Sammenligningsvejledning til effektivt at fremstille elektroniske kabinetter til dine produkter

Lad os sige, at du er i den sidste fase af prototyping eller har udviklet et nyt elektronisk produkt, og at du overvejer at opskalere og sælge dit produkt på det almindelige marked. Mens du nemt kan hente printkort, sensorer og andre elektroniske / elektriske komponenter, snubler du ofte med at få et kabinet, især når produktet har brug for et tilpasset kabinet, eller når produktet interagerer med brugeren regelmæssigt.

Du ved fra denne artikel, hvad der er de mest almindelige måder at få et hylster til dit produkt på, hvordan man vælger den rigtige type hylster, og hvor man skal lede efter en tjenesteudbyder. Da de fleste af jer vil være på udkig efter et omkostningseffektivt, holdbart og let fremstillet hus, vil vi fokusere på plastik, da det vil gøre et godt stykke arbejde for de ovennævnte funktioner.

De mest almindelige måder at få dit produkt til et hus er-

Standard hus & paneler
3D-udskrivning
Sprøjtestøbning

Ud over oplysningerne i artiklen vil vi evaluere hver metode med nedenstående Digital IR-termometerindkapsling (kompleks form, indviklede detaljer) for at hjælpe dig med at få en idé om det virkelige scenarie.

De vigtigste kriterier, som vi vurderer hver metode til, er omkostninger, tid, tilpasning, kompleksitet, kvalitet og skalerbarhed. Vi sammenligner Standardhus vs 3D-udskrivning vs Injektionsstøbning.

Kriterier	Færdig beklædning	3D-udskrivning	Sprøjtestøbning
Koste	Omkostningerne er proportionale med mængden. Du kan dog forhandle om en bedre aftale, når mængden er betydelig ⭐	Omkostningerne er proportionale med udskrivningstiden. Fra 300-600 INR i timen afhængig af materialet (efterbehandling yderligere)	Høje startomkostninger til værktøjsdesign og meget billige produktionsomkostninger. Hvis mængden er signifikant, fordeles omkostningerne til værktøjsdesign i omkostningerne pr. Enhed.
Tid	Ingen begrænsninger for tiden. Bestil og få det leveret ⭐	Postdesign, den tid, det tager at udskrive hver del, er proportional med mængden.	Postdesign, værktøjsform (form) og værktøjsproduktion tager noget betydelig tid (fra en uge til en måned). Når værktøjet er klar, kan du fremstille hundreder eller endda tusinder af produkter på en dag.
Tilpasning	Meget lav til Nej	Fuldstændigt tilpasselig og flere gentagelser mulig ⭐	Når du er færdig med formdesignet, er tilpasning ikke mulig.
Produktets kompleksitet	Kasser til standardprodukter.	Komplekse og indviklede strukturer er mulige uden ekstra omkostninger ⭐	Komplekse og indviklede strukturer er mulige, men med noget ekstra gebyr
Afslut kvalitet	For det meste godt. Men kan ikke tilpasses.	Grov og lagdelt Undtagelse: ABS-dele behandlet med acetone	Blank og mat finish ⭐
vægt	Ingen begrænsninger på skalaen ⭐	Muligt for mindre end 1000 mængder	Mulig for 1000+ mængde

Standard - Færdigbygget beklædning

Hvis dit projekt involverer standardkomponenter som Arduino, RaspberryPi og nogle standardkomponenter eller sensorer, vil du sandsynligvis finde et standardkabinet online. Nedenfor er de få eksempler på færdige indhegninger.

Du kan finde dem på lokale online-sider såvel som på mange internationale websteder som Alibaba eller Aliexpress. Nogle sælgere kan hjælpe dig med en vis tilpasning, hvis du har en bestemt minimumsmængde. Hvis dit produkt ligner noget, der allerede findes på markedet, kan du bruge denne luskede måde at spore tilbage til producenten af produktets kabinet og forsøge at forhandle en aftale.

I et andet sandsynligt tilfælde, hvor du har en samling af flere komponenter, og når æstetik ikke er en bekymring, er det bedste valg at gå til et pulvercoater metalpanel, hvor du kan fastgøre komponenterne som controllere, relæer osv. På din skinner. Du kan nemt finde din-rail-monterede Arduino / hindbær-controllere, din-rail-relæer, din rail-strømforsyningsenheder osv. Online. Du kan endda tilpasse panelet lidt for at inkludere skærme og kontakter på paneldøren. Panelstørrelserne kan variere fra et par centimeter til et par meter. Denne metode er en almindelig praksis i industriel automatiseringsindustri.

Når vi kommer tilbage til vores termometereksempel, kan vi ikke finde nogen sådan beklædning på noget websted. Du er dog heldig, hvis du kan finde et sprøjtestøbefirma, der allerede fremstiller en lignende beklædning, der passer til dit behov. Den store ulempe her er, at dit produkt ikke ser unikt ud alene, da din kabinetleverandør også vil sælge til nogen over hele verden.

Fordele ved færdigbygget beklædning

Hvis den færdige beklædning passer til dit behov, så-

Hurtigere leverancer
Intet behov for nogen investering af tid og penge
Bedre finish kvalitet

Ulemper ved færdigbygget beklædning

Ingen eller meget minimal tilpasning
Ingen materielle muligheder

3D-udskrivning

Hvis standardkabinetterne ikke passer dig, er 3D-udskrivning en fantastisk måde at kickstarte dit produkt på. 3D-udskrivning er fantastisk til prototyper. Oprindeligt vil du kun kigge efter et par mængder (sandsynligvis et par hundrede), og du vil teste markedet for dit produkt, inden du hælder en betydelig investering i. Det tager ikke meget tid og omkostninger at få dit produkt udskrevet, når CAD-designet er klar.

Hvis du er interesseret i at lære om 3D-udskrivning, skal du tjekke artiklen om at komme i gang med 3D-udskrivning og også andre 3D-udskrivningsprojekter, som vi tidligere har bygget til inspiration.

CAD-design af dele → Skæring (i udskæringssoftware) → 3D-udskrivning → Efterbehandling

Først forbereder du en 3D-model af kappen
Importer 3D-modellen til skivesoftwaren som Cura, Simple3D & Slic3R

Udskæring er, hvor din 3D-model konverteres til lag og koder, som 3D-printeren kan forstå.

Du kan visualisere understøtningerne og også estimere den tid, der kræves til udskrivning, ved at indstille forskellige udskrivningsparametre.

Dette efterfølges af 3D-udskrivning og efterbehandling. Efterbehandling indebærer fjernelse af understøtninger, flash og kemisk behandling til overfladefinish i tilfælde af ABS-materiale.

Mange udbydere af 3D-udskrivningstjenester får dit design via deres hjemmeside eller e-mail, udskriver det og sender det trykte produkt til dig - alt dette inden for en uges tid. Problemfri! Er det ikke? Udbydere af 3D-udskrivningstjenester opkræver dig baseret på den tid, der kræves til udskrivning af dit produkt, og prisen pr. Time varierer afhængigt af den type materiale, du vælger.

Det er vigtigt for dig at være opmærksom på nogle vigtige faktorer, mens du beslutter at gå til 3D-udskrivning. Disse faktorer er materialer af produktet og faktorer, der påvirker behandlingstiden og dermed dine omkostninger.

I øjeblikket er de to mest almindelige metoder til 3D-udskrivning-

Fusion Deposition Modeling (FDM)

Også kendt som Fused Filament Fabrication (FFF), er en additiv fremstillingsproces, hvor et objekt er bygget ved selektivt at deponere smeltet materiale i en forudbestemt vej lag for lag. De anvendte materialer er termoplastiske polymerer og kommer i glødetråd.

Stereolitografi (SLA)

SLA arbejder ved hjælp af en kraftig laser til at hærde den flydende harpiks i tryklejet for at skabe den ønskede 3D-form - en proces kendt som polymerisation. Der er mange typer lysbaseret 3D-udskrivning, som i vid udstrækning er klassificeret som digital lysbehandling (DLP).

	Fusion Deposition Modeling (FDM)	Stereolitografi (SLA)
Ansøgning	Standarddele	Del med indviklede overflader (smykker og små dele) Små elektroniske kabinetter
Koste	Billigere
Tid		Hurtigere
Efterbehandling	Generelt groft & lagdelt Glat i tilfælde af acetone-behandlet ABS	Glat
Materialer	Mest almindelige: PLA, ABS, Nylon, hofter, PET, pc	Standardharpiks, klar harpiks, hård eller holdbar harpiks og højtemperaturharpiks.

Lad os indtil videre holde os til FDM, da det er mere tilgængeligt og passer til vores diskussion.

Designovervejelser til 3D-udskrivning

Mens du designer produktet, er det vigtigt at forstå begrænsningerne for de 3D-printere, der er tilgængelige på markedet. Det er vigtigt, at du får en forståelse af FDM 3D-printerens funktion.

Hvis du ikke er god til CAD-design, råder jeg dig til at tage professionelle 3D-designtjenester, og i nogle tilfælde tilbyder udbydere af 3D-udskrivning selv 3D-designtjenester. Disse tjenester kan betales - for det meste pr. Time. De vigtigste designovervejelser er

Montering: Hvis du har flere dele, der samles til et sidste objekt, skal du tænke på de bestemmelser, der skal træffes for at passe delene sammen - dele, skruer osv.

Over hængende: Virkeligheden er, at FDM 3D-printere ikke er gode til at udskrive overhængende eller stejle skrå overflader. Du får ru overflader, du har brug for support, som du skal efterbehandle.

Kompleksitet: Kompleksitet betyder indvikling som tynde dele, små funktioner og meget komplekse former. Mens 3D-printere er beregnet til at gøre alle disse med lethed, fungerer de nogle gange ikke godt.

Her er de faktorer, du skal huske på, mens du fortsætter fra design til 3D-udskrivningsprocessen.

Procesovervejelser for 3D-udskrivning

Alle procesovervejelser har indflydelse på tidspunktet for udskrivning og kvaliteten af det færdige objekt.

Alle disse parametre kan visualiseres og analyseres gennem udskæringssoftwaren (Cura, Simple3D & Slic3R)

Orientering betyder noget: Billedet nedenfor viser hvorfor. Prøv at orientere delen på en måde, der kræver mindre støtte og mindre ophæng. Den bedste retning vil resultere i en bedre finish og en kortere udskrivningstid.

Lagtykkelse / laghøjde: Lagtykkelse er et mål for laghøjden for hver efterfølgende tilføjelse af materiale i 3D-udskrivningsprocessen, hvor lagene stables. Sænk lagtykkelsen, længere tid, det tager at udskrive, og bedre finishkvaliteten. Nedenstående billede giver dig et perspektiv på forholdet mellem lagtykkelse og udskrivningstid.

Påfyldningstæthed: Påfyldningstæthed er den mængde glødetråd, der er trykt inde i objektet, og dette vedrører direkte styrke, vægt og udskrivningens varighed. I vores tilfælde - indkapsling, støder vi ikke på udfyldningstæthed, da vores del er en skal og ikke en fast genstand. Hvis du har en solid del, så mere påfyldningstætheden, mere styrke og mere udskrivningstid.

Understøtter: Støttestrukturer til 3D-udskrivning er ikke en del af modellen. De bruges til at understøtte dele af modellen under udskrivning. Dette betyder, at når udskrivningen er slut, har du den ekstra opgave at fjerne strukturer, før modellen er klar til brug.

Der er andre faktorer såsom udskrivningshastighed, skaltykkelse, dysediameter, ekstruderingstemperatur og tømmerflåde, som du ikke behøver at bekymre dig om, da disse vil blive indstillet på optimale niveauer af tjenesteudbyderen

Efterbehandling: ABS-dele kan behandles med acetone efter 3D-udskrivningsprocessen for at få et blankt look.

Nedenfor er sammenligningen af de acetone-behandlede ABS og ikke-behandlede ABS-objekter. Det budskab, jeg vil formidle, er at gå efter en udskriftskvalitet, der er optimal med hensyn til funktionalitet og æstetik.

Software, der bruges til design

Gratis: Sketchup, Blender 3D, Open SCAD.

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

Software anvendt til udskæring - Gratis: Cura, Simple3D, Slic3R

Analyse af 3D-udskrivningsomkostninger

Omkostningerne ved 3D-udskrivning afhænger af dit materialevalg og den tid, det tager at udskrive et produkt.

Omkostningerne varierer normalt fra 300 - 600INR. Yderligere, tilføjelser såsom ABS-acetone-behandling vil blive opkrævet ekstra (50-100INR).

For at sætte det i perspektiv, lad os se udskrivningsomkostningerne for vores Digital IR-termometer. Det tager 4 timer og 11 minutter at udskrive en grundlæggende version af vores Digital IR-termometer med processen. Du kan også tjekke det kontaktløse IR-termometer, som vi tidligere har bygget, ved hjælp af et 3D-trykt kabinet.

Procesparametre: Laghøjde: 0,25 mm, Udskrivningshastighed 60 mm / s. Da vi vil gå efter ABS-materiale uden efterbehandling, vil dette koste os et sted omkring 1200 INR for et tryk.

Fordele ved 3D-udskrivning

Frihed til design
Hurtig prototyping - frihed til iterationer
Udskriv efter behov og betal kun for det, du udskriver

Ulemper ved 3D-udskrivning

Begrænsede materialevalg
Begrænset byggevolumen
Finish kvalitet

Markedstrend for 3D-udskrivning

Da 3D-udskrivningstjenesterne er lettere tilgængelige, kan priserne på 3D-udskrivning falde ned. Azul 3D 'High Area Rapid Printing Technology' er en revolutionerende SLA-metode, men der kan udskrive et lag af hele sengen ad gangen. Det vil dog tage noget tid at nå markedet.

Sprøjtestøbning

Sprøjtestøbning er den mest almindelige masseproduktionsmetode i branchen og bedst egnet, når du vil fremstille tusindvis af produkter. Hvis du ser på et produkt lavet af plast omkring dig, er det sandsynligvis lavet gennem Injection Molding. Det tager meget tid og penge at producere det første produkt, men når det er gjort, kan du fremstille hundreder eller endda tusinder af produkter på en dag til en meget billig pris.

Hvordan processen flyder til sprøjtestøbning?

Produktdesign → Værktøjsdesign (formdesign) → Prøvekørsler → Masseproduktion → Efterbehandling

1. For det første laver du produktdesignet ligesom hvordan du klarede dig til 3D-udskrivning - enten af dig selv eller gennem en professionel CAD-designer.

2. Derefter giver du produktdesignet til en værktøjsdesigner (for det meste sprøjtestøbningstjenesteudbyder) sammen med andre detaljer såsom valg af materiale, mængde og type efterbehandling. Tjenesteudbyderen designer værktøjet (dvs. støbeform) og analyserer matchningen af dele, formflow og alle andre parametre i henhold til dit produktdesign og de specifikationer, du ønsker.

Når det er klar, går tjenesteudbyderen til en prøvekørsel og foretager rettelser, hvis det kræves. Endelig fortsætter han til masseproduktion. Efterbehandling involverer handlinger såsom fjernelse af flash og porte og polering.

Form / værktøj er en metalblok, der har den negative / modsatte profil af det objekt, du vil fremstille. Den består af en kerneblok og hulrumsblok sammen med andre understøttende dele såsom et kølesystem, ejektorstift osv. I processen med sprøjtestøbning flyder den opvarmede plast inde i hulrummet og køler ned. Delen skubbes derefter automatisk ud og behandles derefter, aktiviteter såsom fjernelse af blink og porte og polering.

Materialer anvendt i sprøjtestøbning

De fleste af de kommercielle plastmaterialer kan bruges i sprøjtestøbning.

Så det færdige produkts egenskab har det materiale, du vælger.

F.eks.: Polycarbonat og polystyren til gennemsigtige produkter, Polypropylen (PP og PET) er gode til fødevarekvalitet af plastmaterialer, Polyetherimid (PEI) til høj varmebestandighed.

Når det kommer til fleksible materialer som polyurethan eller silikongummi, varierer sprøjtestøbningskonceptet en smule. Hvert materiale har forskellige omkostninger til fremstilling. Forme er designet til et bestemt plastmateriale. Værktøjer / forme designet til et bestemt materiale er muligvis ikke nyttige til et andet materiale, fordi hvert materiale krymper på en anden måde. Så beslut dit materiale i designfasen.

Værktøjet eller formen har en levetid. Værktøjets materiale og omkostninger varierer afhængigt af det estimerede antal produkter, du vil fremstille. Minimums levetid for et værktøj er ca. 5000 stykker. Så rimeligt estimere mængden i den indledende fase.

Mange faktorer spiller ind baseret på efterbehandling og produktets indvikling - for eksempel-

Hvis du har brug for en meget fin kvalitet, involverer værktøjsdesignet visse funktioner, der øger prisen.

Hvis der er meget indviklede strukturer, som gør det vanskeligt at fremstille konventionel værktøj, så bruger værktøjsfabrikanten ukonventionelle metoder, hvilket øger omkostningerne.

Alt du skal gøre er at være klar over, hvad du vil - design, mængde, efterbehandling og materiale.

Omkostningsomkostninger ved sprøjtestøbning

Gå med tjenesteudbyderen, der giver en ende til slut-løsning, dvs. fra værktøjsdesign til produktfremstilling for at undgå koordinationsproblemer. Tjenesteudbyderen tager sig af alle faktorer i henhold til dit design, mængde, materiale og efterbehandlingskrav.

Der er to måder, hvorpå du kan gennemføre omkostningsstrukturen. Vi tager vores IR digitale termometer som et eksempel for at analysere forskellen i omkostningsstrukturen.

Separate omkostninger til værktøjsdesign og værktøjsfremstilling og separat pr. Enhedsomkostning til produktfremstilling, hvilket indebærer materialepriser, maskinomkostninger, arbejdsomkostninger osv. Hvor tjenesteyderen opkræver dig for design og fremstilling af værktøjet separat. Og han opkræver betaling for produkterne separat. I dette tilfælde pådrager du dig en væsentlig startomkostning (fx: 1-2 lac INR) og en produktomkostning pr. Enhed (f.eks. 10-50 INR).

Pr. Færdigt produkt pr. Enhed, der inkluderer både produktionsomkostninger og værktøjsomkostninger I dette tilfælde fordeles de faste startomkostninger til værktøjsdesign og fremstilling på tværs af produktets mængde. F.eks.: Denne pris (f.eks. 2 lac INR) fordeles på den samlede mængde (5000 stykker), som du bestiller ud over produktionsomkostningerne (f.eks. 20 INR).

Så 200000 INR / 5000 enheder = 40 INR (værktøjsomkostninger) + 20 INR (produktomkostninger) = 60 INR (samlede omkostninger)

Denne omkostningsstruktur aflaster byrden ved de oprindelige værktøjsomkostninger og gør omkostningerne ved kabinettet variabel.

Fordele ved støbning

Bedst til stor produktmængde
God finish - blank finish eller mat finish
Bredt materialevalg

Ulemper ved støbning

Høj starttid og omkostning

Bonusemne

Når du markedsfører dine produkter på det almindelige marked, er du muligvis nødt til at designe og fremstille produktet for at være med en vis beskyttelse mod indtrængen og stød. Dette er for effektivt at kommunikere produktets pålidelighed til dine kunder.

IP-klassificering: IP (eller "Ingress Protection") er internationale standarder, der bruges til at definere niveauer for tætningseffektivitet af elektriske kabinetter mod indtrængen fra fremmedlegemer (værktøj, snavs osv.) Og fugt.

IK-vurdering

IK-klassificeringer angiver beskyttelsesgraden, der leveres af elektriske kabinetter mod eksterne mekaniske stød. IK-klassificeringsskalaen identificerer et kabinets evne til at modstå stødenerginiveauer målt i joule (J).