Sprievodca porovnaním pre efektívnu výrobu elektronických krabičiek pre vaše výrobky

Povedzme, že ste v konečnej fáze vytvárania prototypov alebo ste vyvinuli nový elektronický produkt a uvažujete o rozšírení a predaji svojho produktu na bežnom trhu. Aj keď môžete ľahko získať zdroj plošných spojov, senzorov a ďalších elektronických / elektrických komponentov, často narazíte na získanie krytu, najmä keď produkt potrebuje prispôsobené puzdro, alebo keď produkt interaguje s používateľom pravidelne.

Z tohto článku sa dozviete, aké sú bežné spôsoby získania obalu pre váš výrobok, ako zvoliť správny typ obalu a kde hľadať poskytovateľa služieb. Pretože väčšina z vás bude hľadať nákladovo efektívny, odolný a ľahko vyrobený obal, zameriame sa na plast, pretože vďaka vyššie uvedeným vlastnostiam urobí skvelú prácu.

Najbežnejšie spôsoby, ako získať výrobok z obalu, sú -

Štandardné puzdro a panely
3D tlač
Vstrekovanie

Ďalej k informáciám v článku vyhodnotíme každú metódu pomocou nižšie uvedeného krytu digitálneho IR teplomeru (zložitý tvar, zložité podrobnosti), aby sme vám pomohli získať predstavu o scenári v reálnom svete.

Hlavné kritériá, na základe ktorých vyhodnotíme každú metódu, sú náklady, čas, prispôsobenie, zložitosť, kvalita a škálovateľnosť. Budeme porovnávať štandardné puzdro vs 3D tlač vs vstrekovanie.

Kritériá	Readymade plášť	3D tlač	Vstrekovanie
Náklady	Náklady sú úmerné množstvu. Ak je však množstvo značné, môžete rokovať o lepšej cene ⭐	Cena je úmerná času tlače. Rozsahy od 300 do 600 INR za hodinu v závislosti od materiálu (dodatočné spracovanie)	Vysoké počiatočné náklady na návrh nástroja a veľmi lacné výrobné náklady na výrobok. Ak je množstvo značné, náklady na návrh nástroja sa rozdelia do jednotkových nákladov.
Čas	Žiadne obmedzenia času. Objednajte si a doručte ⭐	Po dizajne je čas potrebný na vytlačenie každej časti úmerný množstvu.	Postdizajn, návrh nástrojov (foriem) a výroba nástrojov trvajú určitý čas (od jedného týždňa do mesiaca). Len čo je nástroj pripravený, môžete za deň vyrobiť stovky alebo dokonca tisíce výrobkov.
Prispôsobenie	Veľmi nízke po č	Úplne prispôsobiteľné a možné viac iterácií ⭐	Po dokončení návrhu formy nie je prispôsobenie možné.
Zložitosť produktu	Plášte pre štandardné výrobky.	Zložité a zložité štruktúry možné bez ďalších poplatkov ⭐	Zložité a zložité štruktúry sú možné, ale za príplatok
Dokončiť kvalitu	Hlavne dobre. Ale, nedá sa prispôsobiť.	Hrubé a vrstvené Výnimka: Acetónom upravené diely ABS	Lesklý a matný povrch ⭐
Škála	Žiadne obmedzenia stupnice ⭐	Možné pre menej ako 1 000 kusov	Možné pre viac ako 1000 kusov

Štandard - hotové puzdro

Ak váš projekt zahŕňa štandardné komponenty ako Arduino, RaspberryPi a niektoré štandardné komponenty alebo senzory, najpravdepodobnejšie nájdete online štandardný kryt. Ďalej uvádzame niekoľko príkladov krabičiek Readymade.

Nájdete ich na miestnych online stránkach aj na mnohých medzinárodných webových stránkach, ako je Alibaba alebo Aliexpress. Niektorí predajcovia vám môžu pomôcť s prispôsobením, ak máte určité minimálne množstvo. Ak je váš produkt podobný niečomu, čo už na trhu existuje, môžete tento záludný spôsob vyhľadať späť k výrobcovi krytu produktu a pokúsiť sa vyjednať dohodu.

V inom pravdepodobnom prípade, keď máte zostavu z viacerých komponentov a kde estetická podstata nie je dôležitá, je najlepšou voľbou ísť na kovový panel s práškovým nástrekom, kde môžete upevniť komponenty ako ovládače, relé atď. koľajnice. Môžete ľahko nájsť na lištu montáž Arduino / malina radiče plášťa, na DIN lištu relé din napájacej jednotky železničnej napájanie, atď. On-line. Panel môžete dokonca trochu vyladiť tak, aby obsahoval displeje a prepínače na dverách panelu. Veľkosti panelov sa môžu pohybovať od niekoľkých centimetrov do niekoľkých metrov. Táto metóda je v priemysle priemyselnej automatizácie bežnou praxou.

Keď sa vrátime k nášmu príkladu plášťa teplomeru, nenájdeme žiadny taký plášť na žiadnej webovej stránke. Máte však šťastie, ak nájdete spoločnosť na vstrekovanie, ktorá už vyrába podobný obal, ktorý vyhovuje vašim potrebám. Veľkou nevýhodou je, že váš produkt nebude sám o sebe vyzerať jedinečne, pretože váš predajca obalov bude predávať tiež všetkým na celom svete.

Výhody puzdra Readymade

Ak hotový plášť vyhovuje vašim potrebám, potom -

Rýchlejšie dodávky
Nie je potrebné investovať čas a peniaze
Lepšia kvalita povrchovej úpravy

Nevýhody krytu Readymade

Žiadne alebo veľmi minimálne prispôsobenie
Žiadne materiálne možnosti

3D tlač

Ak vám štandardné kryty nevyhovujú, potom je 3D tlač skvelým spôsobom, ako naštartovať váš produkt. 3D tlač je skvelá na vytváranie prototypov. Spočiatku budete hľadať iba niekoľko množstiev (pravdepodobne niekoľko stoviek) a pred tým, ako nalejete významnú investíciu, chcete vyskúšať svoj trh. Vytlačenie produktu po dokončení návrhu CAD nevyžaduje veľa času a nákladov.

Ak sa chcete dozvedieť viac o 3D tlači, prečítajte si článok o začatí práce s 3D tlačou a tiež ďalšie projekty 3D tlače, ktoré sme pre inšpiráciu vytvorili skôr.

CAD projektovanie dielov → Krájanie (v softvéri na krájanie) → 3D tlač → Následné spracovanie

Najskôr si pripravíte 3D model plášťa
Importujte 3D model do softvéru na krájanie, ako sú Cura, Simple3D a Slic3R

Krájanie je miesto, kde sa váš 3D model prevádza na vrstvy a kódy, ktorým 3D tlačiareň dokáže porozumieť.

Vyladením rôznych parametrov tlače môžete vizualizovať podpory a tiež odhadnúť čas potrebný na tlač.

Potom nasleduje 3D tlač a následné spracovanie. Následné spracovanie spočíva v odstránení podpier, blesku a chemickom opracovaní povrchu v prípade materiálu ABS.

Mnoho poskytovateľov služieb 3D tlače získa váš návrh prostredníctvom svojej webovej stránky alebo e-mailu, vytlačí ho a pošle vám tlačený produkt - to všetko do týždňa. Bezproblémová! Nie je to tak? Poskytovatelia služieb 3D tlače vám budú účtovať poplatky podľa času potrebného na tlač vášho produktu a hodinová sadzba sa líši podľa typu materiálu, ktorý si vyberiete.

Keď sa rozhodnete pre 3D tlač, je dôležité si uvedomiť niektoré dôležité faktory. Tieto faktory sú materiálmi produktu a faktory ovplyvňujúce čas spracovania, a tým aj vaše náklady.

V súčasnosti sú dve najbežnejšie metódy 3D tlače -

Modely fúzneho ukladania (FDM)

Tiež sa nazýva FFF (Fused Filament Fabrication). Je to aditívny výrobný proces, pri ktorom sa objekt vyrába selektívnym nanášaním roztaveného materiálu na vopred stanovenú cestu vrstvu po vrstve. Použitými materiálmi sú termoplastické polyméry, ktoré majú formu vlákna.

Stereolitografia (SLA)

Spoločnosť SLA pracuje tak, že pomocou vysoko výkonného lasera vytvrdzuje kvapalnú živicu v tlačiarenskom lôžku a vytvára požadovaný 3D tvar - proces známy ako polymerizácia. Existuje veľa druhov 3D tlače na báze svetla, ktorá sa všeobecne klasifikuje ako digitálne spracovanie svetla (DLP).

	Modely fúzneho ukladania (FDM)	Stereolitografia (SLA)
Aplikácia	Štandardné diely	Časť so zložitými povrchmi (šperky a malé diely) Malé elektronické kryty
Náklady	Lacnejšie
Čas		Rýchlejšie
Dokončenie	Spravidla hrubé a vrstvené Hladký v prípade ABS upraveného acetónom	Hladké
Materiály	Najčastejšie: PLA, ABS, Nylon, HIPS, PET, PC	Štandardná živica, číra živica, húževnatá alebo odolná živica a vysokoteplotná živica.

Zatiaľ zostaňme pri FDM, ktorý je širšie dostupný a vyhovuje našej diskusii.

Úvahy o dizajne pre 3D tlač

Pri navrhovaní produktu je dôležité porozumieť obmedzeniam 3D tlačiarní dostupných na trhu. Je dôležité, aby ste pochopili fungovanie 3D tlačiarne FDM.

V prípade, že nie ste v navrhovaní CAD zdatní, odporúčam vám, aby ste využili profesionálne služby v oblasti 3D navrhovania. V niektorých prípadoch ponúkajú služby 3D dizajnu samotní poskytovatelia služieb 3D tlače. Tieto služby sú spoplatnené - väčšinou za hodinu. Najdôležitejšie aspekty návrhu sú

Montáž: Ak máte niekoľko častí, ktoré sa spájajú do výsledného objektu, musíte premýšľať o opatreniach potrebných na vzájomné spojenie častí - zladenie častí, skrutky atď.

Previsnuté: Realita je taká, že 3D tlačiarne FDM nie sú vynikajúce v tlači previsnutých alebo strmých šikmých povrchov. Získate drsný povrch, potrebujete podporu, ktorú musíte dodatočne spracovať.

Zložitosť: Zložitosť znamená zložitosť, ako napríklad tenké časti, drobné prvky a veľmi zložité tvary. Aj keď sú 3D tlačiarne určené na to, aby to všetko zvládli s ľahkosťou, niekedy nefungujú dobre.

Pri prechode od návrhu k procesu 3D tlače musíte pamätať na nasledujúce faktory.

Úvahy o procese pre 3D tlač

Všetky úvahy o procese majú vplyv na čas tlače a kvalitu hotového objektu.

Všetky tieto parametre je možné vizualizovať a analyzovať pomocou softvéru na krájanie (Cura, Simple3D a Slic3R)

Na orientácii záleží: Obrázok nižšie ukazuje prečo. Snažte sa orientovať časť tak, aby vyžadovala menšiu oporu a menšie zavesenie. Najlepšia orientácia povedie k lepšej povrchovej úprave a kratšej dobe tlače.

Hrúbka vrstvy / výška vrstvy : Hrúbka vrstvy je mierou výšky vrstvy každého postupného pridávania materiálu v procese 3D tlače, v ktorom sú vrstvy stohované. Nižšia hrúbka vrstvy, dlhší čas potrebný na tlač a lepšia kvalita povrchovej úpravy. Nasledujúci obrázok poskytuje perspektívu vzťahu medzi hrúbkou vrstvy a časom tlače.

Hustota výplne: Hustota výplne je množstvo vlákna vytlačeného vo vnútri objektu, ktoré priamo súvisí s pevnosťou, hmotnosťou a trvaním tlače. V našom prípade - výbehu sa nestretneme s hustotou výplne, pretože našou súčasťou je škrupina a nie pevný predmet. Ak máte pevnú súčasť, potom viac hustoty výplne, viac sily a viac času tlače.

Podpery: Podporné konštrukcie pre 3D tlač nie sú súčasťou modelu. Používajú sa na podoprenie častí modelu počas tlače. To znamená, že po dokončení tlače máte ďalšiu úlohu odstrániť štruktúry skôr, ako je model pripravený na použitie.

Nemusíte si robiť starosti s ďalšími faktormi, ako je rýchlosť tlače, hrúbka škrupiny, priemer trysky, teplota vytláčania a raft, pretože tieto hodnoty nastaví poskytovateľ služieb na optimálnu úroveň.

Následné spracovanie: Súčasti ABS môžu byť po procese 3D tlače ošetrené acetónom, aby získali lesklý vzhľad.

Ďalej uvádzame porovnanie ABS a neošetrených ABS predmetov. Chcem vám povedať, že ide o kvalitu tlače, ktorá je optimálna z hľadiska funkčnosti a estetiky.

Softvér používaný na dizajn

Zadarmo: Sketchup, Blender 3D, Open SCAD.

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

Softvér používaný na krájanie - zadarmo: Cura, Simple3D, Slic3R

Analýza nákladov na 3D tlač

Náklady na 3D tlač závisia od vášho výberu materiálu a času potrebného na tlač produktu.

Cena sa zvyčajne pohybuje od 300 do 600INR. Za doplnky, ako je ošetrenie ABS acetónom, sa bude účtovať príplatok (50 - 100 INR).

Aby sme to uviedli na pravú mieru, pozrime sa na náklady na tlač nášho digitálneho IR teplomeru. Vytlačenie základnej verzie nášho digitálneho infračerveného teplomera trvá 4 hodiny a 11 minút. Môžete si tiež pozrieť bezkontaktný IR teplomer, ktorý sme predtým zostavili, pomocou 3D tlačenej krabičky.

Parametre procesu: Výška vrstvy: 0,25 mm, Rýchlosť tlače 60 mm / s. Pretože pôjdeme na materiál ABS bez následného spracovania, stálo by nás to niekde okolo 1200 INR za tlač.

Výhody 3D tlače

Sloboda dizajnu
Rýchle prototypy - sloboda pre iterácie
Tlačte na požiadanie a platte iba za to, čo tlačíte

Nevýhody 3D tlače

Obmedzený výber materiálov
Obmedzený objem zostavy
Dokončiť kvalitu

Trendový trend pre 3D tlač

Pretože sú služby 3D tlače ľahšie dostupné, ceny 3D tlače môžu klesnúť. Azul 3D „High Area Rapid Printing technology“ je revolučná metóda SLA, ktorá však dokáže tlačiť vrstvu celej postele naraz. Dosiahnutie trhu však bude chvíľu trvať.

Vstrekovanie

Vstrekovanie je najbežnejšia metóda hromadnej výroby v priemysle a je najvhodnejšia na výrobu tisícov výrobkov. Ak sa pozeráte na akýkoľvek výrobok vyrobený z plastu vo vašom okolí, pravdepodobne sa vyrába vstrekovaním. Výroba prvého produktu si vyžaduje veľa času a peňazí, ale až budete hotoví, môžete za deň vyrobiť stovky alebo dokonca tisíce produktov za veľmi lacnú cenu.

Ako prebieha proces vstrekovania?

Dizajn produktu → Dizajn nástroja (forma) → Skúšobné chody → Hromadná výroba → Postprocesing

1. Najprv urobíte návrh produktu rovnako, ako ste to urobili pri 3D tlači - buď sami, alebo prostredníctvom profesionálneho návrhára CAD.

2. Potom dáte produktový dizajn návrhárovi nástrojov (väčšinou poskytovateľ služieb vstrekovania) spolu s ďalšími podrobnosťami, ako je výber materiálu, množstvo a typ povrchovej úpravy. Poskytovateľ služieb navrhne nástroj (tj. Formu) a analyzuje zladenie častí, tok formy a všetky ostatné parametre podľa návrhu výrobku a požadovaných špecifikácií.

Keď to bude hotové, poskytovateľ služieb prejde na skúšobnú prevádzku a v prípade potreby vykoná opravy. Nakoniec pokračuje v hromadnej výrobe. Postprocesing zahŕňa činnosti, ako je odstránenie blesku a brán a leštenie.

Forma / nástroj je kovový blok, ktorý má negatívny / opačný profil predmetu, ktorý chcete vyrobiť. Skladá sa z bloku jadra a bloku dutiny spolu s ďalšími nosnými časťami, ako je chladiaci systém, vyhadzovací kolík atď. V procese vstrekovania plastov prúdi ohriaty plast do dutiny a ochladzuje sa. Diel sa potom automaticky vysunie a potom sa následne spracuje, napríklad na odstránenie bleskov a brán a leštenie.

Materiály používané pri vstrekovaní

Väčšina z komerčných plastových materiálov sa dá použiť na vstrekovanie plastov.

Takže vlastnosť hotového výrobku bude mať vlastnosť materiálu, ktorý si vyberiete.

Napr.: Polykarbonát a polystyrén pre priehľadné výrobky, Polypropylén (PP a PET) sú dobré pre potravinárske plastové materiály, Polyéterimid (PEI) pre vysokú tepelnú odolnosť.

Pokiaľ ide o pružné materiály, ako je polyuretán alebo silikónový kaučuk, koncept vstrekovania sa trochu líši. Každý materiál má iné náklady na výrobu. Formy sú určené pre konkrétny plastový materiál. Nástroje / Formy určené pre konkrétny materiál nemusia byť užitočné pre iný materiál, pretože každý materiál sa zmenšuje iným spôsobom. Takže sa rozhodnite pre svoj materiál vo fáze návrhu.

Nástroj alebo forma majú životnosť. Materiál a náklady na nástroj sa líšia v závislosti od odhadovaného počtu produktov, ktoré chcete vyrobiť. Minimálna životnosť nástroja je cca 5 000 kusov. Takže spravodlivo odhadnite množstvo v počiatočnej fáze.

Veľa faktorov vstupuje do hry na základe konečnej úpravy a zložitosti produktu - napríklad

Ak potrebujete veľmi jemnú kvalitu, potom návrh nástroja obsahuje určité funkcie, ktoré zvyšujú náklady.

Ak existujú veľmi zložité štruktúry, ktoré sťažujú výrobu bežných nástrojov, potom výrobca nástrojov používa nekonvenčné metódy, ktoré zvyšujú náklady.

Všetko, čo musíte urobiť, je mať jasno v tom, čo chcete - dizajn, množstvo, povrchová úprava a materiál.

Náklady na vstrekovanie

Choďte s poskytovateľom služieb, ktorý poskytuje komplexné riešenie, tj od návrhu nástroja po výrobu produktu, aby ste predišli problémom s koordináciou. Poskytovateľ služieb sa postará o všetky faktory podľa vašich požiadaviek na dizajn, množstvo, materiál a povrchovú úpravu.

Existujú dva spôsoby, ako môžete vytvoriť štruktúru nákladov. Ako príklad si vezmeme náš IR digitálny teplomer na analýzu rozdielov v štruktúre nákladov.

Samostatné náklady na návrh a výrobu nástrojov a samostatné náklady na výrobu výrobkov, ktoré zahŕňajú náklady na materiál, stroje, mzdové náklady atď. Poskytovateľ služieb vám účtuje náklady za návrh a výrobu nástroja osobitne. A za výrobky účtuje osobitne. V takom prípade vám vzniknú značné počiatočné fixné náklady (napr. 1 - 2 lac INR) a náklady na jednotku produktu (napr. 10 - 50 INR).

Na jednotku hotového výrobku, ktorá zahŕňa výrobné náklady aj náklady na nástroj. V takom prípade sú fixné počiatočné náklady na návrh a výrobu nástrojov rozdelené medzi množstvo produktu. Napr.: Tieto náklady (napr. 2 lac INR) sa rozdelia do celkového množstva (5 000 kusov), ktoré si objednáte, navyše k výrobným nákladom produktu (napr. 20 INR).

Takže 200 000 INR / 5 000 jednotiek = 40 INR (náklady na nástroj) + 20 INR (náklady na produkt) = 60 INR (celkové náklady)

Táto štruktúra nákladov zmierňuje bremeno počiatočných nákladov na nástroj a robí náklady na plášť premennou.

Výhody tvarovania

Najlepšie pre veľké množstvo produktu
Dobrá povrchová úprava - lesklý povrch alebo matný povrch
Široký výber materiálu

Nevýhody tvarovania

Vysoký počiatočný čas a náklady

Téma bonusu

Pri umiestňovaní svojich výrobkov na hlavný trh možno budete musieť navrhnúť a vyrobiť výrobok s určitou ochranou proti vniknutiu a ochranou proti nárazu. Účelom je efektívne oznámiť zákazníkom spoľahlivosť produktu.

Hodnotenie IP: Hodnotenie IP (alebo „ochrana proti vniknutiu“) sú medzinárodné normy, ktoré sa používajú na definovanie úrovní účinnosti utesnenia elektrických krytov proti vniknutiu cudzích telies (náradie, nečistoty atď.) A vlhkosti.

Hodnotenie IK

Hodnotenia IK označujú stupne ochrany poskytované elektrickými krytmi proti vonkajším mechanickým nárazom. Hodnotiaca stupnica IK identifikuje schopnosť krytu odolávať hladinám nárazovej energie meraným v jouloch (J).