- Vakio - valmiin kotelo
- 3D-tulostus
- Ohjelmistot Käytetään suunnitteluun
- Ruiskupuristus
- Ruiskuvalussa käytetyt materiaalit
- Ruiskuvalun kustannuslaskenta
- Edut muovaus
- Muovailun haitat
- Bonus-aihe
- IK-luokitus
Oletetaan, että olet prototyyppien valmistelun loppuvaiheessa tai olet kehittänyt uuden elektronisen tuotteen ja ajattelet tuotteesi laajentamista ja myyntiä valtamarkkinoilla. Vaikka voit helposti hankkia piirilevyjä, antureita ja muita elektronisia / sähköisiä komponentteja, kompastat usein kotelon, varsinkin kun tuote tarvitsee räätälöityä koteloa tai kun tuote on vuorovaikutuksessa käyttäjän kanssa säännöllisesti.
Tästä artikkelista tiedät, mitkä ovat tavallisimmat keinot saada kotelo tuotteellesi, kuinka valita oikea kotelotyyppi ja mistä etsiä palveluntarjoajaa. Koska useimmat teistä etsivät kustannustehokasta, kestävää, helposti valmistettavaa koteloa, keskitymme muoviin, koska se tekee hyvää työtä edellä mainituille ominaisuuksille.
Yleisimpiä tapoja saada tuote koteloon on
- Vakiokotelo ja paneelit
- 3D-tulostus
- Ruiskupuristus
Artikkelin tietojen lisäksi arvioimme kukin menetelmä alla olevalla digitaalisen infrapunalämpömittarin kotelolla (monimutkainen muoto, monimutkaiset yksityiskohdat), jotta saat käsityksen todellisesta tilanteesta.
Tärkeimmät kriteerit, joiden perusteella arvioimme kukin menetelmä, ovat kustannukset, aika, räätälöinti, monimutkaisuus, laatu ja skaalautuvuus. Vertailemme tavallista koteloa vs 3D-tulostusta vs ruiskupuristusta.
Kriteeri |
Valmiiksi valmistettu kotelo |
3D-tulostus |
Ruiskupuristus |
Kustannus |
Kustannukset ovat verrannollisia määrään. Voit kuitenkin neuvotella paremmasta sopimuksesta, kun määrä on merkittävä ⭐ |
Kustannukset ovat verrannollisia tulostusaikaan. Vaihtelee 300-600 INR tunnissa materiaalista riippuen (jälkikäsittely lisää) |
Korkeat työkalun suunnittelun alkukustannukset ja erittäin edulliset tuotteiden valmistuskustannukset. Jos määrä on merkittävä, työkalun suunnittelukustannukset on jaettava yksikkökohtaisiin kustannuksiin. |
Aika |
Ei rajoituksia aikaan. Järjestys ja saada se toimitetaan ⭐ |
Postin suunnittelun jälkeen kunkin osan tulostamiseen tarvittava aika on verrannollinen määrään. |
Pylvässuunnittelu, työkalun (muotin) suunnittelu ja työkalujen valmistus vie huomattavaa aikaa (viikosta kuukauteen). Kun työkalu on valmis, voit valmistaa satoja tai jopa tuhansia tuotteita päivässä. |
Mukauttaminen |
Hyvin matala arvoon Ei |
Täysin muokattavissa ja useita toistoja mahdollista possible |
Kun olet viimeistellyt muotin suunnittelun, räätälöinti ei ole mahdollista. |
Tuotteen monimutkaisuus |
Kotelot vakiotuotteille. |
Monimutkaiset ja monimutkaiset rakenteet mahdollisia ilman lisämaksua ⭐ |
Monimutkaiset ja monimutkaiset rakenteet mahdollisia, mutta lisämaksusta |
Viimeistele laatu |
Enimmäkseen hyvä. Mutta ei voida mukauttaa. |
Karkea ja kerrostettu Poikkeus: Asetonilla käsitellyt ABS-osat |
Kiiltävä ja mattapintainen ⭐ |
Mittakaava |
Ei asteikkoa limits |
Mahdollinen alle 1000 määrälle |
Mahdollinen 1000+ määrälle |
Vakio - valmiin kotelo
Jos projektiisi sisältyy vakiokomponentteja, kuten Arduino, RaspberryPi, ja joitain vakiokomponentteja tai antureita, todennäköisesti löydät tavallisen kotelon verkossa. Alla on muutama esimerkki valmiin kotelon.
Löydät ne paikallisilta verkkosivustoilta sekä monilta kansainvälisiltä verkkosivustoilta, kuten Alibaba tai Aliexpress. Jotkut myyjät voivat auttaa sinua räätälöinnissä, jos sinulla on tietty vähimmäismäärä. Jos tuotteesi on samanlainen kuin jo markkinoilla oleva tuote, voit käyttää tätä ovelaa tapaa jäljittää tuotteen kotelon valmistaja ja yrittää neuvotella kaupasta.
Toisessa todennäköisessä tapauksessa, jos sinulla on useita komponentteja ja kun estetiikka ei ole huolenaihe, paras vaihtoehto on valita jauhemaalarin metallipaneeli, jossa voit kiinnittää komponentit, kuten ohjaimet, releet, jne. kiskot. Löydät helposti verkosta Din-rail mount Arduino / vadelma -ohjainten kotelon, DIN-kiskoreleet, Din Rail -virtalähteet jne. Voit jopa säätää paneelia hieman sisällyttääksesi näyttöihin ja kytkimiin paneelin oveen. Paneelien koot voivat vaihdella muutamasta senttimetristä muutamaan metriin. Tämä menetelmä on yleinen käytäntö teollisuuden automaatioteollisuudessa.
Palataksemme lämpömittarin esimerkkikoteloon, emme löydä tällaista koteloa mistään verkkosivustosta. Olet kuitenkin onnekas, jos löydät ruiskupuristinyrityksen, joka jo valmistaa vastaavaa koteloa, joka sopii tarpeisiisi. Suuri haitta on se, että tuotteesi ei näytä ainutlaatuiselta, koska kotelomyyjäsi myy myös kenellekään ympäri maailmaa.
Valmiiksi valmistetun kotelon edut
Jos valmiin kotelon sopii tarpeisiisi,
- Nopeammat toimitukset
- Ei tarvita aikaa ja rahaa
- Parempi viimeistelyn laatu
Valmiiden koteloiden haitat
- Ei räätälöintiä tai hyvin vähän
- Ei materiaalivaihtoehtoja
3D-tulostus
Jos vakiokuoret eivät sovi sinulle, 3D-tulostus on erinomainen tapa aloittaa tuotteesi. 3D-tulostus on loistava prototyyppien tekoon. Aluksi etsit vain muutamia määriä (todennäköisesti muutama sata) ja haluat testata tuotteesi markkinoita ennen merkittävän investoinnin tekemistä. Tuotteen tulostaminen ei vie paljon aikaa ja kustannuksia, kun CAD-suunnittelu on valmis.
Jos olet kiinnostunut oppimaan 3D-tulostuksesta, tutustu artikkeliin 3D-tulostuksen aloittamisesta ja myös muista aiemmin rakentamistamme 3D-tulostusprojekteista.
Osien CAD-suunnittelu → Viipalointi (viipalointiohjelmistossa) → 3D-tulostus → Jälkikäsittely
- Ensin valmistetaan 3D-malli kotelosta
- Tuo 3D-malli viipalointiohjelmistoihin, kuten Cura, Simple3D ja Slic3R
Viipalointi on 3D-mallisi muunnos tasoiksi ja koodeiksi, jotka 3D-tulostin ymmärtää.
Voit visualisoida tuet ja myös arvioida tulostamiseen tarvittavan ajan säätämällä erilaisia tulostusparametreja.
- Tätä seuraa 3D-tulostus ja jälkikäsittely. Jälkikäsittelyyn kuuluu alustojen poisto, salama ja kemiallinen käsittely pintakäsittelyyn ABS-materiaalin tapauksessa.
Monet 3D-tulostuspalvelujen tarjoajat saavat suunnittelun verkkosivustonsa tai sähköpostinsa kautta, tulostavat sen ja lähettävät painetun tuotteen sinulle - kaikki tämä viikon kuluessa. Vaivatonta! Eikö olekin. 3D-tulostuspalvelujen tarjoajat laskuttavat sinua tuotteen tulostamiseen tarvittavan ajan perusteella, ja tuntihinta vaihtelee valitsemasi materiaalityypin mukaan.
On tärkeää, että tiedät joitain tärkeitä tekijöitä, kun päätät siirtyä 3D-tulostukseen. Nämä tekijät ovat tuotteen materiaaleja ja käsittelyaikaan vaikuttavia tekijöitä ja siten kustannuksiasi.
Tällä hetkellä kaksi yleisintä 3D-tulostustapaa ovat
Fused Deposition Modeling (FDM)
Tunnetaan myös nimellä sulatetun filamentin valmistus (FFF), on lisäaineen valmistusprosessi, jossa esine rakennetaan kerrostamalla sulanut materiaali ennalta määrättyyn polkuun kerroksittain. Materiaalit ovat termoplastisia polymeerejä ja ne ovat filamenttimuodossa.
Stereolitografia (SLA)
SLA käyttää kovatehoista laseria kovettamaan nestemäisen hartsin painopetissä halutun 3D-muodon luomiseksi - prosessiksi, joka tunnetaan polymerointina. Valopohjaista 3D-tulostusta on monia tyyppejä, jotka luokitellaan laajasti digitaaliseksi valonkäsittelyksi (DLP).
Fused Deposition Modeling (FDM) |
Stereolitografia (SLA) |
|
Sovellus |
Vakiovarusteet |
Osa monimutkaisilla pinnoilla (korut ja pienet osat) Pienet elektroniset kotelot |
Kustannus |
Halvempi |
|
Aika |
Nopeammin |
|
Viimeistely |
Yleensä karkea ja kerrostettu Sileä, jos kyseessä on asetonilla käsitelty ABS |
Sileä |
Materiaalit |
Yleisimmät: PLA, ABS, Nailon, lonkat, PET, PC |
Vakiohartsi, kirkas hartsi, kestävä tai kestävä hartsi ja korkean lämpötilan hartsi. |
Pysykäämme toistaiseksi FDM: stä, koska se on laajemmin saatavana ja sopii keskusteluun.
3D-tulostuksen suunnittelunäkökohdat
Tuotetta suunniteltaessa on tärkeää ymmärtää markkinoilla olevien 3D-tulostimien rajoitukset. On tärkeää, että saat käsityksen FDM 3D -tulostimen toiminnasta.
Jos et ole hyvä CAD-suunnittelussa, suosittelen sinua ottamaan ammattimaiset 3D-suunnittelupalvelut ja joissakin tapauksissa 3D-tulostuspalvelujen tarjoajat itse tarjoavat 3D-suunnittelupalveluja. Nämä palvelut ovat maksullisia - enimmäkseen tunnissa. Tärkeimmät suunnittelunäkökohdat ovat
Kokoonpano: Jos sinulla on useita osia, jotka kootaan lopulliseksi esineeksi, sinun on mietittävä tarvittavat säännökset osien sovittamiseksi yhteen - osien sovitus, ruuvit jne.
Yli roikkuu: Todellisuus on, että FDM 3D -tulostimet eivät ole hyviä tulostaessa ulkonevia tai jyrkkiä kaltevia pintoja. Saat karkeita pintoja, tarvitset tukea, joka sinun on jälkikäsiteltävä.
Monimutkaisuus: Monimutkaisuus tarkoittaa monimutkaisuutta, kuten ohuita osia, pieniä ominaisuuksia ja erittäin monimutkaisia muotoja. Vaikka 3D-tulostimet on tarkoitettu tekemään kaikki nämä helposti, ne eivät joskus toimi hyvin.
Tässä on tekijät, jotka sinun on pidettävä mielessä siirtyessäsi suunnittelusta 3D-tulostusprosessiin.
3D-tulostuksen prosessinäkökohdat
Kaikilla prosessinäkökohdilla on vaikutusta tulostusaikaan ja valmiin kohteen laatuun.
Kaikki nämä parametrit voidaan visualisoida ja analysoida viipalointiohjelmiston (Cura, Simple3D & Slic3R) kautta
Suunta on tärkeä: Alla oleva kuva näyttää miksi. Yritä suunnata osa tavalla, joka vaatii vähemmän tukea ja vähemmän roikkumista. Paras suuntaus johtaa parempaan viimeistelyyn ja lyhyempään tulostusaikaan.
Kerroksen paksuus / kerroksen korkeus: Kerroksen paksuus mittaa materiaalin jokaisen peräkkäisen lisäyksen kerroksen korkeuden 3D-tulostusprosessissa, johon kerrokset pinotaan. Pienennä kerroksen paksuutta, pidempi tulostukseen kuluva aika ja parempi viimeistelyn laatu. Alla oleva kuva antaa sinulle perspektiivin kerroksen paksuuden ja tulostusajan välisestä suhteesta.
Täyttötiheys: Täyttötiheys on objektin sisään tulostetun hehkulangan määrä, joka liittyy suoraan tulosteen vahvuuteen, painoon ja tulostuksen kestoon. Meidän tapauksessamme - kotelossa - emme kohdistu täyttötiheyteen, koska osa on kuori eikä kiinteä esine. Jos sinulla on kiinteä osa, niin enemmän täyttötiheyttä, enemmän voimaa ja enemmän tulostusaikaa.
Tukee: 3D-tulostuksen tukirakenteet eivät ole osa mallia. Niitä käytetään mallin osien tukemiseen tulostuksen aikana. Tämä tarkoittaa, että kun tulostus on ohi, sinulla on lisätehtävä poistaa rakenteet ennen kuin malli on käyttövalmis.
On muitakin tekijöitä, kuten tulostusnopeus, kuoren paksuus, suuttimen halkaisija, suulakepuristuslämpötila ja lautta, joista sinun ei tarvitse huolehtia, koska palveluntarjoaja asettaa ne optimaaliselle tasolle
Jälkikäsittely: ABS-osia voidaan käsitellä asetonilla 3D-tulostusprosessin jälkeen kiiltävän ulkonäön saavuttamiseksi.
Alla on vertailu asetonilla käsitellyistä ABS- ja käsittelemättömistä ABS-esineistä. Haluan välittää viestin, jonka mukaan tulostuslaatu on optimaalinen toiminnallisuuden ja estetiikan kannalta.
Ohjelmistot Käytetään suunnitteluun
Ilmainen: Sketchup, Blender 3D, Open SCAD.
Maksettu: Solidworks, CATIA, NX-CAD, 3DS Max
Viipalointiin käytetyt ohjelmistot - ilmaiseksi: Cura, Simple3D, Slic3R
3D-tulostuskustannusanalyysi
3D-tulostuksen hinta riippuu materiaalivalinnastasi ja tuotteen tulostamiseen tarvittavasta ajasta.
Kustannukset vaihtelevat yleensä välillä 300 - 600 INR. Lisäksi lisäosat, kuten ABS-asetonikäsittely, veloitetaan lisämaksusta (50-100 INR).
Tarkastellaksemme tätä, katsotaanpa digitaalisen IR-lämpömittarin tulostuskustannukset. Digitaalisen IR-lämpömittarin perusversion tulostaminen prosessin kanssa kestää 4 tuntia ja 11 minuuttia. Voit myös tarkistaa aiemmin rakentamamme kontaktittoman IR-lämpömittarin 3D-tulostetulla kotelolla.
Prosessin parametrit: Kerroksen korkeus: 0,25 mm, tulostusnopeus 60 mm / s. Koska aiomme hankkia ABS-materiaalia ilman jälkikäsittelyä, se maksaisi meille noin 1200 INR painosta.
3D-tulostuksen edut
- Suunnittelun vapaus
- Nopea prototyyppien muodostaminen - vapaus iteraatioille
- Tulosta tilauksesta ja maksa vain siitä, mitä tulostat
3D-tulostuksen haitat
- Rajoitetut materiaalivalinnat
- Rajoitettu koontivolyymi
- Viimeistele laatu
3D-tulostuksen markkinatrendi
Koska 3D-tulostuspalvelut ovat helpommin saatavilla, 3D-tulostuksen hinnat voivat laskea. Azul 3D 'High Area Rapid Printing -tekniikka' on vallankumouksellinen SLA-menetelmä, mutta se voi tulostaa kerroksen koko sängystä kerrallaan. Markkinoille pääseminen vie kuitenkin jonkin aikaa.
Ruiskupuristus
Ruiskupuristus on alan yleisin massavalmistusmenetelmä ja sopii parhaiten, kun haluat valmistaa tuhansia tuotteita. Jos katsot jotain muovista valmistettua tuotetta ympärilläsi, se on todennäköisesti valmistettu ruiskuvalun kautta. Ensimmäisen tuotteen valmistaminen vie paljon aikaa ja rahaa, mutta kun se on valmis, voit valmistaa satoja tai jopa tuhansia tuotteita päivässä erittäin edulliseen hintaan.
Kuinka prosessi sujuu ruiskupuristuksessa?
Tuotesuunnittelu → Työkalujen suunnittelu (muotisuunnittelu) → Koeajo → Massatuotanto → Jälkikäsittely
1. Ensinnäkin teet tuotesuunnittelun aivan kuten 3D-tulostuksessa - joko itse tai ammattimaisen CAD-suunnittelijan kautta.
2. Sitten annat tuotesuunnittelun työkalusuunnittelijalle (enimmäkseen ruiskuvalupalvelujen tarjoajalle) sekä muita yksityiskohtia, kuten materiaalin valinnan, määrän ja viimeistelytyypin. Palveluntarjoaja suunnittelee työkalun (eli muotin) ja analysoi osien, muotin virtauksen ja kaikkien muiden parametrien yhteensopivuuden tuotesuunnittelusi ja haluamiesi määritysten mukaisesti.
Kun se on valmis, palveluntarjoaja menee koekäyttöön ja tekee tarvittaessa korjauksia. Lopuksi hän jatkaa massatuotantoa. Jälkikäsittelyyn sisältyy toimintoja, kuten salaman ja porttien poistaminen ja kiillotus.
Muotti / työkalu on metallilohko, jolla on valmistettavan kohteen negatiivinen / vastakkainen profiili. Se koostuu ytimen lohkosta ja ontelolohkosta sekä muista tukiosista, kuten jäähdytysjärjestelmä, ejektoritappi jne. Ruiskuvaluprosessin aikana lämmitetty muovi virtaa ontelon sisällä ja jäähtyy. Osa poistetaan sitten automaattisesti ja jälkikäsitellään, kuten salamien ja porttien poistaminen ja kiillotus.
Ruiskuvalussa käytetyt materiaalit
Suurinta osaa kaupallisista muovimateriaaleista voidaan käyttää ruiskupuristuksessa.
Joten lopputuotteen omaisuudella on valitsemasi materiaalin ominaisuus.
Esim.: polykarbonaatti ja polystyreeni läpinäkyville tuotteille, polypropyleeni (PP ja PET) ovat hyviä elintarvikekäyttöisille muovimateriaaleille, polyeetteri-imidi (PEI) korkealle lämmönkestävyydelle.
Kun on kyse joustavista materiaaleista, kuten polyuretaanista tai silikonikumista, ruiskupuristuskonsepti vaihtelee hieman. Jokaisella materiaalilla on erilaiset valmistuskustannukset. Muotit on suunniteltu tietylle muovimateriaalille. Tiettyä materiaalia varten suunnitellut työkalut / muotit eivät välttämättä ole hyödyllisiä eri materiaaleille, koska jokainen materiaali kutistuu eri tavalla. Joten päättää materiaalisi suunnitteluvaiheessa.
Työkalulla tai muotilla on käyttöikä. Työkalun materiaali ja kustannukset vaihtelevat arvioidun valmistettavien tuotteiden määrän mukaan. Työkalun vähimmäisikä on noin 5000 kappaletta. Arvioi siis reilusti määrä alkuvaiheessa.
Paljon tekijöitä tulee esiin tuotteen viimeistelyn ja monimutkaisuuden perusteella - esimerkiksi-
Jos tarvitset erittäin hyvää laatua, työkalun suunnittelu sisältää tiettyjä ominaisuuksia, jotka lisäävät kustannuksia.
Jos on hyvin monimutkaisia rakenteita, jotka tekevät tavanomaisesta työkalujen valmistuksesta vaikeaa, työkalujen valmistaja käyttää epätavallisia menetelmiä, mikä lisää kustannuksia.
Tarvitset vain selvän mitä haluat - suunnittelun, määrän, viimeistelyn ja materiaalin.
Ruiskuvalun kustannuslaskenta
Mene palveluntarjoajan kanssa, joka antaa kokonaisratkaisun eli työkalujen suunnittelusta tuotteiden valmistukseen koordinointiongelmien välttämiseksi. Palveluntarjoaja huolehtii kaikista tekijöistä suunnittelun, määrän, materiaalin ja viimeistelyvaatimusten mukaan.
On kaksi tapaa, jolla voit siirtyä kustannusrakenteeseen. Otamme IR-digitaalilämpömittarimme esimerkkinä kustannusrakenteen eron analysoimiseksi.
Erilliset työkalun suunnittelun ja työkalun valmistuksen kustannukset ja erilliset yksikkökustannukset tuotteiden valmistuksessa, johon sisältyy materiaalikustannukset, koneen kustannukset, työvoimakustannukset jne. Siellä palveluntarjoaja veloittaa sinua työkalun suunnittelusta ja valmistuksesta erikseen. Ja hän veloittaa tuotteista erikseen. Tällöin sinulle aiheutuu merkittäviä kiinteitä alkukustannuksia (esim. 1-2 lac INR) ja yksikkökohtaisia kustannuksia (esim. 10-50 INR).
Lopputuotetta kohden, joka sisältää sekä tuotteen valmistuskustannukset että työkalukustannukset. Tällöin työkalun suunnittelun ja valmistuksen kiinteät alkukustannukset jaetaan tuotteen määrälle. Esimerkki: Nämä kustannukset (esim. 2 lac INR) jaetaan tilaamaasi kokonaismäärään (5000 kpl) tuotteen valmistuskustannusten (esim. 20 INR) lisäksi.
Joten 200000 INR / 5000 yksikköä = 40 INR (työkalun hinta) + 20 INR (tuotteen hinta) = 60 INR (kokonaiskustannus)
Tämä kustannusrakenne helpottaa työkalun alkuperäisten kustannusten taakkaa ja tekee kotelon kustannuksista muuttuvan.
Edut muovaus
- Paras suurille tuotemäärille
- Hyvä viimeistely - kiiltävä pinta tai mattapinta
- Laaja materiaalivalinta
Muovailun haitat
- Korkea aloitusaika ja kustannukset
Bonus-aihe
Kun laitat tuotteitasi yleismarkkinoille, joudut ehkä suunnittelemaan ja valmistamaan tuotteen tietyn sisääntulo- ja iskusuojauksen kanssa. Tämän tarkoituksena on välittää tuotteen luotettavuus asiakkaillesi tehokkaasti.
IP-luokitus: IP (tai "Tunkeutumissuoja") -luokitukset ovat kansainvälisiä standardeja, joita käytetään määrittämään sähkökoteloiden tiivistystehokkuus vieraiden esineiden (työkalut, lika jne.) Ja kosteuden tunkeutumista vastaan.
IK-luokitus
IK-luokitukset osoittavat sähkökoteloiden suojaustasot ulkoisia mekaanisia iskuja vastaan. IK-luokitusasteikolla tunnistetaan kotelon kyky vastustaa jouleina (J) mitattuja iskuenergian tasoja.