Consumenten zijn gewend geraakt aan periodieke releases van steeds geavanceerdere elektronica. Van smartphones tot smart home-systemen en wearables, nieuwe consumentenproducten moeten uitgebreid worden geëvalueerd en getest voordat ze op de markt komen. Voordat ze in massaproductie worden genomen, moeten deze nieuwe producten streng worden getest op kwaliteit, functionaliteit en gebruikerservaring.
Nadat de cycli voor het upgraden en uitbrengen van nieuwe consumentenproducten korter worden, hebben elektronicaontwerpers een oplossing nodig die helpt de tijd te verminderen die nodig is voor elke R&D- en prototypecyclus. Verreweg het meest tijdrovende en minst productieve deel van R&D zijn de repetitieve ontwerp-, bouw- en testcycli. Deze activiteiten zijn van cruciaal belang om de productkwaliteit en functionaliteit van consumentenelektronica te waarborgen, maar verbruiken ook een aanzienlijke hoeveelheid tijd als gevolg van de beperkingen van traditionele PCB-fabricageprocessen.
Nieuwe producten zoals VR-systemen vereisen geavanceerde elektronica en een complex optisch systeem.
Rapid prototyping van PCB’s met traditionele fabricageprocessen is allesbehalve snel, dus ontwerpers hebben een echte oplossing nodig voor echte rapid prototyping. Dit illustreert de waarde van 3D-printen in de ontwikkeling van consumentenelektronica en prototyping; ontwerpers kunnen snel volledig functionele elektronica maken in een kwestie van uren in plaats van dagen, en dit kan in-house worden gedaan. Ontwerpers kunnen vaker innoveren, snel functionaliteit testen, en herontwerpen implementeren voordat ze op schaal produceren.
Waarom 3D-printen gebruiken bij de ontwikkeling van consumentenelektronica?
Toevoegbare productiesystemen bieden een aantal voordelen voor de ontwikkeling van elektronica, maar deze systemen worden nog steeds gezien als gereserveerd voor de productie van geavanceerde elektronica voor zeer gespecialiseerde toepassingen. Hoewel additive manufacturing ideaal is voor complexe elektronica die niet wordt aangetroffen in de consumentenruimte, biedt 3D-printen in de ontwikkeling van consumentenelektronica aanzienlijke voordelen op het gebied van prototyping en voorbereiding voor productie op ware grootte.
Print, test en herontwerp een enkel bord in een dag
3D-printen is uniek in vergelijking met andere productieprocessen in die zin dat de tijd en kosten die gemoeid zijn met de fabricage onafhankelijk zijn van de complexiteit van een product. In plaats daarvan hangt de productietijd alleen af van het gewicht van de materialen die in het apparaat worden gedeponeerd. Dit betekent dat de fabricagetijd voor prototypes en eindproducten in hoge mate voorspelbaar is. Bij complexe elektronische apparaten, met name meerlaagse PCB’s, elimineert 3D-printen de repetitieve ets-, pers-, boor- en afwerkstappen tijdens de fabricage. Het juiste additieve productiesysteem en -proces kan worden gebruikt om een volledig functionele printplaat te printen in minder tijd dan een traditioneel proces.
Zelfs de meest complexe PCB’s kunnen worden geprint in een kwestie van uren, in plaats van dagen of weken te wachten op een batch van gepaneelde platen om te worden vervaardigd met traditionele processen. Bovendien kunt u een enkele printplaat of een aantal varianten parallel printen met een 3D-printer en ze onmiddellijk testen. Dit helpt ontwerpers en ingenieurs snel functionaliteitsproblemen te diagnosticeren en vereiste herontwerpen te bepalen, waardoor uiteindelijk de ontwikkelingstijd voor nieuwe elektronica wordt verkort.
Evalueer boards samen met uw voorgestelde behuizing
Behuizingen en verpakkingen voor consumentenelektronica zijn net zo belangrijk als het bord waarop het apparaat draait. De gebruikerservaring voor nieuwe producten wordt bepaald door het mechanische gedrag van de behuizing, evenals de elektrische mogelijkheden van het apparaat. Voor apparaten met een complexe vormfactor, zoals VR-systemen, wearables en slimme apparaten, zult u waarschijnlijk niet in staat zijn om binnen een redelijke tijd een prototype-behuizing voor uw nieuwe product te verkrijgen. Dit vertraagt de ontwikkelingscycli en creëert een risico dat de behuizing niet op het bord past.
Het laag-voor-laag depositieproces in 3D-printen maakt het mogelijk om sensoren, antennes en andere functionele elektronica rechtstreeks te printen op plastic onderdelen, metalen oppervlakken en zelfs glazen panelen en keramische materialen. Een prototype van een printplaat kan rechtstreeks in een voorgestelde behuizing worden geprint en onmiddellijk worden getest op functionaliteit, gebruikerservaring en mechanische nauwkeurigheid. Wanneer u een 3D-printer voor mechanische componenten in het in-house prototyping proces inbrengt, kunt u een volledig functioneel prototype voor uw product produceren met minder tijd en kosten dan met traditionele fabricage- en fabricageprocessen.
Maak uw ontwerpteam meer agile
Het centrale idee in agile ontwerp- en ontwikkelingsprocessen, zowel voor hardware als software, is aanpasbaar worden aan ontwerpveranderingen. De vorige twee voordelen zijn van cruciaal belang omdat ze ontwerpteams in staat stellen ontwerpkeuzes herhaaldelijk te testen en vereiste herontwerpen te bepalen. Dit helpt ontwerpteams ook hun producten snel aan te passen aan veranderingen in de smaak van de consument of in de eisen van de klant, met minder tijd en minder kosten. Dit alles berust op de mogelijkheid om snel te evalueren en triage herontwerpen aan complexe producten, een proces dat normaal gesproken weken zou duren met traditionele PCB prototyping runs.
Het gebruik van 3D-printen in de ontwikkeling van consumentenelektronica helpt ontwerpteams wendbaarder te worden, waardoor uiteindelijk de tijd in elke ontwikkelingscyclus wordt verkort.
Bescherm uw intellectuele eigendom
Elke keer dat een ontwerp wordt opgestuurd voor fabricage, bestaat het risico dat er met ontwerpgegevens wordt geknoeid of dat deze worden gestolen. Gewetenloze overzeese fabrikanten kunnen beweren dat ze intellectueel eigendom helpen beschermen, maar er is geen reden om het risico te lopen dat een nieuw ontwerp aan concurrenten wordt blootgesteld voordat uw product op de markt komt. Aangezien systemen voor additieve vervaardiging in huis kunnen worden gehaald, kan een innovatief bedrijf meer controle krijgen over de kwaliteit van het product en de veiligheid van het ontwerp. Naast de versnelde prototyping-schema’s helpen additieve productiesystemen consumentenelektronica concurrerender te blijven in een overvolle, lucratieve markt.
Scaling Up and Customization
3D-printen in de productie van consumentenelektronica zal alleen maar meer mainstream worden naarmate meer bedrijven een Industrie 4.0-mentaliteit aannemen. Het wegvallen van gereedschapseisen, vaste kosten en doorlooptijd, en het wegvallen van traditionele DFM-beperkingen zal uiteindelijk aanpasbare en modulaire consumentenelektronica mogelijk maken. Dit betekent een enorme kans voor fabrikanten, omdat ze de mogelijkheid zullen hebben om consumentenelektronica te produceren met een hoge mix en een laag volume.
Additieve productiesystemen zijn inherent gedigitaliseerd, waardoor ze kunnen worden opgenomen in een volledig digitaal lights-out productie-ecosysteem. Deze aangeboren digitalisering en nieuwe normen voor fabrieksconnectiviteit zullen productiefaciliteiten in staat stellen intelligenter, autonomer en productiever te worden. Fabrikanten moeten verwachten dat deze trends zich ook buiten de consumentenelektronica zullen voortzetten.
Het gebruik van 3D-printen in de ontwikkeling van consumentenelektronica zal de manier veranderen waarop ontwerpers denken over nieuwe elektronische producten en hoe bedrijven opschalen naar volledige productie. Het DragonFly LDM-systeem van Nano Dimension is ideaal voor het produceren van complexe elektronica in eigen huis, zowel voor consumentenmarkten als voor gespecialiseerde toepassingen. Ook uw bedrijf kan met dit geavanceerde PCB-fabricagesysteem de digitale fabricage met licht uit de hand aanpakken. Lees een case study of neem vandaag nog contact met ons op voor meer informatie over het DragonFly LDM system.