni troškovi (Npr.: 1-2 INR laka) i trošak proizvoda po jedinici (Npr.: 10-50 INR).

Po jedinici gotovog proizvoda koji uključuje i troškove proizvodnje proizvoda i troškove alata. U tom se slučaju fiksni početni trošak dizajna i izrade alata raspoređuje na količinu proizvoda. Npr.: Ovaj se trošak (npr. 2 lac INR) raspoređuje u ukupnu količinu (5000 komada) koju naručite uz troškove proizvodnje proizvoda (npr. 20 INR).

Dakle, 200000 INR / 5000 jedinica = 40 INR (trošak alata) + 20 INR (trošak proizvoda) = 60 INR (ukupni trošak)

Ova struktura troškova oslobađa tereta početnog troška alata i čini cijenu kućišta promjenjivom.

Prednosti kalupa

Najbolje za veliku količinu proizvoda
Dobra završna obrada - sjajna ili mat površina
Širok izbor materijala

Mane kalupa

Visoko početno vrijeme i cijena

Bonus tema

Kada stavljate svoje proizvode na glavno tržište, možda ćete morati dizajnirati i izraditi proizvod tako da bude s određenom zaštitom od ulaska i zaštite od udara. To je cilj učinkovitog komuniciranja pouzdanosti proizvoda sa svojim kupcima.

IP ocjena: IP (ili "Zaštita od prodora") međunarodni su standardi koji se koriste za određivanje razine učinkovitosti brtvljenja električnih kućišta protiv prodora stranih tijela (alata, prljavštine itd.) I vlage.

IK Ocjena

Oznake IK označavaju stupnjeve zaštite električnih kućišta od vanjskih mehaničkih utjecaja. Ljestvica za ocjenu IK identificira sposobnost kućišta da se odupre razinama udara izmjerenim u džulima (J).