Összehasonlítási útmutató a termékek elektronikus házainak hatékony gyártásához

Tegyük fel, hogy Ön a prototípus készítésének utolsó szakaszában van, vagy új elektronikus terméket fejlesztett ki, és azon gondolkodik, hogy növelje és értékesítse termékét a mainstream piacon. Bár könnyen beszerezheti a NYÁK-kat, az érzékelőket és más elektronikus / elektromos alkatrészeket, gyakran megbotlik egy ház beszerzésében, különösen akkor, ha a terméknek testreszabott burkolatra van szüksége, vagy amikor a termék rendszeresen kommunikál a felhasználóval.

Ebből a cikkből megtudhatja, melyek a termék burkolatának beszerzésének általános módjai, hogyan választhatja ki a megfelelő burkolattípust, és hol keresse meg a szolgáltatót. Mivel a legtöbben költséghatékony, tartós, könnyen előállítható burkolatot keresnek, a műanyagra összpontosítunk, mivel ez nagyszerű munkát végez a fent említett funkciókért.

A termék burkolatának beszerzésének leggyakoribb módjai

1. Normál ház és panelek
2. 3D nyomtatás
3. Fröccsöntés

A cikkben szereplő információk mellett kiértékeljük az egyes módszereket az alábbi digitális infravörös hőmérő házzal (összetett forma, bonyolult részletek), hogy képet kapjunk a valós forgatókönyvről.

A fő kritériumok, amelyek alapján értékelni fogjuk az egyes módszereket, a költség, az idő, a testreszabás, az összetettség, a minőség és a skálázhatóság. Összehasonlítjuk a normál házat a 3D nyomtatással és a fröccsöntést.

Kritériumok	Kész ház	3D nyomtatás	Fröccsöntés
Költség	A költség arányos a mennyiséggel. Akkor is tárgyalhat egy jobb üzletről, ha a mennyiség jelentős ⭐	A költség arányos a nyomtatási idővel. 300-600 INR / óra tartomány az anyagtól függően (utólagos feldolgozás)	Magas kezdeti költség a szerszámtervezéshez és nagyon olcsó termékgyártási költség. Ha a mennyiség jelentős, a szerszámterv költségét el kell osztani az egységenkénti költségben.
Idő	Nincs korlátozás az időre vonatkozóan. Rendeljen és kézbesítse ⭐	Az utólagos tervezés után az egyes részek kinyomtatásához szükséges idő arányos a mennyiséggel.	A poszttervezés, a szerszám (penész) tervezés és szerszámgyártás jelentős időt vesz igénybe (egy héttől egy hónapig). Miután az eszköz készen áll, több száz vagy akár több ezer terméket gyárthat egy nap alatt.
Testreszabás	Nagyon alacsony a Nem értékig	Teljesen testreszabható és többszörös ismétlés lehetséges ⭐	A forma kialakításának befejezése után a testreszabás nem lehetséges.
A termék összetettsége	Ház normál termékekhez.	Bonyolult és bonyolult struktúrák lehetségesek felár nélkül	Bonyolult és bonyolult struktúrák lehetségesek, de némi további költséggel
Befejezés minőség	Többnyire jó. De nem testreszabható.	Durva és Réteges Kivétel: Acetonnal kezelt ABS alkatrészek	Fényes és Matt kivitelben ⭐
Skála	Nincs korlátozás a skálán ⭐	1000-nél kevesebb mennyiségnél lehetséges	1000+ mennyiségnél megvalósítható

Standard - előre gyártott ház

Ha a projekt olyan szabványos alkatrészeket tartalmaz, mint az Arduino, a RaspberryPi, és néhány szabványos alkatrészt vagy érzékelőt, akkor valószínűleg online talál egy szabványos burkolatot. Az alábbiakban bemutatunk néhány példát az Elkészített házakra.

Megtalálhatja őket a helyi online webhelyeken, valamint számos olyan nemzetközi webhelyen, mint az Alibaba vagy az Aliexpress. Egyes eladók segíthetnek a testreszabásban, ha van egy bizonyos minimális mennyiség. Ha a terméked hasonlít valamihez, ami már létezik a piacon, akkor ezzel a furfangos módszerrel visszavezetheted a termék burkolatának gyártóját, és megpróbálhat alkut tárgyalni.

Egy másik valószínű esetben, ha több alkatrészből áll össze, és ha az esztétika nem jelent gondot, akkor a legjobb választás az, ha egy por bevonó fémpanelt választ, ahol az alkatrészeket, például a vezérlőket, reléket stb. sínek. Könnyedén megtalálhatja online a din-rail mount Arduino / málna vezérlők burkolatát, din-rail reléit, din rail tápegységeit stb. Akár egy kicsit is módosíthatja a panelt, hogy kijelzők és kapcsolók is szerepeljenek a panel ajtaján. A panelméretek néhány centimétertől néhány méterig változhatnak. Ez a módszer az ipari automatizálási iparban bevett gyakorlat.

Visszatérve a hőmérő példa házához, egyetlen házat sem találunk egyetlen weboldalon sem. Szerencsés azonban, ha talál fröccsöntő céget, amely már gyárt egy hasonló burkolatot, amely megfelel az Ön igényeinek. A nagy hátrány itt az, hogy terméke önmagában nem fog egyedülállónak tűnni, mivel burkolatgyártója senkinek eladja a világ minden tájáról.

A readymade burkolat előnyei

Ha az elkészített ház megfelel az Ön igényeinek, akkor

• Gyorsabb szállítások
• Nincs szükség idő- és pénzbefektetésre
• Jobb minőség

Az elkészített ház burkolatának hátrányai

• Nincs vagy nagyon minimális testreszabás
• Nincs anyagi lehetőség

3D nyomtatás

Ha a szabványos burkolatok nem felelnek meg Önnek, akkor a 3D nyomtatás nagyszerű módja annak, hogy elindítsa a terméket. A 3D nyomtatás kiváló prototípus készítéshez. Kezdetben csak néhány mennyiséget (valószínűleg néhány százat) keres, és szeretné tesztelni termékének piacát, mielőtt jelentős beruházást jelentene. Nem kell sok idő és költség a termék kinyomtatásához, miután a CAD terv elkészült.

Ha érdekelne a 3D nyomtatás, olvassa el a cikket a 3D nyomtatás megkezdéséről, valamint más 3D nyomtatási projekteket, amelyeket korábban építettünk inspirációként.

Alkatrészek CAD tervezése → Szeletelés (szeletelő szoftverben) → 3D nyomtatás → Utómunka

1. Először készítse el a ház 3D modelljét
2. Importálja a 3D-s modellt a szeletelő szoftverbe, mint például a Cura, a Simple3D és a Slic3R

A szeletelés az, ahol a 3D-s modellt átalakítják olyan rétegekké és kódokká, amelyeket a 3D-nyomtató megérthet.

A különféle nyomtatási paraméterek beállításával vizualizálhatja a támaszokat, és megbecsülheti a nyomtatáshoz szükséges időt is.

1. Ezt követi a 3D nyomtatás és utómunka. Az utófeldolgozás magában foglalja a hordozók eltávolítását, a villanást és a felületkezelés kémiai kezelését ABS anyag esetén.

Számos 3D nyomtatási szolgáltató a weboldalán vagy e-mailen keresztül megkapja a tervét, kinyomtatja és elküldi Önnek a nyomtatott terméket - mindezt egy héten belül. Zavartalan! Ugye. A 3D nyomtatási szolgáltatók a termék nyomtatásához szükséges idő alapján számolnak fel díjat, az óránkénti díj pedig a választott anyag típusától függ.

Fontos, hogy tisztában legyen néhány fontos tényezővel, miközben eldönti, hogy a 3D-s nyomtatást választja-e. Ezek a tényezők a termék anyagai és a feldolgozási időt, ezáltal az Ön költségét befolyásoló tényezők.

Jelenleg a 3D nyomtatás két leggyakoribb módja a

Fuzionos depozíció modellezés (FDM)

A Fused Filament Fabrication (FFF) néven is ismert, egy olyan adalékanyag-előállítási folyamat, amelynek során egy objektumot úgy építenek meg, hogy az olvadt anyagot szelektíven, előre meghatározott útvonalon rétegenként lerakják. A felhasznált anyagok hőre lágyuló polimerek és szálas formában vannak.

Sztereolitográfia (SLA)

Az SLA úgy működik, hogy nagy teljesítményű lézerrel megkeményíti a folyékony gyantát a nyomtatóágyban, hogy létrehozza a kívánt 3D-s alakot - ezt a folyamatot polimerizációnak nevezik. A fényalapú 3D nyomtatásnak sokféle típusa van, amelyet nagyjából a digitális fényfeldolgozás (DLP) kategóriába sorolnak.

	Fuzionos lerakódás modellezése (FDM)	Sztereolitográfia (SLA)
Alkalmazás	Normál alkatrészek	Rész bonyolult felületekkel (ékszerek és apró alkatrészek) Kis elektronikus házak
Költség	Olcsóbb
Idő		Gyorsabban
Végső	Általában durva és réteges Acetonnal kezelt ABS esetén sima	Sima
Anyagok	Leggyakoribb: PLA, ABS, Nylon, csípő, PET, PC	Normál gyanta, tiszta gyanta, szívós vagy tartós gyanta és magas hőmérsékletű gyanta.

Most maradjunk az FDM mellett, mivel az szélesebb körben elérhető és megfelel a vitánknak.

A 3D nyomtatás tervezési szempontjai

A termék megtervezése során fontos megérteni a piacon elérhető 3D nyomtatók korlátait. Fontos, hogy megismerje az FDM 3D nyomtató működését.

Abban az esetben, ha nem értesz a CAD tervezéshez, azt tanácsolom, hogy vegye igénybe a professzionális 3D tervezési szolgáltatásokat, és egyes esetekben maguk a 3D nyomtatási szolgáltatók is kínálnak 3D tervezési szolgáltatásokat. Ezek a szolgáltatások díjkötelesek - többnyire óránként. A legfontosabb tervezési szempontok a következők

Összeszerelés: Ha több alkatrésze van, amelyek összeállnak egy végső tárgygá, akkor meg kell gondolnia azokat a rendelkezéseket, amelyek az alkatrészek egymáshoz illesztéséhez szükségesek - alkatrészek illesztése, csavarok stb.

Túl függesztés: A valóság az, hogy az FDM 3D nyomtatók nem alkalmasak túlnyúló vagy meredek ferde felületek nyomtatására. Durva felületeket kap, támaszra van szüksége, amelyet utólag kell feldolgoznia.

Komplexitás: A komplexitás olyan bonyolultságot jelent, mint a vékony részek, apró tulajdonságok és nagyon összetett formák. Míg a 3D nyomtatók mindezt könnyedén végzik, néha nem működnek jól.

Ezeket a tényezőket kell szem előtt tartanod, miközben a tervezéstől a 3D nyomtatási folyamatig haladsz.

Folyamat szempontok a 3D nyomtatáshoz

A folyamat összes szempontja befolyásolja a nyomtatás idejét és a kész objektum minőségét.

Mindezek a paraméterek a szeletelő szoftvereken (Cura, Simple3D és Slic3R) keresztül vizualizálhatók és elemezhetők

A tájolás számít: Az alábbi képen látható a miért. Próbálja meg úgy orientálni az alkatrészt, hogy kevesebb támogatást igényeljen és kevésbé lógjon. A legjobb tájolás jobb befejezést és rövidebb nyomtatási időt eredményez.

Rétegvastagság / rétegmagasság: A rétegvastagság az egyes egymást követő anyagadatok rétegmagasságának mértéke a 3D nyomtatási folyamat során, amelyben a rétegek egymásra kerülnek. Csökkentse a rétegvastagságot, hosszabb ideig tart a nyomtatáshoz szükséges idő, és javul a minőség. Az alábbi kép a rétegvastagság és a nyomtatási idő kapcsolatának perspektíváját mutatja be.

Kitöltési sűrűség: A kitöltési sűrűség az objektum belsejében kinyomtatott szál mennyisége, és ez közvetlenül kapcsolódik a nyomtatás erősségéhez, súlyához és a nyomtatás időtartamához. Esetünkben - burkolatunkban - nem találkozunk a kitöltési sűrűséggel, mivel a részünk héj és nem szilárd tárgy. Ha van egy szilárd része, akkor nagyobb a kitöltési sűrűség, nagyobb az erő és a nyomtatási idő.

Támogatások: A 3D nyomtatási támogató struktúrák nem részei a modellnek. A nyomtatás során a modell egyes részeit támogatják. Ez azt jelenti, hogy a nyomtatás befejezése után további feladata lesz a struktúrák eltávolítása, mielőtt a modell üzemkész lenne.

Vannak más tényezők, mint például a nyomtatási sebesség, a héj vastagsága, a fúvóka átmérője, az extrudálási hőmérséklet és a tutaj, amelyek miatt nem kell aggódnia, mivel ezeket a szolgáltató optimális szinten állítja be

Utófeldolgozás: Az ABS alkatrészek a 3D nyomtatási folyamat után acetonnal kezelhetők, hogy fényes megjelenést kapjanak.

Az alábbiakban összehasonlítjuk az acetonnal kezelt ABS és a nem kezelt ABS tárgyakat. Az az üzenet, amelyet el akarok küldeni, az a nyomtatási minőség, amely a funkcionalitás és az esztétika szempontjából optimális.

Szoftverek A tervezéshez használják

Ingyenes: Sketchup, Blender 3D, Open SCAD.

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

Szeleteléshez használt szoftverek - Ingyenes: Cura, Simple3D, Slic3R

3D nyomtatási költségelemzés

A 3D nyomtatás költsége az Ön által választott anyagtól és a termék nyomtatásához szükséges időtől függ.

A költségek általában 300 - 600INR között mozognak. Ezenkívül további kiegészítőket, például ABS-aceton kezelést kell felszámolni (50-100INR).

Ennek perspektívájaként nézzük meg digitális IR hőmérőnk nyomtatási költségeit. 4 órára és 11 percre van szükség a digitális infravörös hőmérő alapvető verziójának kinyomtatásához. Megnézheti a korábban elkészített Contactless IR hőmérőt egy 3D nyomtatott ház segítségével.

Folyamatparaméterek: Rétegmagasság: 0,25 mm, Nyomtatási sebesség 60 mm / s. Mivel utólagos feldolgozás nélkül fogunk ABS anyagot vásárolni, ez valahol 1200 INR körül kerülne egy nyomtatáshoz.

A 3D nyomtatás előnyei

• A tervezés szabadsága
• Gyors prototípus - az iterációk szabadsága
• Igény szerint nyomtathat, és csak azért fizet, amiért nyomtat

A 3D nyomtatás hátrányai

• Korlátozott anyagválasztás
• Korlátozott build mennyiség
• Befejezés minősége

A 3D nyomtatás piaci trendje

Mivel a 3D nyomtatási szolgáltatások könnyebben elérhetők, a 3D nyomtatás ára csökkenhet. Az Azul 3D 'High Area Rapid Printing Technology' egy forradalmi SLA módszer, amely képes egyszerre kinyomtatni az egész ágy egy rétegét. A piac elérése azonban eltart egy ideig.

Fröccsöntés

A fröccsöntés a legelterjedtebb tömeggyártási módszer az iparban, és akkor a legalkalmasabb, ha több ezer terméket szeretne gyártani. Ha bármilyen műanyagból készült terméket néz körül, valószínűleg a fröccsöntéssel készül. Az első termék előállításához sok idő és pénz kell, de ha ez megtörtént, több száz vagy akár több ezer terméket lehet legyártani egy nap alatt, nagyon olcsó áron.

Hogyan folyik a folyamat fröccsöntésnél?

Terméktervezés → Szerszámtervezés (penésztervezés) → Próbaüzem → Tömeggyártás → Utómunka

1. Először a termék tervezését ugyanúgy végzi, mint a 3D nyomtatáshoz - akár saját maga, akár egy professzionális CAD-tervező segítségével.

2. Ezután átadja a termék tervét egy szerszámtervezőnek (főleg fröccsöntő szolgáltatónak), további részletekkel együtt, mint például az anyagválasztás, a mennyiség és a befejezés típusa. A szolgáltató megtervezi az eszközt (azaz a szerszámot), és elemzi az alkatrészek, a szerszámáramlás és az összes többi paraméter egyezését a termékterv és a kívánt specifikációk szerint.

Miután ez elkészült, a szolgáltató próbaüzemre indul, és szükség esetén korrekciókat hajt végre. Végül folytatja a tömeggyártást. Az utófeldolgozás olyan műveleteket foglal magában, mint a vaku és kapuk eltávolítása és polírozás.

A Mold / Tool olyan fémtömb, amelynek negatív / ellentétes profilja van a gyártani kívánt tárgynak. Ez egy magblokkból és üregblokkból áll, valamint más tartóelemekkel, például hűtőrendszerrel, kidobócsappal stb. A fröccsöntés során a fűtött műanyag az üreg belsejében áramlik és lehűl. Az alkatrészt ezután automatikusan kidobják, majd utólagosan feldolgozzák, olyan tevékenységeket végezve, mint például a villogások és kapuk eltávolítása és polírozás.

Fröccsöntésben használt anyagok

A kereskedelmi forgalomban lévő műanyagok nagy része fröccsöntéshez használható.

Tehát a késztermék tulajdonságai megegyeznek a választott anyag tulajdonságával.

Pl.: polikarbonát és polisztirol az átlátszó termékekhez, a polipropilén (PP és PET) jó az élelmiszeripari műanyagokhoz, a poliéterimid (PEI) a magas hőállósághoz.

Ha olyan rugalmas anyagokról van szó, mint a poli uretán vagy a szilikon gumi, a fröccsöntési koncepció kissé változik. Minden anyag gyártási költsége eltérő. A formákat egy adott műanyaghoz tervezték. Előfordulhat, hogy egy adott anyaghoz tervezett szerszámok / öntőformák nem használhatók más anyagoknál, mert mindegyik anyag különböző módon zsugorodik. Tehát döntsön anyagáról a tervezés szakaszában.

A szerszámnak vagy a penésznek élettartama van. Az eszköz anyaga és költsége a gyártani kívánt termékek becsült számától függ. A szerszám minimális élettartama kb. 5000 darab. Tehát becsülje meg a mennyiséget a kezdeti szakaszban.

Sok tényező játszik szerepet a termék kikészítése és bonyolultsága alapján - például -

Ha nagyon jó minőségre van szüksége, akkor a szerszámtervezés bizonyos funkciókat tartalmaz, amelyek növelik a költségeket.

Ha nagyon bonyolult struktúrák vannak, amelyek megnehezítik a hagyományos szerszámgyártást, akkor az eszközkészítő szokatlan módszereket alkalmaz, ami növeli a költségeket.

Mindössze annyit kell tennie, hogy tisztázza, mit akar - a tervezés, a mennyiség, a kivitel és az anyag.

A fröccsöntés költségeinek megfizetése

Menjen azzal a szolgáltatóval, aki végpontok közötti megoldást ad, azaz a szerszámok tervezésétől a termék gyártásáig, hogy elkerülje a koordinációs kérdéseket. A szolgáltató gondoskodik az összes tényezőről, figyelembe véve a tervezési, mennyiségi, anyag- és befejezési követelményeket.

A költségstruktúrát kétféleképpen folytathatja. Például az IR digitális hőmérőnket vesszük figyelembe a költségstruktúra különbségének elemzéséhez.

Külön költség a szerszámtervezéshez és a szerszámgyártáshoz, és külön a termékgyártás egységenkénti költsége, amely magában foglalja az anyagköltséget, a gépköltséget, a munkaerőköltséget stb. És külön számlázza a termékeket. Ebben az esetben jelentős kezdeti fix költség (pl.: 1-2 lac INR) és egységenkénti termékköltség (pl.: 10-50 INR) merül fel.

Késztermék egységenként, amely tartalmazza a termék gyártási költségét és a szerszámköltséget is. Ebben az esetben a szerszámtervezés és -gyártás fix kezdeti költsége feloszlik a termék mennyiségére. Pl.: Ezt a költséget (pl. 2 lac INR) elosztjuk a megrendelés teljes mennyiségében (5000 darab) a termék gyártási költségein felül (pl. 20 INR).

Tehát 200000 INR / 5000 egység = 40 INR (szerszámköltség) + 20 INR (termékköltség) = 60 INR (összköltség)

Ez a költségszerkezet megkönnyíti a kezdeti szerszámköltség terhét és változóvá teszi a burkolat költségét.

A formázás előnyei

• A legjobb nagy mennyiségű termékhez
• Jó befejezés - fényes vagy matt felület
• Széles anyagválasztás

A formázás hátrányai

• Magas kezdeti idő és költség

Bónusz téma

Ha termékeit a mainstream piacra helyezi, előfordulhat, hogy meg kell terveznie és gyártania a terméket bizonyos behatolás- és ütésvédelemnek megfelelően. Ez a termék megbízhatóságának hatékony közlése az ügyfelekkel.

IP besorolás: Az IP (vagy "behatolásvédelem") minősítések olyan nemzetközi szabványok, amelyek az elektromos házak tömítési hatékonyságának szintjét határozzák meg az idegen testek (szerszámok, szennyeződések stb.) És nedvesség behatolása ellen.

IK minősítés

Az IK besorolások jelzik az elektromos burkolatok külső mechanikai hatások elleni védettségét. Az IK minősítési skála meghatározza a burkolat képességét, hogy ellenálljon a joule-ban mért ütési energiaszinteknek (J).