프로토 타이핑의 마지막 단계에 있거나 새로운 전자 제품을 개발했으며 주류 시장에서 제품을 확장하고 판매 할 생각이라고 가정 해 보겠습니다. PCB, 센서 및 기타 전자 / 전기 부품을 쉽게 소싱 할 수 있지만, 특히 제품에 맞춤형 케이스가 필요하거나 제품이 정기적으로 사용자와 상호 작용할 때 케이스를 얻는 것을 종종 우연히 발견하게됩니다.
이 기사 를 통해 제품의 케이스를 얻는 일반적인 방법, 올바른 케이스 유형을 선택하는 방법 및 서비스 제공 업체를 찾을 수있는 위치를 알게 될 것입니다. 대부분의 분들은 비용 효율적이고 내구성이 뛰어나며 쉽게 제조 할 수있는 케이스를 찾고 있으므로 앞서 언급 한 기능을 잘 수행 할 수있는 플라스틱에 중점을 둘 것입니다.
제품 케이스를 만드는 가장 일반적인 방법은 다음과 같습니다.
- 표준 하우징 및 패널
- 3D 프린팅
- 사출 성형
이 기사의 정보 외에도 실제 시나리오에 대한 아이디어를 얻을 수 있도록 아래의 디지털 IR 온도계 인클로저 (복잡한 모양, 복잡한 세부 사항)를 사용하여 각 방법을 평가할 것입니다.
각 방법을 평가할 기본 기준은 비용, 시간, 사용자 정의, 복잡성, 품질 및 확장 성 입니다. 표준 하우징과 3D 프린팅 및 사출 성형 을 비교해 보겠습니다.
기준 |
기성품 케이스 |
3D 프린팅 |
사출 성형 |
비용 |
비용은 수량에 비례합니다. 그러나 수량이 많은 경우 더 나은 거래를 위해 협상 할 수 있습니다. ⭐ |
비용은 인쇄 시간에 비례합니다. 재료에 따라 시간당 300-600 INR 범위 (후 처리 추가) |
공구 설계 초기 비용이 높고 제품 제조 비용이 매우 저렴합니다. 수량이 많은 경우 공구 설계 비용은 단위당 비용으로 배분됩니다. |
시각 |
시간 제한이 없습니다. 주문하고 배송 받으세요 ⭐ |
포스트 디자인, 각 부품을 인쇄하는 데 필요한 시간은 수량에 비례합니다. |
사후 설계, 공구 (금형) 설계 및 공구 제조에는 상당한 시간이 소요됩니다 (1 주일에서 1 개월). 도구가 준비되면 하루에 수백 또는 수천 개의 제품을 제조 할 수 있습니다. |
커스터마이징 |
매우 낮음에서 아니요 |
완벽하게 사용자 정의 가능하고 여러 번 반복 가능 ⭐ |
금형 설계를 완료하면 사용자 정의가 불가능합니다. |
제품의 복잡성 |
표준 제품 용 케이스. |
추가 비용없이 복잡하고 복잡한 구조 가능 ⭐ |
복잡하고 복잡한 구조가 가능하지만 추가 비용이 발생합니다. |
마무리 품질 |
대체로 좋습니다. 그러나 사용자 정의 할 수 없습니다. |
거칠고 계층화 예외: 아세톤 처리 ABS 부품 |
광택 및 무광택 마감 ⭐ |
규모 |
규모 제한 없음 ⭐ |
1000 개 미만 수량 가능 |
1000 개 이상의 수량에 사용 가능 |
표준-기성품 케이스
프로젝트에 Arduino, RaspberryPi 및 일부 표준 구성 요소 또는 센서와 같은 표준 구성 요소가 포함 된 경우 대부분 온라인에서 표준 케이스를 찾을 수 있습니다. 다음은 Readymade 인클로저 의 몇 가지 예입니다.
지역 온라인 사이트뿐만 아니라 Alibaba 또는 Aliexpress와 같은 많은 국제 웹 사이트에서 찾을 수 있습니다. 특정 최소 수량이있는 경우 일부 판매자는 사용자 정의를 도와 줄 수 있습니다. 제품이 이미 시장에 나와있는 제품과 유사한 경우이 교활한 방법을 사용하여 제품 인클로저 제조업체를 추적하고 거래 협상을 시도 할 수 있습니다.
여러 구성 요소를 조립하고 미관이 문제가되지 않는 또 다른 경우에 가장 좋은 선택은 컨트롤러, 릴레이 등과 같은 구성 요소를 DIN에 고정 할 수 있는 분말 코팅기 금속 패널 을 선택하는 것입니다. 울타리. 딘 레일 마운트 Arduino / 라즈베리 컨트롤러 케이스, 딘 레일 릴레이, 딘 레일 전원 공급 장치 등을 온라인에서 쉽게 찾을 수 있습니다. 패널 도어에 디스플레이와 스위치를 포함하도록 패널을 약간 조정할 수도 있습니다. 패널 크기는 몇 센티미터에서 몇 미터까지 다양합니다. 이 방법은 산업 자동화 산업 에서 일반적인 관행입니다.
온도계 예제 케이스로 돌아와서 어떤 웹 사이트에서도 그러한 케이스를 찾을 수 없습니다. 그러나 귀하의 필요에 맞는 유사한 케이스를 이미 제조하고있는 사출 성형 회사를 찾을 수 있다면 운이 좋습니다. 여기서 가장 큰 단점은 케이스 공급 업체가 전 세계 누구에게나 판매 할 것이기 때문에 제품 자체가 독특 해 보이지 않는다는 것입니다.
기성품 케이스의 장점
기성품 케이스가 당신의 필요에 맞다면,
- 더 빠른 배송
- 시간과 돈을 투자 할 필요가 없습니다.
- 더 나은 마감 품질
기성품 케이스의 단점
- 최소한의 사용자 지정 없음
- 재료 옵션 없음
3D 프린팅
표준 케이스가 적합하지 않은 경우 3D 프린팅은 제품을 시작하는 좋은 방법입니다. 3D 프린팅은 프로토 타이핑에 적합합니다. 처음에는 몇 개의 수량 (아마도 수백 개) 만 찾고 상당한 투자를하기 전에 제품에 대한 시장을 테스트하려고합니다. CAD 디자인이 준비되면 제품을 인쇄하는 데 많은 시간과 비용이 들지 않습니다.
3D 프린팅에 대해 배우고 싶다면 3D 프린팅 시작에 대한 기사와 영감을 얻기 위해 이전에 구축 한 기타 3D 프린팅 프로젝트를 확인하십시오.
부품의 CAD 설계 → 슬라이싱 (슬라이싱 소프트웨어에서) → 3D 프린팅 → 후 처리
- 먼저 케이스의 3D 모델을 준비합니다.
- 3D 모델을 Cura, Simple3D 및 Slic3R과 같은 슬라이싱 소프트웨어로 가져옵니다.
슬라이싱은 3D 모델이 3D 프린터가 이해할 수있는 레이어와 코드로 변환되는 곳입니다.
다양한 인쇄 매개 변수를 조정하여 지원을 시각화하고 인쇄에 필요한 시간을 예측할 수도 있습니다.
- 그런 다음 3D 프린팅 및 후 처리가 이어집니다. 후 처리에는 ABS 재질의 경우 표면 마감을위한 지지대 제거, 플래시 및 화학적 처리가 포함됩니다.
많은 3D 프린팅 서비스 제공 업체가 웹 사이트 나 이메일을 통해 귀하의 디자인을 받아 인쇄 한 후 인쇄 된 제품을 귀하에게 보냅니다.이 모든 것이 일주일 이내에 이루어집니다. 번거 로움 무료! 그렇지 않습니다. 3D 프린팅 서비스 제공 업체는 제품을 인쇄하는 데 필요한 시간에 따라 요금을 부과하며 시간당 요금은 선택한 재료 유형에 따라 다릅니다.
3D 프린팅을 결정하는 동안 몇 가지 중요한 요소를 인식하는 것이 중요합니다. 이러한 요소는 제품의 재료 및 처리 시간에 영향을 미치는 요소이므로 비용이 발생합니다.
현재 3D 프린팅의 가장 일반적인 두 가지 방법은 다음과 같습니다.
융합 증착 모델링 (FDM)
FFF (Fused Filament Fabrication) 라고도 알려진, 용융 된 재료를 미리 정해진 경로에 층별로 선택적으로 증착하여 물체를 만드는 적층 제조 공정입니다. 사용되는 재료는 열가소성 폴리머이며 필라멘트 형태로 제공됩니다.
SLA (Stereolithography)
SLA는 고출력 레이저를 사용하여 프린팅 베드에서 액체 수지를 경화시켜 원하는 3D 모양을 만듭니다.이 과정은 중합이라고합니다. 광범위하게 디지털 광 처리 (DLP) 로 분류되는 다양한 유형의 광 기반 3D 프린팅이 있습니다.
FDM (Fused Deposition Modeling) |
SLA (Stereolithography) |
|
신청 |
표준 부품 |
표면이 복잡한 부품 (보석 및 작은 부품) 소형 전자 인클로저 |
비용 |
저렴 |
|
시각 |
더 빠르게 |
|
마무리 손질 |
일반적으로 거칠고 계층화 아세톤 처리 ABS의 경우 부드러움 |
부드러운 |
기재 |
가장 일반적인: PLA, ABS, 나일론, HIPS, PET, PC |
표준 수지, 투명 수지, 견고하거나 내구성있는 수지 및 고온 수지. |
지금은 더 널리 사용 가능하고 우리의 논의에 적합하므로 FDM을 고수합시다.
3D 프린팅을위한 설계 고려 사항
제품을 설계하는 동안 시장에서 구할 수있는 3D 프린터의 한계를 이해하는 것이 중요합니다. FDM 3D 프린터의 작동을 이해하는 것이 중요합니다.
CAD 설계에 능숙하지 않은 경우 전문 3D 설계 서비스를받는 것이 좋으며 경우에 따라 3D 프린팅 서비스 제공 업체가 3D 설계 서비스를 제공하기도합니다. 이러한 서비스는 대부분 시간당 요금이 부과됩니다. 가장 중요한 설계 고려 사항은 다음과 같습니다.
조립: 최종 물체로 조립되는 여러 부품이있는 경우 부품 일치, 나사 등 부품을 함께 맞추기 위해 만들 준비를 생각해야합니다.
오버 행잉: 현실은 FDM 3D 프린터가 돌출되거나 가파른 경사면 인쇄에 적합하지 않다는 것입니다. 표면이 거칠고 후 처리가 필요한 지원이 필요합니다.
복잡성: 복잡성은 얇은 부품, 작은 기능 및 매우 복잡한 모양과 같은 복잡함을 의미합니다. 3D 프린터는 이러한 모든 작업을 쉽게 수행하도록되어 있지만 때로는 제대로 작동하지 않습니다.
다음은 디자인에서 3D 프린팅 프로세스로 진행하는 동안 염두에 두어야 할 요소입니다.
3D 프린팅을위한 공정 고려 사항
모든 프로세스 고려 사항은 인쇄 시간과 완성 된 개체의 품질에 영향을줍니다.
이러한 모든 매개 변수는 슬라이싱 소프트웨어 (Cura, Simple3D 및 Slic3R)를 통해 시각화 및 분석 할 수 있습니다.
방향의 중요성: 아래 이미지는 그 이유를 보여줍니다. 덜지지하고 덜 매달리는 방식으로 부품의 방향을 조정하십시오. 최상의 방향은 더 나은 마무리와 더 짧은 인쇄 시간을 가져옵니다.
레이어 두께 / 레이어 높이: 레이어 두께는 레이어가 쌓이는 3D 프린팅 프로세스에서 재료를 연속적으로 추가 할 때마다 레이어 높이를 측정 한 것입니다. 레이어 두께를 낮추고 인쇄에 걸리는 시간이 길어지고 마무리 품질이 향상됩니다. 아래 이미지는 레이어 두께와 인쇄 시간 사이의 관계를 보여줍니다.
채우기 밀도: 채우기 밀도는 개체 내부에 인쇄 된 필라멘트의 양이며, 이는 인쇄물의 강도, 무게 및 인쇄 기간과 직접 관련이 있습니다. 우리의 경우-인클로저에서는 부품이 단단한 물체가 아닌 쉘이기 때문에 채우기 밀도가 발생하지 않습니다. 솔리드 부품이있는 경우 충전 밀도가 높고 강도가 높고 인쇄 시간이 길어집니다.
지원: 3D 프린팅 지원 구조는 모델의 일부가 아닙니다. 인쇄하는 동안 모델의 일부를 지원하는 데 사용됩니다. 즉, 인쇄가 끝나면 모델을 사용할 준비가되기 전에 구조를 제거하는 추가 작업이 있습니다.
인쇄 속도, 쉘 두께, 노즐 직경, 압출 온도 및 뗏목과 같은 다른 요소는 서비스 제공자가 최적의 수준으로 설정하므로 걱정할 필요가 없습니다.
후 처리: ABS 부품은 3D 프린팅 공정 후 아세톤으로 처리하여 광택있는 느낌을 얻을 수 있습니다.
아래는 아세톤 처리 된 ABS와 처리되지 않은 ABS 개체의 비교입니다. 제가 전하고 싶은 메시지는 기능성과 미학면에서 최적의 인쇄 품질을 추구한다는 것입니다.
디자인에 사용되는 소프트웨어
무료: Sketchup, Blender 3D, Open SCAD.
유료: Solidworks, CATIA, NX-CAD, 3DS Max
슬라이싱에 사용되는 소프트웨어-무료: Cura, Simple3D, Slic3R
3D 프린팅 비용 분석
3D 프린팅 비용은 재료 선택과 제품 프린팅에 필요한 시간에 따라 다릅니다.
비용은 일반적으로 300-600INR입니다. 또한 ABS 아세톤 처리와 같은 추가 기능은 추가 요금 (50-100INR)이 부과됩니다.
이를 관점에서 설명하기 위해 디지털 IR 온도계의 인쇄 비용을 살펴 보겠습니다. 프로세스와 함께 디지털 IR 온도계의 기본 버전을 인쇄하는 데 4 시간 11 분이 걸립니다. 3D 인쇄 인클로저를 사용하여 이전에 제작 한 비접촉식 IR 온도계를 확인할 수도 있습니다.
공정 매개 변수: 레이어 높이: 0.25mm, 인쇄 속도 60mm / s. 후 처리없이 ABS 소재를 사용하기 때문에 인쇄 비용은 약 1200 INR입니다.
3D 프린팅의 장점
- 디자인의 자유
- 신속한 프로토 타이핑-반복의 자유
- 주문형 인쇄 및 인쇄 한 항목에 대해서만 지불
3D 프린팅의 단점
- 제한된 재료 선택
- 제한된 빌드 볼륨
- 마무리 품질
3D 프린팅 시장 동향
3D 프린팅 서비스가 더 쉽게 이용 가능 해짐에 따라 3D 프린팅 가격이 내려갈 수 있습니다. Azul 3D 'High Area Rapid Printing 기술'은 혁신적인 SLA 방법이지만 한 번에 전체 침대의 레이어를 인쇄 할 수 있습니다. 그러나 시장에 도달하는 데는 시간이 걸릴 것입니다.
사출 성형
사출 성형은 업계에서 가장 일반적인 대량 제조 방법이며 수천 개의 제품을 제조하고자 할 때 가장 적합합니다. 주변에서 플라스틱으로 만든 제품을보고 있다면 아마도 사출 성형을 통해 만들어 졌을 것입니다. 첫 번째 제품을 생산하는 데는 많은 시간과 비용이 소요되지만 일단 완료되면 매우 저렴한 가격으로 하루에 수백 또는 수천 개의 제품을 생산할 수 있습니다.
사출 성형 공정은 어떻게 진행됩니까?
제품 설계 → 공구 설계 (금형 설계) → 시운전 → 양산 → 후가공
1. 먼저 3D 프린팅에서했던 것처럼 제품 디자인 을 직접 또는 전문 CAD 디자이너를 통해 수행합니다.
2. 그런 다음 재료 선택, 수량 및 마감 유형과 같은 기타 세부 사항과 함께 제품 설계를 도구 설계자 (주로 사출 성형 서비스 제공 업체)에게 제공합니다. 서비스 제공 업체는 도구 (예: 금형)를 설계하고 제품 설계 및 원하는 사양에 따라 부품, 금형 흐름 및 기타 모든 매개 변수의 일치를 분석합니다.
준비가되면 서비스 제공 업체는 시험 실행을하고 필요한 경우 수정합니다. 마지막으로 그는 대량 생산을 시작합니다. 후 처리에는 플래시 및 게이트 제거 및 연마와 같은 작업이 포함됩니다.
금형 / 도구는 제조하려는 물체의 네거티브 / 반대 프로파일을 가진 금속 블록입니다. 냉각 시스템, 이젝터 핀 등과 같은 기타지지 부품과 함께 코어 블록과 캐비티 블록으로 구성됩니다. 사출 성형 과정에서 가열 된 플라스틱은 캐비티 내부로 흘러 들어가 냉각됩니다. 그런 다음 부품이 자동으로 배출 된 다음 플래시 및 게이트 제거 및 연마와 같은 작업을 통해 후 처리됩니다.
사출 성형에 사용되는 재료
대부분의 상업용 플라스틱 재료는 사출 성형에 사용할 수 있습니다.
따라서 완제품의 속성은 선택한 재료의 속성을 갖습니다.
예: 투명 제품을위한 폴리 카보네이트 및 폴리스티렌, 식품 등급 플라스틱 소재에 적합한 폴리 프로필렌 (PP 및 PET), 높은 내열성을위한 폴리 에테르이 미드 (PEI).
폴리 우레탄 또는 실리콘 고무와 같은 유연한 소재의 경우 사출 성형 개념이 약간 다릅니다. 재료마다 제조 비용이 다릅니다. 금형은 특정 플라스틱 재질로 설계되었습니다. 특정 재료 용으로 설계된 도구 / 금형은 각 재료가 다른 방식으로 축소되기 때문에 다른 재료에 유용하지 않을 수 있습니다. 따라서 디자인 단계에서 재료를 결정하십시오.
도구 또는 금형에는 수명이 있습니다. 도구의 재료 및 비용은 만들고자하는 예상 제품 수에 따라 다릅니다. 공구의 최소 수명은 약 5000 개입니다. 따라서 초기 단계에서 수량을 공정하게 추정하십시오.
제품의 마무리와 복잡성에 따라 많은 요소가 작용합니다.
매우 우수한 품질이 필요한 경우 도구 설계에는 비용을 추가하는 특정 기능이 포함됩니다.
기존의 도구 제조를 어렵게 만드는 매우 복잡한 구조가있는 경우 도구 제작자는 비용을 추가하는 색다른 방법을 사용합니다.
필요한 것은 디자인, 수량, 마감 및 재료 등 원하는 것을 명확하게하는 것입니다.
사출 성형 비용 고려
조정 문제를 피하기 위해 도구 설계에서 제품 제조에 이르기까지 종단 간 솔루션을 제공하는 서비스 제공 업체와 함께 가십시오. 서비스 제공 업체는 설계, 수량, 재료 및 마감 요구 사항에 따라 모든 요소를 처리합니다.
비용 구조에 대해 갈 수있는 두 가지 방법이 있습니다. 비용 구조의 차이를 분석하기 위해 IR 디지털 온도계를 예로 들어 보겠습니다.
도구 설계 및 도구 제조에 대한 별도의 비용과 재료 비용, 기계 비용, 인건비 등이 포함되는 제품 제조에 대한 단위당 비용이 별도입니다. 여기서 서비스 제공 업체는 도구의 설계 및 제조에 대해 별도로 청구합니다. 그리고 그는 제품에 대해 별도로 청구합니다. 이 경우 상당한 초기 고정 비용 (예: 1-2lac INR)과 단위당 제품 비용 (예: 10-50 INR)이 발생합니다.
제품 제조 비용과 공구 비용을 모두 포함하는 단위 완제품 당. 이 경우 도구 설계 및 제조의 고정 초기 비용이 제품 수량에 분산됩니다. 예:이 비용 (예: 2lac INR)은 제품 제조 비용 (예: 20 INR)과 함께 주문한 총 수량 (5000 개)에 분배됩니다.
따라서 200000 INR / 5000 단위 = 40 INR (공구 비용) + 20 INR (제품 비용) = 60 INR (총 비용)
이 비용 구조는 초기 도구 비용의 부담을 덜어주고 케이싱 비용을 가변적으로 만듭니다.
성형의 장점
- 대량 제품에 적합
- 우수한 마감-광택 마감 또는 무광 마감
- 다양한 재료 선택
성형의 단점
- 높은 초기 시간 및 비용
보너스 주제
제품을 주류 시장에 출시 할 때 특정 유입 보호 및 충격 보호 기능을 갖도록 제품을 설계하고 제조해야 할 수 있습니다. 이는 제품의 신뢰성을 고객에게 효과적으로 전달하기위한 것입니다.
IP 등급: IP (또는 "Ingress Protection") 등급은 이물질 (도구, 먼지 등) 및 습기의 침입에 대한 전기 인클로저의 밀봉 효과 수준을 정의하는 데 사용되는 국제 표준입니다.
IK 등급
IK 등급은 외부 기계적 충격에 대해 전기 인클로저가 제공하는 보호 수준을 나타냅니다. IK 등급 척도는 줄 (J)로 측정 된 충격 에너지 수준에 저항하는 인클로저의 능력을 식별합니다.