Konsumenten erwarten regelmäßige Veröffentlichungen von immer fortschrittlicherer Elektronik. Von Smartphones bis hin zu Smart-Home-Systemen und Wearables – neue Verbraucherprodukte müssen gründlich evaluiert und getestet werden, bevor sie auf den Markt kommen. Bevor sie in die Massenproduktion gehen, müssen diese neuen Produkte rigoros auf Qualität, Funktionalität und Benutzerfreundlichkeit getestet werden.
Da die Aktualisierungs- und Veröffentlichungszyklen für neue Verbraucherprodukte immer kürzer werden, benötigen Elektronikdesigner eine Lösung, die den Zeitaufwand für jeden R&D- und Prototyping-Zyklus reduziert. Der bei weitem zeitaufwändigste und am wenigsten produktive Teil von R&D sind sich wiederholende Design-, Build- und Testzyklen. Diese Aktivitäten sind für die Gewährleistung der Produktqualität und Funktionalität von Unterhaltungselektronik von entscheidender Bedeutung, nehmen aber aufgrund der Einschränkungen herkömmlicher PCB-Fertigungsverfahren auch viel Zeit in Anspruch.
Neue Produkte wie VR-Systeme erfordern eine ausgefeilte Elektronik und ein komplexes optisches System.
Rapid Prototyping von PCBs mit herkömmlichen Fertigungsverfahren ist alles andere als schnell, daher benötigen Designer eine echte Lösung für echtes Rapid Prototyping. Dies verdeutlicht den Wert des 3D-Drucks für die Entwicklung und das Prototyping von Unterhaltungselektronik: Designer können schnell voll funktionsfähige Elektronik in wenigen Stunden statt in Tagen erstellen, und das im eigenen Haus. Die Designer können häufiger Innovationen einführen, die Funktionalität schnell testen und neue Entwürfe umsetzen, bevor sie in großem Maßstab gefertigt werden.
Warum 3D-Druck bei der Entwicklung von Unterhaltungselektronik?
Additive Fertigungssysteme bieten eine Reihe von Vorteilen für die Elektronikentwicklung, aber diese Systeme werden immer noch als für die Produktion fortschrittlicher Elektronik für hochspezialisierte Anwendungen reserviert angesehen. Während sich die additive Fertigung ideal für komplexe Elektronik eignet, die im Konsumgüterbereich nicht vorkommt, bietet der 3D-Druck in der Entwicklung von Unterhaltungselektronik erhebliche Vorteile für das Prototyping und die Vorbereitung der Serienfertigung.
Drucken, Testen und Umgestalten einer einzelnen Platine an einem Tag
Der 3D-Druck ist im Vergleich zu anderen Fertigungsverfahren einzigartig, da die Zeit und die Kosten für die Herstellung unabhängig von der Komplexität eines Produkts sind. Stattdessen hängt die Durchlaufzeit nur vom Gewicht der Materialien ab, die in das Gerät eingebracht werden. Das bedeutet, dass die Herstellungszeiten für Prototypen und fertige Produkte sehr gut vorhersehbar sind. Bei komplexen elektronischen Geräten, insbesondere bei mehrlagigen Leiterplatten, entfallen durch den 3D-Druck die sich wiederholenden Ätz-, Press-, Bohr- und Nachbearbeitungsschritte während der Herstellung. Mit dem richtigen additiven Fertigungssystem und -verfahren kann eine voll funktionsfähige Leiterplatte in kürzerer Zeit gedruckt werden als mit einem herkömmlichen Verfahren.
Selbst die komplexesten Leiterplatten können in wenigen Stunden gedruckt werden, anstatt Tage oder Wochen zu warten, bis eine Charge von Leiterplatten mit herkömmlichen Verfahren hergestellt ist. Außerdem können Sie mit einem 3D-Drucker eine einzelne Leiterplatte oder mehrere Varianten parallel drucken und sofort testen. Dies hilft Designern und Ingenieuren dabei, Funktionsprobleme schnell zu diagnostizieren und erforderliche Umgestaltungen zu bestimmen, was letztlich die Entwicklungszeit für neue Elektronik verkürzt.
Evaluieren Sie die Platinen zusammen mit dem vorgeschlagenen Gehäuse
Gehäuse und Verpackung für Unterhaltungselektronik sind ebenso wichtig wie die Platine, auf der das Gerät läuft. Das Benutzererlebnis für neue Produkte wird durch das mechanische Verhalten des Gehäuses und die elektrischen Eigenschaften des Geräts bestimmt. Bei Geräten mit komplexem Formfaktor wie VR-Systemen, Wearables und intelligenten Geräten werden Sie wahrscheinlich nicht in der Lage sein, in angemessener Zeit ein Prototypgehäuse für Ihr neues Produkt zu erhalten. Dies verlangsamt die Entwicklungszyklen und birgt das Risiko, dass das Gehäuse nicht zur Platine passt.
Das Schicht-für-Schicht-Verfahren des 3D-Drucks ermöglicht es, Sensoren, Antennen und andere Funktionselektronik direkt auf Kunststoffkomponenten, Metalloberflächen und sogar Glasplatten und Keramikmaterialien zu drucken. Eine Prototypplatine kann direkt in ein vorgeschlagenes Gehäuse gedruckt und sofort auf Funktionalität, Benutzerfreundlichkeit und mechanische Festigkeit getestet werden. Wenn Sie einen 3D-Drucker für mechanische Komponenten in den firmeninternen Prototyping-Prozess einbeziehen, können Sie einen voll funktionsfähigen Prototyp für Ihr Produkt in kürzerer Zeit und zu geringeren Kosten herstellen als mit herkömmlichen Herstellungs- und Fertigungsverfahren.
Make Your Design Team More Agile
Der zentrale Gedanke bei agilen Design- und Entwicklungsprozessen, sowohl für Hardware als auch für Software, ist die Anpassungsfähigkeit an Designänderungen. Die beiden vorgenannten Vorteile sind insofern von entscheidender Bedeutung, als sie es den Designteams ermöglichen, Designentscheidungen wiederholt zu testen und erforderliche Umgestaltungen zu ermitteln. Dies hilft den Designteams auch, ihre Produkte schnell und mit geringerem Zeit- und Kostenaufwand an Änderungen des Verbrauchergeschmacks oder der Kundenanforderungen anzupassen. All dies beruht auf der Fähigkeit, Umgestaltungen komplexer Produkte schnell zu bewerten und zu beurteilen, ein Prozess, der bei herkömmlichen PCB-Prototyping-Läufen normalerweise Wochen dauern würde.
Der Einsatz von 3D-Druck in der Entwicklung von Unterhaltungselektronik hilft Designteams, agiler zu werden, was letztlich die Zeit in jedem Entwicklungszyklus verkürzt.
Schützen Sie Ihr geistiges Eigentum
Bei jedem Design, das zur Herstellung verschickt wird, besteht das Risiko, dass Designdaten manipuliert oder gestohlen werden. Skrupellose Hersteller in Übersee behaupten zwar, sie würden das geistige Eigentum schützen, aber Sie müssen nicht riskieren, dass ein neues Design der Konkurrenz preisgegeben wird, bevor Ihr Produkt auf den Markt kommt. Da additive Fertigungssysteme intern eingesetzt werden können, hat ein innovatives Unternehmen mehr Kontrolle über die Produktqualität und die Sicherheit des Designs. Zusammen mit den beschleunigten Zeitplänen für das Prototyping tragen additive Fertigungssysteme dazu bei, dass die Unterhaltungselektronik in einem überfüllten, lukrativen Markt wettbewerbsfähiger bleibt.
Skalierung und Anpassung
3D-Druck in der Unterhaltungselektronikproduktion wird sich immer mehr durchsetzen, da immer mehr Unternehmen eine Industrie 4.0-Mentalität annehmen. Der Wegfall von Werkzeuganforderungen, Fixkosten und Vorlaufzeiten sowie die Abschaffung herkömmlicher DFM-Zwänge werden letztlich eine anpassbare und modulare Unterhaltungselektronik ermöglichen. Dies stellt eine große Chance für die Hersteller dar, da sie in der Lage sein werden, Unterhaltungselektronik mit hohem Mix und geringen Stückzahlen zu produzieren.
Additive Fertigungssysteme sind von Natur aus digitalisiert, so dass sie in ein vollständig digitales Lights-Out-Manufacturing-Ökosystem integriert werden können. Diese angeborene Digitalisierung und neue Standards für die Konnektivität von Fabriken werden dazu führen, dass die Fertigungsanlagen intelligenter, autonomer und produktiver werden. Die Hersteller sollten davon ausgehen, dass sich diese Trends auch über die Unterhaltungselektronik hinaus fortsetzen werden.
Der Einsatz des 3D-Drucks bei der Entwicklung von Unterhaltungselektronik wird die Art und Weise verändern, wie Designer über neue Elektronikprodukte nachdenken und wie Unternehmen die Produktion skalieren. Das DragonFly LDM-System von Nano Dimension ist ideal für die interne Produktion komplexer Elektronik, sowohl für den Verbrauchermarkt als auch für Spezialanwendungen. Mit diesem fortschrittlichen PCB-Fertigungssystem kann auch Ihr Unternehmen einen digitalen Fertigungsansatz mit Lichtgeschwindigkeit verfolgen. Lesen Sie eine Fallstudie oder kontaktieren Sie uns noch heute, um mehr über das DragonFly LDM-System zu erfahren.