Tillverkningsverktygssats för konsumentelektronik

Ett skräddarsytt tillvägagångssätt

Varje januari visar CES i Las Vegas de senaste innovationerna inom konsumentelektronik. Som den största årliga konsumentelektronikutställningen i världen är det en överdriven visning av prylar och gizmos och illustrerar dramatiskt hur olika elektroniska chips, kort, kretsar och anslutningar är kärnan i alla dessa produkter.

Men ett hjärta kan inte överleva utan en kropp, och dessa kroppar - smartphones, bärbara datorer, surfplattor, trådlösa öronproppar, olika IoT-enheter och en mängd andra elektroniska enheter - består av fodral, konsoler, knappar, linser, armaturer, interna plattor, höljen och andra komponenter. Dessa föremål är vanligtvis gjorda av plast, men plast dominerar, men du hittar också enstaka plåtdelar (se sidofältet).

Detta designtips tittar på hur du kan förbättra de delar och produkter du kan designa för konsument- och datorelektroniksektorn. Vi tittar på:

• hur anpassning kan hjälpa produkter att sticka ut på marknaden, tillgodose konsumenternas behov och i vissa fall sänka produktionskostnaderna
• Vanliga material att tänka på och varför
• Olika prototypmetoder under utvecklingen
• Hur man snabbt går från tidig produktutveckling till marknadsleverans med hjälp av digitala tillverkningsresurser

Ett skräddarsytt tillvägagångssätt

Som designers och ingenjörer kan du köpa varor – färdiga komponenter. Problemet med detta tillvägagångssätt är att den stora skillnaden mellan råvaruprodukter är priset, vilket gör dig till en löpare i ett vinstslukande lopp till botten. Även om designen och tekniken på din enhet eller produkt är ovanlig kan den gå vilse i ett hav av andra lookalike-produkter, med bara en klistermärke slagen på utsidan för att skilja din innovativa lösning från din konkurrents.

Anpassning är en väg ut ur råvarufällan, vilket möjliggör utveckling av differentierade produkter som presterar bättre, går snabbare, håller längre, sänker monteringskostnaden och är lättare att använda. Och de kommer att sticka ut i mängden. Externa objekt – gränssnittet mellan produkten och användaren – hjälper till att märka din produkt och förkunna dess unika karaktär. Apple har till exempel gjort detta till en viktig del av sin marknadsföringsstrategi och ägnat stor uppmärksamhet åt alla aspekter av sina produkter, inklusive utseende och känsla. Konsumenter, oavsett om vi gillar det eller inte, väljer ofta utseende - med andra ord, form framför funktion.

Att utveckla en anpassad komponent kräver uppenbarligen mer designarbete än att bara välja en från en katalog. Det finns dock sätt att dra nytta av fördelarna med anpassning samtidigt som man förenklar utvecklingen, minimerar förseningar och kontrollerar kostnaderna. Detta gäller för plastkomponenter, både gjutna och bearbetade.

Anpassad design låter dig kombinera flera komponenter till en enda gjuten eller bearbetad del. Detta eliminerar potentiella felpunkter och förenklar monteringen. Komponenter kan utformas för bättre avstånd eller mer kompakt layout. Kontakter kan placeras exakt där det behövs, vilket eliminerar steg i monteringen. Anpassningsbara paneler kan minska verktygskostnaderna och tillåta kundspecifika lösningar.

Naturligtvis är en annan metod att använda, åtminstone i denna tidiga prototypfas, 3D-utskrift av industriell kvalitet (additiv tillverkning), vilket kan hjälpa till att eliminera behovet av flera komponenter tillsammans.

Som sagt, om du använder formsprutning, två metoder för att anpassa vid design för gjutning som designers ofta använder, är skärgjutning och överformningsprocesser.

Insatsgjutning gör att små metallfunktioner - kontakter, fästen, krossbegränsare eller fina gängor som inte enkelt kunde bearbetas till en gjuten del - kan integreras i plastdelar, vilket förbättrar designflexibiliteten. Dessa kan skydda paneler, dörrar eller fästen från skador under servicebesök. Insatsgjutning kan också ge styrka och hållbarhet till delar. Ett exempel på insatsgjutning som används? Även om det är mer av ett kommersiellt exempel än konsumentelektronik, använde den statliga entreprenören Harris Corporation nyligen skärgjutning för att göra anpassningsbara plastarmaturer för kretskort, vilket ledde till lägre produktionskostnader.

Överformning - förmågan att lägga ett harts på ett annat - är ett utmärkt exempel på att kombinera vad som annars skulle vara flera delar till en. Det används ofta för kosmetisk effekt eller för att applicera ett mjukt material på ett hårdare för handtag eller slagdämpning. Triax Technologies använde nyligen overmoulding för plasthölje för en IoT-aktiverad bärbar enhet.

Dessutom är efterbehandling eller efterbehandlingsalternativ ännu ett sätt att anpassa eller skilja dig från din konkurrent, med hjälp av anpassad färgmatchning för att märka din produkt till exempel, eller delmarkering eller texturering eller andra processer.

Materialöverväganden för tillverkning av hemelektronik

Materialval är en viktig faktor eftersom användning av rätt material kan bidra till att minska kostnaderna, öka hållbarheten på delar, förbättra ergonomin och erbjuda andra funktionella fördelar. Som nämnts dominerar plast denna sektor. I linje med detta är typen av plast eller material en viktig faktor. Allmänna hartser som ABS och polykarbonat (PC) är hållbara och ekonomiska och idealiska för en mängd olika komponenter som fodral och konsoler. Våra hushåll drivs av produkter fulla av ABS-, PC- och ABS/PC-blandningar. Andra hartser erbjuder specialiserade egenskaper.

• Transparenta material som polykarbonat, akryl, polystyren eller flytande silikongummi (LSR) är idealiska för linser och skärmar.
• Hartser av ingenjörskvalitet kan göras mer värmetoleranta eller ledande genom tillsats av glasfiber eller keramiska pulver.
• Elektriskt ledande material kan ge jordning eller avskärmning i själva huset.
• Smidiga material som elastomerer, LSR, polypropen eller polyeten är idealiska för grepp, knappar eller stötdämpande stötfångare.

Utöver plast är aluminium ett populärt alternativ i denna bransch. Detta material kan bearbetas eller formas genom plåttillverkning för att skapa höljen, fästen eller andra metalldelar som kräver hög hållfasthet och låg vikt. Vi erbjuder en materialjämförelseguide som ett användbart verktyg.

Prototyper för konsumentelektronik

Prototyper kommer att stå för mycket av den tid och ansträngning som krävs för att anpassa en del, men det ger också mycket av fördelen. Prototyper gör att du kan göra din design och testmontering perfekt. Det låter dig också prova olika material för att få exakt den funktionalitet du vill ha.

Industriell 3D-utskrift (additiv tillverkning) används ofta för funktionell prototypframställning, även om designers vanligtvis byter till formsprutning för senare prototyper och så småningom för produktion på grund av kostnad. CNC-bearbetning som prototypmetod kanske inte erbjuder ett så brett urval av material som gjutning eller berättar så mycket om tillverkbarhet, men bearbetning gör att du kan producera ett litet antal prototyper snabbt och till låg kostnad.
I senare stadier av prototyper ger formsprutning dig ett bredare urval av hartser, berättar om en design är tillverkningsbar och är ekonomisk för att producera ett större antal bitar för testning eller produktion.

Multikavitets- och familjeformar är utmärkta sätt att påskynda iterativ utveckling. Det är beprövade metoder som används för att öka effektiviteten när du börjar forma prototyper eller starta produktionen. Flerkavitetsformar kan producera identiska delar med varje injektionscykel, men kan modifieras efter delstorlek, komplexitet och extra verktygskostnader. Detta kan påskynda produktionen samtidigt som kostnaderna minskar. Familjeformar kan producera ett antal olika delar med samma harts i ett enda skott men framgången beror på liknande former och storlekar. Och om du inte har slutfört ditt materialval kan samma formar i många fall användas för att producera en del eller familj av delar i flera olika hartser för jämförande tester, även om detta kanske inte fungerar för hartser med väsentligt olika krymphastigheter.

Använda resurserna hos en digital tillverkare

På dagens konkurrensutsatta marknader är tid pengar. Produktutvecklingen måste vara både snabb och grundlig, och detta gäller särskilt elektroniska produkter, som vanligtvis kräver omfattande tester. Som digital tillverkare kan vi hjälpa till att förkorta och förenkla varje steg i utvecklingsprocessen.

• ’’ProtoQuote’’, vårt interaktiva offertsystem online, förvandlar din CAD-modell till en offert med omedelbar designanalys och feedback för de flesta tillverkningsprocesser. Detta kan upprepas så ofta som nödvändigt för att uppnå din ideala design.
• Du kan diskutera dina projekt och förväntningar med våra interna applikationsingenjörer för att hjälpa dig att uppnå dina mål.
• När du har gjort en beställning kan gjutna eller bearbetade delar levereras på så lite som en dag.
• Inhemsk produktion eliminerar leveransförseningar, så att du snabbt kan börja utvärdera prototyper.
• Flera tekniker ger dig många alternativ. På Protolabs erbjuder vi till exempel fyra tillverkningsmetoder: 3D-printing (med sex additiva tillverkningsalternativ), CNC-bearbetning och formsprutning. Detta gör det möjligt för designers att gå från prototyper till lågvolymproduktion snabbt och med en enda leverantör.
• När du har slutfört din design kan vi påbörja flera olika produktionsalternativ, inklusive:
- Quick-turn bridge tooling (broproduktion) av gjutna delar som kan hjälpa dig att bekräfta att en del faktiskt kan gjutas och/eller som du kan ta till marknaden medan de "officiella" produktionsverktygen för ultrahög volym tillverkas
- On-demand-tillverkning för lågvolymsproduktion av gjutna slutanvändningsdelar (tusentals eller till och med tiotusentals delar)
- On-demand-produktion för massmaterialanpassning. Denna on-demand-strategi är särskilt viktig inom konsumentelektroniksektorn, som har gått starkt in i massanpassning av produkter. Möjligheten att producera denna massanpassning är ännu en fördel med att samarbeta med en digital tillverkare, som ger tillverkningshastighet och lågvolymproduktion, så att du kan effektivisera din leveranskedja genom att skaffa delar på begäran, utan minsta orderkvantiteter (MOQs).

Du kan eliminera många steg när du skickar in din CAD-modell till ProtoQuote, vårt automatiserade offertsystem. Systemet utvärderar din design och kommer att markera områden som inte är tillverkningsbara eller som inte överensstämmer med bästa praxis. Designers berättar för oss att vårt system ger ganska exakt prissättning och dessutom innehåller vårt system formfyllningsanalys. Var medveten om att ProtoQuote "vet" en hel del om tillverkning men ingenting om ditt projekt. Systemet kan peka på problem som underskärningar, skarpa hörn och tjocka väggar. Det kan fatta beslut baserat på de material du väljer. Men den vet inte hur delen kommer att användas, vad den kommer att anslutas till eller om den kommer att utsättas för extrema temperaturer, grov hantering, UV-strålning eller kemikalier.

Följaktligen, om du använder vårt offertsystem, låt det fungera som din partner. Låt systemet veta, via din CAD-modell, vad du tror kommer att fungera. Systemet kommer att peka ut sätt att förbättra tillverkningsbarheten och kvaliteten på din design; Du kan göra ändringar och skicka in igen utan kostnad. När du och ProtoQuote har kommit överens om en design, gör din beställning och testa den resulterande prototypen.

Tillverkning är ett partnerskap. Medan Protolabs erbjuder möjligheten att designa och ta emot feedback automatiskt, vill Protolabs också förstå din produkt och hjälpa dig att hitta framgång inom vår tillverkningskapacitet. Kontakta när som helst våra interna applikationsingenjörer, vi är här för att hjälpa dig. Som partner pekar vi på riskområden och guidar dig genom alternativ för att hantera denna risk. De är också tillgängliga för att konsultera om kostnadsavvägningar i samband med de rekommenderade designändringarna.

Att överföra detaljgeometri från en tillverkningsprocess till en annan, vanligtvis bearbetning till formsprutning, är inte alltid enkelt. Bearbetning kan tolerera skarpa hörn, inget drag och tunna och tjocka tvärsnitt; Dessa kan vara problem vid formsprutning. Vårt offertsystem och våra applikationsingenjörer kan hjälpa till att förhindra problem i varje steg i processen.

Som alltid, för ytterligare hjälp, kontakta gärna en Protolabs applikationsingenjör på +46 (0) 8408 391 86 eller customerservice@protolabs. se. För att få igång ditt nästa designprojekt idag, ladda bara upp en 3D CAD-modell för en interaktiv offert inom några timmar.

* Få en gratis designkub här.

2022-11-01 - Industritorget

Kontaktinformation

Protolabs

08408 391 86

Se hemsida

Skicka e-post

Kontakter

Länkar

Filmer

Karta

Skriv ut
Tipsa

Postadress
Halesfield 8
TF74QN Telford

Region
Storbritannien

Organisationsnummer:
5366160

Grundat: Ej angivet
Anställda: Ej angivet

Kontakter

Länkar

Filmer

Karta

Välkommen till Protolabs!

Företaget grundades 1999 av Larry Lukis, en framgångsrik entreprenör och datanörd. Han ville radikalt minska tidsåtgången för att ta fram formsprutade prototypsdelar.

Hans lösning var att automatisera den traditionella produktionsprocessen genom att utveckla en komplex mjukvara som kommunicerade med ett nätverk av fräsar och pressar. Till följd av detta kunde plast- och metalldelar produceras på en bråkdel av den tid det tidigare hade tagit.

Hur vi kan hjälpa
Snabbare produktutveckling, minskade kostnader och optimerad leveranskedja med 3D-utskrifter, CNC-bearbetning och formsprutning som tekniken möjliggör.

arrow_downwardSe nedan för mer information om vår verksamhet.

Skicka förfrågan