Sammenligningsguide for effektivt å lage elektroniske kabinetter for produktene dine

La oss si at du er i siste fase av prototyping eller har utviklet et nytt elektronisk produkt, og at du tenker på å øke og selge produktet ditt i det vanlige markedet. Mens du enkelt kan hente PCB, sensorer og andre elektroniske / elektriske komponenter, snubler du ofte med å få et foringsrør, spesielt når produktet trenger et tilpasset foringsrør eller når produktet interagerer med brukeren regelmessig.

Du vil vite fra denne artikkelen hva som er de vanlige måtene å få et deksel på produktet ditt, hvordan du velger riktig type deksel, og hvor du skal se etter en tjenesteleverandør. Siden de fleste av dere vil være på utkikk etter et kostnadseffektivt, holdbart og lett produsert deksel, vil vi fokusere på plast, da det vil gjøre en god jobb for de nevnte funksjonene.

De vanligste måtene å få produktet til et deksel er-

Standard hus og paneler
3D-utskrift
Sprøytestøping

Videre til informasjonen i artikkelen vil vi evaluere hver metode med nedenstående Digital IR-termometerkapsling (kompleks form, intrikate detaljer) for å hjelpe deg med å få en ide om det virkelige scenariet.

Hovedkriteriene som vi vil evaluere hver metode på er Kostnad, Tid, Tilpasning, Kompleksitet, Kvalitet og skalerbarhet. Vi vil sammenligne standardhus vs 3D-utskrift mot sprøytestøping.

Kriterier	Færdig deksel	3D-utskrift	Sprøytestøping
Koste	Kostnaden er proporsjonal med mengden. Du kan imidlertid forhandle om en bedre avtale når mengden er betydelig ⭐	Kostnaden er proporsjonal med utskriftstiden. Fra 300-600 INR per time, avhengig av materialet (etterbehandling ekstra)	Høye innledende kostnader for verktøydesign og veldig billige produksjonskostnader. Hvis mengden er betydelig, skal verktøyets designkostnad fordeles i kostnaden per enhet.
Tid	Ingen begrensninger for tiden. Bestill og få den levert ⭐	Innleggsdesign, tiden det tar å skrive ut hver del er proporsjonal med mengden.	Innleggsdesign, verktøy (mold) design og verktøyproduksjon tar litt betydelig tid (fra en uke til en måned). Når verktøyet er klart, kan du produsere hundrevis eller tusenvis av produkter på en dag.
Tilpasning	Svært lav til Nei	Fullstendig tilpassbar og flere iterasjoner mulig ⭐	Når du er ferdig med formdesignet, er tilpasning ikke mulig.
Produktets kompleksitet	Foringsrør til standardprodukter.	Komplekse og intrikate strukturer mulig uten ekstra kostnad ⭐	Komplekse og intrikate strukturer er mulige, men med noe ekstra kostnad
Fullfør kvalitet	Stort sett bra. Men kan ikke tilpasses.	Grov og lagdelt Unntak: Acetonbehandlede ABS-deler	Glanset og matt finish ⭐
Skala	Ingen begrensninger på skalaen ⭐	Mulig for mindre enn 1000 mengder	Mulig for 1000+ antall

Standard - Ferdig deksel

Hvis prosjektet ditt involverer standardkomponenter som Arduino, RaspberryPi og noen standardkomponenter eller sensorer, vil du sannsynligvis finne et standardkabinett online. Nedenfor er noen eksempler på Readymade innkapslinger.

Du finner dem på lokale nettsteder så vel som på mange internasjonale nettsteder som Alibaba eller Aliexpress. Noen selgere kan hjelpe deg med litt tilpasning hvis du har et visst minimumsantall. Hvis produktet ditt ligner på noe som allerede eksisterer på markedet, kan du bruke denne lure måten å spore tilbake til produsenten av produktets kabinett og prøve å forhandle om en avtale.

I et annet sannsynlig tilfelle, hvor du har en samling av flere komponenter, og når estetikk ikke er noe å bekymre deg for, er det beste valget å gå til et pulverlakkert metallpanel hvor du kan fikse komponentene som kontrollere, releer osv. På mat. skinner. Du finner enkelt din-rail-monterte Arduino / bringebær-kontrollerhus, din-rail-reléer, din rail-strømforsyningsenheter osv. Online. Du kan til og med tilpasse panelet litt for å inkludere skjermer og brytere på paneldøren. Panelstørrelsene kan variere fra noen få centimeter til noen få meter. Denne metoden er vanlig i industriell automatiseringsindustri.

Når vi kommer tilbake til vårt termometereksempel, kan vi ikke finne noe slikt på noe nettsted. Du er imidlertid heldig hvis du finner et sprøytestøpeselskap som allerede produserer et lignende foringsrør som passer ditt behov. Den store ulempen her er at produktet ditt ikke ser unikt ut alene, siden foringsrørleverandøren din også vil selge til alle over hele verden.

Fordeler med Readymade Casing

Hvis det ferdige huset passer til ditt behov, så-

Raskere leveranser
Ingen behov for investering av tid og penger
Bedre finishkvalitet

Ulemper ved Readymade Casing

Ingen eller svært minimal tilpasning
Ingen materielle alternativer

3D-utskrift

Hvis standardhylsene ikke passer deg, er 3D-utskrift en fin måte å kickstarte produktet på. 3D-utskrift er flott for prototyping. I utgangspunktet vil du bare lete etter noen få mengder (sannsynligvis noen få hundre), og du vil teste markedet for produktet ditt før du legger inn en betydelig investering. Det tar ikke mye tid og kostnad å få skrevet ut produktet ditt når CAD-designen er klar.

Hvis du er interessert i å lære om 3D-utskrift, kan du sjekke artikkelen om å komme i gang med 3D-utskrift og også andre 3D-utskriftsprosjekter som vi har bygget tidligere for inspirasjon.

CAD-design av deler → Slicing (i skjæringsprogramvare) → 3D-utskrift → Etterbehandling

Først forbereder du en 3D-modell av foringsrøret
Importer 3D-modellen til skjæringsprogramvaren som Cura, Simple3D og Slic3R

Slicing er der 3D-modellen din blir konvertert til lag og koder som 3D-skriveren kan forstå.

Du kan visualisere støttene og også estimere tiden som kreves for utskrift ved å stille inn forskjellige utskriftsparametere.

Dette blir deretter fulgt av 3D-utskrift og etterbehandling. Etterbehandling innebærer fjerning av støtter, blits og kjemisk behandling for overflatebehandling i tilfelle ABS-materiale.

Mange leverandører av 3D-utskriftstjenester får designet ditt via nettsiden eller e-posten, skriver det ut og sender det trykte produktet til deg - alt dette innen en ukes tid. Problemfri! Er det ikke det? Tjenesteytere for 3D-utskrift vil belaste deg basert på tiden det tar å skrive ut produktet, og prisen per time varierer avhengig av hvilken type materiale du velger.

Det er viktig for deg å være oppmerksom på noen viktige faktorer mens du bestemmer deg for å gå for 3D-utskrift. Disse faktorene er materialene til produktet og faktorene som påvirker behandlingstiden, og dermed kostnaden.

Foreløpig er de to vanligste metodene for 3D-utskrift-

Fused Deposition Modeling (FDM)

Også kjent som Fused Filament Fabrication (FFF), er en additiv produksjonsprosess der en gjenstand bygges ved å selektivt deponere smeltet materiale i en forhåndsbestemt bane lag for lag. Materialene som brukes er termoplastiske polymerer og kommer i filamentform.

Stereolitografi (SLA)

SLA fungerer ved å bruke en kraftig laser for å herde væskeharpiksen i trykkbedet for å skape ønsket 3D-form - en prosess kjent som polymerisering. Det er mange typer lysbasert 3D-utskrift som i stor grad er klassifisert som DLP (Digital Light Processing).

	Fused Deposition Modeling (FDM)	Stereolitografi (SLA)
applikasjon	Standard deler	Del med intrikate overflater (smykker og små deler) Små elektroniske kabinetter
Koste	Billigere
Tid		Raskere
Etterbehandling	Generelt grov og lagdelt Glatt i tilfelle acetonbehandlet ABS	Glatt
Materialer	Vanligste: PLA, ABS, Nylon, hofter, PET, PC	Standard harpiks, Klar harpiks, Tøff eller slitesterk harpiks og høy temperatur harpiks.

For nå, la oss holde oss til FDM ettersom det er mer tilgjengelig og passer vår diskusjon.

Designhensyn for 3D-utskrift

Mens du designer produktet, er det viktig å forstå begrensningene til 3D-skrivere som er tilgjengelige i markedet. Det er viktig at du får en forståelse av hvordan FDM 3D-skriveren fungerer.

I tilfelle du ikke er god til CAD-design, anbefaler jeg deg å ta profesjonelle 3D-designtjenester, og i noen tilfeller tilbyr leverandørene av 3D-utskriftstjenester selv 3D-designtjenester. Disse tjenestene kostes - hovedsakelig per time. De viktigste designhensynene er

Montering: Hvis du har flere deler som samles til et siste objekt, må du tenke på bestemmelsene du må gjøre for å passe delene sammen - delematching, skruer osv.

Overhengende: Realiteten er at FDM 3D-skrivere ikke er gode når det gjelder å skrive ut overhengende eller bratte skrånende flater. Du får grove overflater, du trenger støtte, som du må etterbehandle.

Kompleksitet: Kompleksitet betyr intrikat som tynne deler, små funksjoner og veldig komplekse former. Mens 3D-skrivere er ment å gjøre alle disse med letthet, noen ganger fungerer de ikke bra.

Her er faktorene du må huske på mens du går fra design til 3D-utskriftsprosessen.

Behandle hensyn til 3D-utskrift

Alle prosesshensyn har innvirkning på tidspunktet for utskrift og kvaliteten på det ferdige objektet.

Alle disse parametrene kan visualiseres og analyseres gjennom skjæringsprogramvaren (Cura, Simple3D & Slic3R)

Orientering betyr noe: Bildet nedenfor viser hvorfor. Prøv å orientere delen på en måte som krever mindre støtte og mindre henging. Den beste retningen vil gi bedre finish og kortere utskriftstid.

Lagtykkelse / laghøyde: Lagtykkelse er et mål på laghøyden for hver påfølgende tilsetning av materiale i 3D-utskriftsprosessen der lagene er stablet. Senk lagtykkelsen, lengre tid det tar å trykke, og bedre finishkvaliteten. Bildet nedenfor gir deg et perspektiv på forholdet mellom lagtykkelse og utskriftstid.

Påfyllingstetthet: Påfyllingstetthet er mengden glødetråd som er trykt inne i objektet, og dette er direkte knyttet til utskriftens styrke, vekt og utskriftstid. I vårt tilfelle - innkapsling, vil vi ikke komme over fyllingstetthet da vår del er et skall og ikke et solid objekt. I tilfelle du har en solid del, mer fyllingstetthet, mer styrke og mer utskriftstid.

Støtter: Støttestrukturer for 3D-utskrift er ikke en del av modellen. De brukes til å støtte deler av modellen under utskrift. Dette betyr at når utskriften er over, har du den ekstra oppgaven å fjerne strukturene før modellen er klar til bruk.

Det er andre faktorer som utskriftshastighet, skalltykkelse, dysediameter, ekstruderingstemperatur og flåte som du ikke trenger å bekymre deg for, da disse vil bli satt på optimale nivåer av tjenesteleverandøren

Etterbehandling: ABS-deler kan behandles med aceton etter 3D-utskriftsprosessen for å få et glansfullt utseende.

Nedenfor er sammenligningen av de acetonbehandlede ABS og ikke-behandlede ABS-objektene. Budskapet jeg ønsker å formidle er at det går for en utskriftskvalitet som er optimal når det gjelder funksjonalitet og estetikk.

Programvare Brukes til design

Gratis: Sketchup, Blender 3D, Open SCAD.

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

Programvare brukt til kutting - Gratis: Cura, Simple3D, Slic3R

Kostnadsanalyse for 3D-utskrift

Kostnaden for 3D-utskrift avhenger av materialvalget ditt og tiden det tar å skrive ut et produkt.

Kostnaden varierer vanligvis fra 300 - 600INR. Videre vil tillegg som ABS-acetonbehandling bli belastet ekstra (50-100INR).

For å sette det i perspektiv, la oss se utskriftskostnadene for vårt digitale IR-termometer. Det tar 4 timer og 11 minutter å skrive ut en grunnleggende versjon av vårt digitale IR-termometer med prosessen. Du kan også sjekke ut det kontaktløse IR-termometeret vi bygde tidligere ved hjelp av et 3D-trykt kabinett.

Prosessparametere: Laghøyde: 0,25 mm, Utskriftshastighet 60 mm / s. Siden vi vil gå for ABS-materiale uten etterbehandling, vil dette koste oss et sted rundt 1200 INR for en utskrift.

Fordeler med 3D-utskrift

Frihet for design
Rask prototyping - frihet for iterasjoner
Skriv ut etter behov og betal bare for det du skriver ut

Ulemper ved 3D-utskrift

Begrensede materialvalg
Begrenset byggevolum
Fullfør kvalitet

Markedstrend for 3D-utskrift

Ettersom 3D-utskriftstjenestene er lettere tilgjengelige, kan prisene for 3D-utskrift komme ned. Azul 3D 'High Area Rapid Printing Technology' er en revolusjonerende SLA-metode, men som kan skrive ut et lag av hele sengen om gangen. Imidlertid vil det ta litt tid å nå markedet.

Sprøytestøping

Sprøytestøping er den vanligste masseproduksjonsmetoden i bransjen og passer best når du vil produsere tusenvis av produkter. Hvis du ser på et produkt laget av plast rundt deg, er det sannsynligvis laget gjennom Injection Molding. Det tar mye tid og penger å produsere det første produktet, men når det er gjort, kan du produsere hundrevis eller til og med tusenvis av produkter på en dag til en veldig billig pris.

Hvordan prosessen flyter for sprøytestøping?

Produktdesign → Verktøydesign (muggdesign) → Prøvekjøring → Masseproduksjon → Etterbehandling

1. Først gjør du produktdesignen akkurat slik du gjorde for 3D-utskrift - enten av deg selv eller gjennom en profesjonell CAD-designer.

2. Deretter gir du produktdesignet til en verktøydesigner (for det meste leverandør av sprøytestøping) sammen med andre detaljer som valg av materiale, mengde og type etterbehandling. Tjenesteleverandøren designer verktøyet (dvs. støpeform) og analyserer samsvaret mellom deler, formflyt og alle andre parametere i henhold til produktdesignet og spesifikasjonene du ønsker.

Når det er klart, går tjenesteleverandøren på prøvekjøring og korrigerer om nødvendig. Til slutt fortsetter han for masseproduksjon. Etterbehandling innebærer handlinger som å fjerne blits og porter og polering.

Mold / Tool er en metallblokk som har den negative / motsatte profilen til objektet du vil produsere. Den består av en kjerneblokk og hulromsblokk sammen med andre bærende deler som et kjølesystem, ejektorstift etc. I prosessen med sprøytestøping strømmer den oppvarmede plasten inn i hulrommet og avkjøles. Delen blir så automatisk kastet ut og deretter etterbehandlet, aktiviteter som å fjerne blitser og porter og polering.

Materialer brukt i sprøytestøping

De fleste kommersielle plastmaterialer kan brukes i sprøytestøping.

Så eiendommen til det ferdige produktet vil ha egenskapen til materialet du velger.

F.eks: Polykarbonat og polystyren for gjennomsiktige produkter, Polypropylen (PP og PET) er bra for matvarer av plast, Polyeterimide (PEI) for høy varmebestandighet.

Når det gjelder fleksible materialer som polyuretan eller silikongummi, varierer sprøytestøpekonseptet litt. Hvert materiale har forskjellige kostnader for produksjon. Former er designet for et bestemt plastmateriale. Verktøy / forme designet for et bestemt materiale er kanskje ikke nyttige for et annet materiale fordi hvert materiale krymper på en annen måte. Så bestem materialet ditt i designfasen.

Verktøyet eller formen har en levetid. Verktøyets materiale og kostnad varierer basert på estimert antall produkter du vil lage. Minimum verktøy for et verktøy er ca. 5000 stykker. Så estimer mengden ganske i den innledende fasen.

Mange faktorer spiller inn basert på etterbehandlingen og kompliseringen av produktet - for eksempel-

Hvis du trenger en veldig fin kvalitet, involverer verktøyets design visse funksjoner som legger til kostnadene.

Hvis det er veldig intrikate strukturer som vanskeliggjør konvensjonell verktøyproduksjon, bruker verktøyprodusenten ukonvensjonelle metoder som legger til kostnadene.

Alt du trenger å gjøre er å være tydelig på hva du vil - design, mengde, etterbehandling og materiale.

Kostnadsvederlag for sprøytestøping

Gå med tjenesteleverandøren som gir en slutt-til-slutt-løsning, dvs. fra verktøydesign til produktproduksjon for å unngå koordineringsproblemer. Tjenesteleverandøren vil ta seg av alle faktorene i henhold til design, mengde, materiale og etterbehandlingskrav.

Det er to måter du kan gå til kostnadstrukturen på. Vi tar vårt IR digitale termometer som et eksempel for å analysere forskjellen i kostnadsstrukturen.

Separat kostnad for verktøydesign og verktøyproduksjon og separat per enhetskostnad for produktproduksjon, som medfører materialkostnader, maskinkostnader, arbeidskostnadskostnader osv. Hvor tjenesteleverandøren belaster deg for design og produksjon av verktøyet separat. Og han tar betalt for produktene hver for seg. I dette tilfellet medfører du en betydelig innledende fast kostnad (f.eks: 1-2 lac INR) og en produktkostnad per enhet (f.eks. 10-50 INR).

Per enhet ferdig produkt som inkluderer både produktets produksjonskostnad og verktøykostnad. I dette tilfellet fordeles de faste startkostnadene for design og produksjon av verktøy over mengden av produktet. F.eks.: Denne kostnaden (f.eks. 2 lac INR) fordeles på den totale mengden (5000 stykker) du bestiller i tillegg til produktets produksjonskostnad (f.eks. 20 INR).

Så 200000 INR / 5000 enheter = 40 INR (verktøykostnad) + 20 INR (produktkostnad) = 60 INR (total kostnad)

Denne kostnadsstrukturen avlaster byrden av den opprinnelige verktøykostnaden og gjør kostnaden for foringsrøret variabelt.

Fordeler med støping

Best for stort produktmengde
God etterbehandling - blank eller matt finish
Bredt materialvalg

Ulemper ved støping

Høy starttid og kostnad

Bonusemne

Når du markedsfører produktene dine i det vanlige markedet, kan det hende du må designe og produsere produktet slik at det er med viss beskyttelse mot inntrenging og støt. Dette er for å effektivt kommunisere produktets pålitelighet til kundene dine.

IP-klassifisering: IP (eller "Ingress Protection") -klassifiseringer er internasjonale standarder som brukes til å definere nivåer av tetningseffektivitet av elektriske kapslinger mot inntrengning fra fremmedlegemer (verktøy, smuss osv.) Og fuktighet.

IK-vurdering

IK-klassifiseringer angir beskyttelsesgraden som elektriske kabinetter gir mot eksterne mekaniske støt. IK-klassifiseringsskalaen identifiserer et kapslings evne til å motstå energinivåer for støt målt i joule (J).