Forbrugerne har forventet, at der med jævne mellemrum udgives stadig mere avanceret elektronik. Fra smartphones til intelligente hjemmesystemer og wearables kræver nye forbrugerprodukter en betydelig evaluering og testning, før de kommer på markedet. Før de nye produkter overgår til masseproduktion, kræver de strenge test for kvalitet, funktionalitet og brugeroplevelse.
Med nye forbrugerprodukters opgraderings- og frigivelsescyklusser, der bliver kortere, har elektronikdesignere brug for en løsning, der hjælper med at reducere den tid, der er involveret i hver enkelt R&D- og prototypecyklus. Langt den mest tidskrævende og mindst produktive del af R&D er de gentagne design-, bygge- og testcyklusser. Disse aktiviteter er afgørende for at sikre produktkvaliteten og funktionaliteten af forbrugerelektronik, men de bruger også en betydelig mængde tid på grund af begrænsningerne i traditionelle PCB-fabrikationsprocesser.
Nye produkter som VR-systemer kræver sofistikeret elektronik og et komplekst optisk system.
Snell prototyping af PCB’er med traditionelle fremstillingsprocesser er alt andet end hurtig, så designere har brug for en reel løsning til ægte rapid prototyping. Dette illustrerer værdien af 3D-printing inden for udvikling og prototyping af forbrugerelektronik; designere kan hurtigt skabe fuldt funktionsdygtig elektronik på få timer i stedet for dage, og dette kan gøres internt i virksomheden. Designere kan innovere oftere, hurtigt teste funktionalitet og implementere redesigns, inden de fremstiller i stor skala.
Hvorfor bruge 3D-printing i udviklingen af forbrugerelektronik?
Additive fremstillingssystemer giver en række fordele for udvikling af elektronik, men disse systemer anses stadig for at være forbeholdt produktion af avanceret elektronik til højt specialiserede applikationer. Mens additiv fremstilling er ideel til kompleks elektronik, der ikke findes i forbrugerområdet, giver 3D-printing i udviklingen af forbrugerelektronik betydelige fordele med hensyn til prototypefremstilling og forberedelse til fremstilling i fuld skala.
Print, test og omdesign et enkelt board på en dag
3D-printing er enestående sammenlignet med andre fremstillingsprocesser, idet den tid og de omkostninger, der er forbundet med fremstillingen, er uafhængige af et produkts kompleksitet. I stedet afhænger gennemløbstiden kun af vægten af de materialer, der deponeres i enheden. Det betyder, at fremstillingstiden for prototyper og færdige produkter er meget forudsigelig. Med komplekse elektroniske enheder, især flerlagede PCB’er, eliminerer 3D-printning gentagne ætsnings-, presnings-, bore- og efterbehandlingstrin under fremstillingen. Det rigtige additive fremstillingssystem og den rigtige proces kan bruges til at udskrive et fuldt funktionsdygtigt printkort på kortere tid end en traditionel proces.
Selv de mest komplekse PCB’er kan udskrives på få timer i stedet for at vente dage eller uger på, at et parti af paneliserede printkort bliver fremstillet med traditionelle processer. Desuden kan du udskrive et enkelt printkort eller et antal varianter parallelt med en 3D-printer og afprøve dem med det samme. Dette hjælper designere og ingeniører med hurtigt at diagnosticere funktionalitetsproblemer og bestemme de nødvendige redesigns, hvilket i sidste ende reducerer udviklingstiden for ny elektronik.
Evaluér boards sammen med dit foreslåede kabinet
Kabinetter og emballage til forbrugerelektronik er lige så vigtige som det board, der driver enheden. Brugeroplevelsen for nye produkter defineres af kabinettets mekaniske opførsel samt enhedens elektriske egenskaber. For enheder med komplekse formfaktorer, såsom VR-systemer, wearables og intelligente apparater, vil du sandsynligvis ikke være i stand til at fremskaffe et prototypekabinet til dit nye produkt inden for et rimeligt tidsrum. Dette forsinker udviklingscyklusser og skaber en risiko for, at kabinettet ikke passer til boardet.
Den lag-for-lag-deponeringsproces i 3D-printing gør det muligt at printe sensorer, antenner og anden funktionel elektronik direkte på plastkomponenter, metaloverflader og endda glasplader og keramiske materialer. Et prototypeprintkort kan printes direkte ind i et foreslået kabinet og testes med det samme med hensyn til funktionalitet, brugeroplevelse og mekanisk stivhed. Når du inddrager en 3D-printer til mekaniske komponenter i den interne prototypefremstillingsproces, kan du fremstille en fuldt funktionel prototype til dit produkt med mindre tid og omkostninger end med traditionelle fremstillings- og fabrikationsprocesser.
Mag dit designteam mere agilt
Den centrale idé i agile design- og udviklingsprocesser, både for hardware og software, er at blive tilpasningsdygtig til designændringer. De to foregående fordele er afgørende, da de giver designteams mulighed for gentagne gange at teste designvalg og bestemme de nødvendige omdesigns. Dette hjælper også designteams til hurtigt at tilpasse deres produkter til ændringer i forbrugernes smag eller kundekrav med mindre tid og færre udgifter. Alt dette hviler på evnen til hurtigt at evaluere og triage redesigns til komplekse produkter, en proces, der normalt ville tage uger med traditionelle PCB-prototypingkørsler.
Anvendelse af 3D-print i udviklingen af forbrugerelektronik hjælper designteams med at blive mere agile, hvilket i sidste ende reducerer tiden i hver udviklingscyklus.
Beskyt din intellektuelle ejendomsret
Hver gang et design sendes ud til fremstilling, er der en risiko for, at designdata bliver manipuleret eller stjålet. Skruppelløse udenlandske producenter kan hævde at hjælpe med at beskytte intellektuelle ejendomsrettigheder, men der er ingen grund til at risikere at udsætte et nyt design for konkurrenterne, før dit produkt kommer på markedet. Da additive fremstillingssystemer kan bringes internt i virksomheden, kan en innovativ virksomhed få større kontrol over produktkvalitet og designsikkerhed. Sammen med de fremskyndede tidsplaner for prototypefremstilling hjælper additive fremstillingssystemer forbrugerelektronik til at forblive mere konkurrencedygtig på et overfyldt, lukrativt marked.
Skalering og tilpasning
3D-printning i produktionen af forbrugerelektronik vil kun blive mere mainstream, efterhånden som flere virksomheder indfører en industri 4.0-tankegang. Afskaffelsen af værktøjskrav, faste omkostninger og gennemløbstider samt afskaffelsen af traditionelle DFM-begrænsninger vil i sidste ende muliggøre tilpasselig og modulær forbrugerelektronik. Dette repræsenterer en enorm mulighed for producenterne, da de vil få mulighed for at producere forbrugerelektronik med høj blanding og lav volumen.
Additive manufacturing-systemer er i sagens natur digitaliserede, hvilket gør det muligt at indarbejde dem i et fuldt digitalt lights-out manufacturing-økosystem. Denne iboende digitalisering og nye standarder for fabriksforbindelser vil gøre det muligt for produktionsanlæg at blive mere intelligente, autonome og produktive. Producenterne bør forvente, at disse tendenser vil fortsætte ud over forbrugerelektronik.
Anvendelsen af 3D-print i udviklingen af forbrugerelektronik vil ændre den måde, hvorpå designere tænker på nye elektroniske produkter, og hvordan virksomheder skalerer op til fuld produktion. DragonFly LDM-systemet fra Nano Dimension er ideelt til intern produktion af kompleks elektronik, både til forbrugermarkederne og til specialiserede applikationer. Din virksomhed kan også tage en lights-out digital fremstillingstilgang med dette avancerede PCB-fabrikationssystem. Læs en case study eller kontakt os i dag for at få mere at vide om DragonFly LDM-systemet.