Galutinis vadovas - kaip sukurti naują elektroninės įrangos produktą

Taigi norite sukurti naują elektroninės įrangos produktą? Leiskite pradėti nuo gerų žinių - tai įmanoma. Aparatūros produktą galite sukurti nepriklausomai nuo savo techninio lygio ir nebūtinai turite būti inžinieriumi, kad pavyktų (nors tai tikrai padeda).

Nesvarbu, ar esate verslininkas, pradedantis verslas, kūrėjas, išradėjas ar smulkus verslas, šis vadovas padės suprasti naują produkto kūrimo procesą.

Aš tau nemeluosiu. Tai neįtikėtinai ilga, sunki kelionė į naują aparatūros produktą. Nors žinoma, kad aparatinė įranga yra sunki, žmonėms ir mažoms komandoms taip pat dabar kaip niekad lengva kurti naujus aparatūros produktus.

Tačiau, jei ieškote paprasto, greito užsidirbimo būdo, siūlau dabar nustoti skaityti, nes naujo aparatūros produkto pateikimas į rinką toli gražu nėra lengvas ar greitas.

Šiame vadove pirmiausia aptarsiu produkto kūrimo strategijas, skirtas tiek technikos kūrėjams, tiek netechniniams verslininkams, norintiems sukurti naują elektroninės įrangos produktą. Tada pereisime prie elektronikos kūrimo, o po to - prie plastikinio gaubto.

1 dalis. Produktų kūrimo strategijos

Iš esmės verslininkams ir startuoliams yra penkios galimybės sukurti naują aparatūros produktą. Tačiau daug kartų geriausia bendra strategija yra šių penkių plėtros strategijų derinys.

1) Kurkite produktą patys

Tai retai yra savaime perspektyvi strategija. Labai nedaug žmonių turi visus įgūdžius, reikalingus visiškai savarankiškai sukurti rinkai paruoštą elektroninį produktą.

Net jei atsitiktinai esate inžinierius, ar esate elektronikos projektavimo, programavimo, 3D modeliavimo, liejimo ir gamybos ekspertas? Tikriausiai ne. Taip pat dauguma šių specialybių susideda iš daugybės subspecialumų.

Tai sakant, jei turite reikiamų įgūdžių, kuo toliau jūs pats kuriate savo produktą, tuo daugiau pinigų sutaupysite ir tuo geriau būsite ilgalaikėje perspektyvoje.

Pavyzdžiui, savo aparatūros gaminį į rinką atvedžiau maždaug prieš 6 metus. Produktas buvo sudėtingesnis mechaniškai nei elektra. Pagal išsilavinimą esu elektronikos inžinierius, o ne mechanikos inžinierius, todėl iš pradžių samdžiau porą laisvai samdomų mechanikos inžinierių.

Tačiau greitai nusivyliau tuo, kaip viskas vyksta lėtai. Juk apie savo produktą galvojau beveik kiekvieną budėjimo valandą! Buvau apsėstas tuo, kad mano produktas būtų kuriamas ir kuo greičiau pateikiamas į rinką. Tačiau mano samdyti inžinieriai žongliravo su daugybe kitų projektų ir neskyrė mano projektui dėmesio, kurio manau nusipelnęs.

Taigi nusprendžiau išmokti visko, ko reikia, kad pats galėčiau atlikti mechaninį dizainą. Niekas nebuvo labiau motyvuotas nei aš, kad mano produktas būtų sukurtas ir pateiktas rinkoje. Galų gale man pavyko užbaigti mechaninį dizainą daug greičiau (ir už daug mažiau pinigų).

Istorijos moralas yra tobulinti tiek, kiek leidžia jūsų įgūdžiai, tačiau taip pat nenuveskite to per toli. Jei dėl jūsų subekspertų įgūdžių sukuriate mažiau nei optimalų produktą, tai yra didelė klaida. Be to, bet kokiems naujiems įgūdžiams, kurių turite išmokti, prireiks laiko ir tai gali ilginti laiką rinkai. Visada pritraukite ekspertų, kad užpildytumėte visas savo kompetencijos spragas.

Keletas mano mėgstamiausių svetainių, skirtų sužinoti apie elektronikos kūrimą, yra „Hackster.io“, „Build Electronic Circuits“, „Bald Engineer“, „Adafruit“, „Sparkfun“, „Make Magazine“ ir „All About Circuits“. Būtinai peržiūrėkite „YouTube“ kanalą „AddOhms“, kuriame yra keletas puikių įvadinių vaizdo įrašų, skirtų mokytis elektronikos.

2) Pasitelkite techninį (-ius) steigėją (-us)

Jei esate netechninis įkūrėjas, tikrai būtumėte protingas pasitelkti techninį įkūrėją. Vienas iš jūsų paleisties komandos steigėjų turi bent jau pakankamai suprasti apie produkto kūrimą, kad galėtų valdyti procesą.

Jei planuojate ilgainiui ieškoti finansavimo iš profesionalių investuotojų, jums tikrai reikės steigėjų komandos. Profesionalūs startuolių investuotojai žino, kad daug didesnė tikimybė, jog steigėjų komandai pasiseks, o ne pavieniui.

Ideali daugelio aparatinės įrangos kūrėjų įkūrėjų komanda yra techninės įrangos inžinierius, programuotojas ir rinkodaros specialistas.

Įkūrėjų pritraukimas gali atrodyti puikus jūsų problemų sprendimas, tačiau yra ir rimtų trūkumų. Visų pirma, sunku rasti steigėjų ir greičiausiai tai užtruks labai daug laiko. Tai yra brangus laikas, kurio neišleidžiate kurdami savo produktą.

Įkūrėjų paieška nėra tas dalykas, kurį turėtumėte skubėti, ir jums reikia skirti laiko, kad rastumėte tinkamą atitikmenį. Jie turi ne tik pagirti jūsų įgūdžius, bet ir jums patikti. Iš esmės ketinate su jais būti susituokę bent kelerius metus, todėl įsitikinkite, kad gerai sutariate.

Pagrindinis steigėjų pritraukimo trūkumas yra tai, kad jie sumažina jūsų kapitalą įmonėje. Visi įmonės steigėjai turėtų turėti vienodą nuosavo kapitalo dalį įmonėje. Taigi, jei dabar einate savarankiškai, būkite pasirengę atiduoti pusę savo įmonės įkūrėjų.

3) perduoti laisvai samdomiems inžinieriams

Vienas iš geriausių būdų užpildyti bet kokias jūsų komandos techninių galimybių spragas yra užsakomieji darbai laisvai samdomiems inžinieriams.

Tiesiog nepamirškite, kad daugumai produktų reikės kelių skirtingų specialybių inžinierių, todėl jums reikės patiems valdyti įvairius inžinierius. Galų gale kažkas iš steigėjų komandos turės būti projekto vadovas.

Įsitikinkite, kad radote elektros inžinierių, kuris turi patirties kuriant jūsų gaminiui reikalingą elektronikos tipą. Elektros inžinerija yra didžiulė studijų sritis, todėl daugeliui inžinierių trūksta jokios grandinių projektavimo patirties.

3D dizaineris įsitikinkite, kad rasite žmogų, kuris turi patirties liejimo formavimo technologijos srityje, nes priešingu atveju greičiausiai atsiras produktas, kurį galima prototipuoti, bet jis nėra masinis.

4) Užsakyti vystymo įmonę

Geriausiai žinomos produktų dizaino firmos, tokios kaip „Frog“, „IDEO“, „Fuse Project“ ir kt., Gali sukurti fantastišką gaminių dizainą, tačiau jie beprotiškai brangūs.

Startuoliai turėtų bet kokia kaina vengti brangių dizaino firmų. Geriausios dizaino firmos gali visiškai sumokėti 500 tūkst. USD, kad būtų visiškai sukurtas jūsų naujas produktas. Net jei galite sau leisti samdyti brangią produktų kūrimo firmą, to nedarykite. Ne tik jūs niekada neatgausite tų pinigų, bet ir nenorite padaryti klaidos įkūrę aparatinės įrangos paleidimą, kuris nėra labai susijęs su produkto kūrimu.

5) Partneris su gamintoju

Vienas iš būdų siekti yra bendradarbiavimas su užsienio gamintoju, kuris jau gamina panašius į jūsų produktą produktus.

Didieji gamintojai turės savo inžinerijos ir plėtros skyrius, kurie dirbs su savo produktais. Jei rasite gamintoją, jau gaminantį kažką panašaus į savo produktą, jis gali padaryti viską už jus - kūrimą, inžineriją, prototipų kūrimą, pelėsių gamybą ir gamybą.

Ši strategija gali sumažinti išankstines kūrimo išlaidas. Tačiau gamintojai amortizuos šias išlaidas, o tai reiškia, kad už pirmąjį gamybos ciklą reikia pridėti papildomų išlaidų vienam produktui. Tai iš esmės veikia kaip paskola be palūkanų, leidžianti lėtai grąžinti gamintojui savo kūrimo išlaidas.

Skamba puikiai ir lengvai, tad koks laimikis? Pagrindinė rizika, į kurią reikia atsižvelgti taikant šią strategiją, yra tai, kad viską, kas susiję su jūsų produktu, dedate į vieną įmonę.

Jie tikrai norės išimtinės gamybos sutarties, bent jau kol nebus padengtos jų išlaidos. Tai reiškia, kad padidėjus gamybos apimčiai negalima pereiti prie pigesnio gamybos varianto.

Taip pat įspėkite, kad daugelis gamintojų gali norėti dalies ar visos intelektinės teisės į jūsų produktą.

2 dalis - kurti elektroniką

Jūsų gaminio elektronikos kūrimas gali būti suskirstytas į septynis etapus: išankstinis gamybos dizainas, scheminė schema, PCB išdėstymas, galutinis BOM, prototipas, bandymas ir programa bei galiausiai sertifikatas.

1 žingsnis - sukurkite preliminarų gamybos projektą

Kurdami naują elektroninės techninės įrangos produktą pirmiausia turėtumėte pradėti nuo preliminaraus gamybos projekto . Tai neturi būti painiojama su „Proof-of-Concept“ (POC) prototipu.

POC prototipas paprastai kuriamas naudojant kūrimo rinkinį, pvz., „Arduino“. Kartais jie gali būti naudingi įrodant, kad jūsų produkto koncepcija išsprendžia norimą problemą. Tačiau POC prototipas toli gražu nėra gamybos dizainas. Retai galite eiti į rinką su „Arduino“, įdėta į jūsų produktą.

Preliminarus gamybos dizaino dėmesys ant jūsų gaminio gamybos komponentų, kaina, pelno marža, veiklos, funkcijų, plėtros galimybių gerinimas ir gamybos.

Galite naudoti išankstinį gamybos projektą, kad galėtumėte apskaičiuoti visas išlaidas, kurių jums reikės. Svarbu tiksliai žinoti produkto kūrimo, prototipo, programavimo, sertifikavimo, mastelio ir gaminimo išlaidas.

Preliminarus gamybos projektas atsakys į šiuos aktualius klausimus. Ar įmanoma sukurti mano produktą? Ar galiu sau leisti kurti šį produktą? Per kiek laiko man reikės sukurti savo produktą? Ar galiu gaminti produktą masiškai? Ar galiu jį parduoti pelningai?

Daugelis verslininkų daro klaidą, praleisdami išankstinį gamybos projektavimo etapą, ir tiesiog pereina tiesiai į scheminės schemos kūrimą. Tai darydami galite pastebėti, kad visas šias pastangas ir sunkiai uždirbtus pinigus išleidote produktui, kurio neįmanoma įperkamai sukurti, pagaminti ar, svarbiausia, parduoti pelningai.

1A žingsnis - sistemos blokų schema

Kurdami preliminarų gamybos projektą, turėtumėte pradėti apibrėždami sistemos lygio blokinę schemą. Ši schema nurodo kiekvieną elektroninę funkciją ir kaip visi funkciniai komponentai sujungiami.

Daugumai gaminių reikalingas mikrovaldiklis arba mikroprocesorius su įvairiais komponentais (ekranais, jutikliais, atmintimi ir kt.), Kurie sąveikauja su mikrovaldikliu per įvairius nuoseklius prievadus.

Sukūrę sistemos blokinę schemą galite lengvai nustatyti reikalingų nuosekliųjų prievadų tipą ir skaičių. Tai yra būtinas pirmasis žingsnis, norint pasirinkti teisingą jūsų gaminio mikrovaldiklį.

1B žingsnis - gamybos komponentų pasirinkimas

Tada turite pasirinkti įvairius gamybos komponentus: mikroschemas, jutiklius, ekranus ir jungtis pagal norimas funkcijas ir tikslinę mažmeninę jūsų produkto kainą. Tai leis jums tada sukurti preliminarų medžiagų sąrašą (BOM).

JAV populiariausi elektroninių komponentų tiekėjai yra „ Newark“, „ Digikey“, „ Arrow“, „ Mouser“ ir „ Future“. Daugumą elektroninių komponentų galite įsigyti vienetais (prototipams kurti ir pradiniams bandymams atlikti) arba iki tūkstančių (mažos apimties gamybai).

Pasiekę didesnę gamybos apimtį, sutaupysite pinigų perkant kai kuriuos komponentus tiesiai iš gamintojo.

1C žingsnis - apskaičiuokite gamybos kainą

Dabar turėtumėte įvertinti savo produkto gamybos kainą (arba parduotų prekių kainą - COGS). Labai svarbu kuo greičiau žinoti, kiek kainuos jūsų produkto gamyba.

Norint nustatyti geriausią pardavimo kainą, atsargų kainą ir svarbiausia, kiek galite uždirbti, turite žinoti savo gaminio vieneto kainą.

Pasirinkti gamybos komponentai, be abejo, turės didelę įtaką gamybos sąnaudoms.

Bet norint gauti tikslią gamybos sąnaudų sąmatą, taip pat turite įtraukti PCB surinkimo, galutinio produkto surinkimo, produkto bandymo, mažmeninės pakuotės, laužo normos, grąžinimo, logistikos, muitų ir sandėliavimo išlaidas.

2 žingsnis - sukurkite schemos schemą

Dabar atėjo laikas sukurti scheminę schemą, pagrįstą sistemos blokine schema, kurią sukūrėte atlikdami 1 veiksmą.

Schema parodo, kaip kiekvienas komponentas, pradedant mikroschemomis ir baigiant rezistoriais, jungiasi. Nors sistemos blokinė schema daugiausia orientuota į aukštesnio lygio produkto funkcionalumą, schemoje pateikiama visa informacija apie smulkmenas.

Kažkas tokio paprasto kaip neteisingai sunumeruotas kaištis schemoje esančiame komponente gali sukelti visišką funkcionalumo trūkumą.

Daugeliu atvejų jums reikės atskiro posistemio kiekvienam jūsų sistemos blokinės schemos blokui. Tada šios įvairios posistemės bus sujungtos, kad būtų sukurta visa schema.

Norėdami sukurti schemą ir padėti užtikrinti, kad joje nebūtų klaidų, naudojama speciali elektronikos projektavimo programinė įranga. Aš rekomenduoju naudoti „ DipTrace“ paketą, kuris yra prieinamas, galingas ir lengvai naudojamas.

3 žingsnis - suprojektuokite spausdintinę plokštę (PCB)

Atlikę schemą, dabar suprojektuosite spausdintinę plokštę (PCB). PCB yra fizinė plokštė, kurioje laikomi ir jungiami visi elektroniniai komponentai.

Sistemos blokinės schemos ir schemos sukūrimas buvo daugiausia konceptualaus pobūdžio. PCB dizainas yra labai realus pasaulis.

PCB yra sukurtas toje pačioje programinėje įrangoje, kuri sukūrė schemą. Programinė įranga turės įvairius patikrinimo įrankius, kad PCB išdėstymas atitiktų naudojamo PCB proceso projektavimo taisykles ir kad PCB atitiktų schemą.

Apskritai, kuo mažesnis produktas ir kuo tvirtesni komponentai yra supakuoti kartu, tuo ilgiau reikės sukurti PCB maketą. Jei jūsų gaminys nukreipia daug energijos arba siūlo belaidį ryšį, PCB išdėstymas yra dar kritiškesnis ir užima daugiau laiko.

Daugeliui PCB konstrukcijų svarbiausios dalys yra maitinimo maršrutas, didelės spartos signalai (kristaliniai laikrodžiai, adreso / duomenų linijos ir kt.) Ir visos belaidės grandinės.

4 žingsnis - sukurkite galutinį medžiagų sąrašą (BOM)

Nors jau turėjote sukurti preliminarų BOM kaip dalį savo preliminaraus gamybos projekto, dabar atėjo laikas atlikti visos gamybos BOM.

Pagrindinis skirtumas tarp jų yra daugybė pigių komponentų, tokių kaip rezistoriai ir kondensatoriai. Šie komponentai paprastai kainuoja tik centą ar du, todėl preliminariame BOM jų atskirai neišvardinu.

Bet norint iš tikrųjų gaminti PCB, jums reikia visiško BOM su kiekvienu išvardytu komponentu. Šį BOM dažniausiai sukuria automatiškai scheminio projektavimo programinė įranga. BOM pateikia dalių numerius, kiekius ir visas komponentų specifikacijas.

5 žingsnis - užsisakykite PCB prototipus

Elektroninių prototipų kūrimas yra dviejų etapų procesas. Pirmajame etape gaminamos plikos spausdintos plokštės. Jūsų grandinės projektavimo programinė įranga leis jums išleisti PCB išdėstymą tokiu formatu, kuris vadinamas „Gerber“, kiekvienam PCB sluoksniui skiriant po vieną failą.

Šiuos „Gerber“ failus galima siųsti į prototipų parduotuvę, kad būtų galima atlikti nedidelius kiekius. Tie patys failai taip pat gali būti teikiami didesniam gamintojui, norint gaminti didelius kiekius.

Antrasis žingsnis - visų elektroninių komponentų litavimas ant plokštės. Iš savo programinės įrangos programinės įrangos galėsite išleisti failą, kuriame bus rodomos tikslios kiekvieno lentoje esančio komponento koordinatės. Tai leidžia surinkimo cechui visiškai automatizuoti kiekvieno jūsų PCB komponento litavimą.

Pigiausias variantas bus gaminti savo PCB prototipus Kinijoje. Nors paprastai geriausia, jei prototipą galite padaryti arčiau namų, kad sumažintumėte pristatymo vėlavimą, daugeliui verslininkų svarbiau sumažinti išlaidas.

Jei norite gaminti savo prototipines plokštes Kinijoje, labai rekomenduoju „ Seeed Studio“. Jie siūlo fantastiškas kainas nuo 5 iki 8000 lentų. Jie taip pat siūlo 3D spausdinimo paslaugas, todėl jie tampa vieno langelio principu. Kiti geros reputacijos Kinijos PCB prototipų gamintojai yra „ Gold Phoenix“ PCB ir „ Bittele Electronics“.

JAV rekomenduoju „ Sunstone Circuits“, „ Screaming Circuits“ ir „ San Francisco“ grandines, kurias plačiai naudojau savo dizaino prototipams gaminti. Surenkamas lentas užtrunka 1-2 savaites, nebent mokate už skubėjimo paslaugą, kurią aš retai rekomenduoju.

6 žingsnis - įvertinkite, programuokite, derinkite ir pakartokite

Dabar atėjo laikas įvertinti elektronikos prototipą. Turėkite omenyje, kad jūsų pirmasis prototipas retai veiks tobulai. Prieš baigdami dizainą, greičiausiai atliksite keletą pakartojimų. Tada nustatysite, derinsite ir išspręsite visas prototipo problemas.

Tai gali būti sunku prognozuoti tiek sąnaudų, tiek laiko atžvilgiu. Bet kokios rastos klaidos, žinoma, yra netikėtos, todėl reikia laiko, kad išsiaiškintumėte klaidos šaltinį ir kaip geriausiai ją ištaisyti.

Įvertinimas ir bandymai paprastai atliekami lygiagrečiai su mikrovaldiklio programavimu. Prieš pradėdami programuoti, norėtumėte bent jau atlikti keletą pagrindinių bandymų, kad įsitikintumėte, jog lentoje nėra didelių problemų.

Beveik visi šiuolaikiniai elektroniniai gaminiai turi mikroschemą, vadinamą mikrovaldiklio bloku (MCU), kuris veikia kaip produkto „smegenys“. Mikrovaldiklis yra labai panašus į mikroprocesorių, esantį kompiuteryje ar išmaniajame telefone.

Mikroprocesorius pasižymi tuo, kad greitai perkelia didelius duomenų kiekius, o mikrovaldiklis - sąveikaudamas ir valdydamas tokius įrenginius kaip jungikliai, jutikliai, ekranai, varikliai ir pan. Mikrovaldiklis yra beveik supaprastintas mikroprocesorius.

Norint atlikti norimą funkcionalumą, reikia užprogramuoti mikrovaldiklį.

Mikrovaldikliai beveik visada programuojami dažniausiai naudojama kompiuterio kalba, vadinama „C“. Programa, vadinama programine aparatine įranga, saugoma nuolatinėje, bet perprogramuojamoje atmintyje, paprastai esančioje mikrovaldiklio luste.

7 žingsnis - sertifikuokite savo gaminį

Visi parduodami elektroniniai gaminiai turi turėti įvairių tipų sertifikatus. Reikalingi sertifikatai skiriasi priklausomai nuo to, kurioje šalyje produktas bus parduodamas. Apimsime sertifikatus, reikalingus JAV, Kanadoje ir Europos Sąjungoje.

FCC (Federalinė ryšių komisija)

Visiems JAV parduodamiems elektronikos gaminiams reikalingas FCC sertifikatas. Visi elektroniniai gaminiai skleidžia tam tikrą elektromagnetinės spinduliuotės (ty radijo bangų) kiekį, todėl FCC nori įsitikinti, kad gaminiai netrukdo belaidžiui ryšiui.

Yra dvi FCC sertifikavimo kategorijos. Kuris tipas reikalingas jūsų produktui, priklauso nuo to, ar jūsų gaminyje yra belaidžio ryšio galimybės, tokios kaip „Bluetooth“, „WiFi“, „ZigBee“ ar kiti belaidžio ryšio protokolai.

FCC priskiria produktus, turinčius belaidžio ryšio funkcionalumą, kaip specialius radiatorius . Produktai, kurie tyčia neskleidžia radijo bangų, priskiriami netyčiniams radiatoriams . Tyčinis radiatorių sertifikavimas jums kainuos maždaug 10 kartų brangiau nei netyčinis radiatorių sertifikatas.

Apsvarstykite galimybę iš pradžių naudoti elektroninius modulius bet kuriai jūsų produkto belaidžio ryšio funkcijai. Tai leidžia išsiversti turint tik netyčinį radiatorių sertifikatą, kuris sutaupys mažiausiai 10 tūkst.

UL (Underwriters Laboratories) / CSA (Kanados standartų asociacija)

UL arba CSA sertifikatas yra būtinas visiems JAV ar Kanadoje parduodamiems elektros gaminiams, kurie prijungiami prie kintamosios srovės lizdo.

Tik akumuliatorių gaminiams, kurie nėra prijungiami prie kintamosios srovės lizdo, nereikia UL / CSA sertifikato. Tačiau dauguma pagrindinių mažmenininkų ir (arba) atsakomybės už gaminį draudimo bendrovių reikalaus, kad jūsų produktas būtų sertifikuotas pagal UL arba CSA.

CE („Conformité Européene“)

CE sertifikatas reikalingas daugumai elektroninių gaminių, parduodamų Europos Sąjungoje (ES). Tai panašu į FCC ir UL sertifikatus, reikalingus JAV.

RoHS

RoHS sertifikatas užtikrina, kad gaminyje nėra švino. RoHS sertifikatas reikalingas elektros gaminiams, parduodamiems Europos Sąjungoje (ES) ar Kalifornijos valstijoje. Kadangi Kalifornijos ekonomika yra tokia reikšminga, dauguma JAV parduodamų produktų yra sertifikuoti RoHS.

Ličio baterijų sertifikatai (UL1642, IEC61233 ir UN38.3)

Įkraunamos ličio jonų / polimero baterijos kelia rimtų saugos problemų. Esant trumpam jungimui ar per dideliam įkrovimui, jie netgi gali liepsnoti.

Ar prisimenate dvigubą „Samsung Galaxy Note 7“ atšaukimą dėl šios problemos? Arba pasakojimai apie įvairias liepsnojančias lentas?

Dėl šių saugumo problemų pakraunamos ličio baterijos turi būti sertifikuotos. Daugeliui gaminių iš pradžių rekomenduoju naudoti jau parduodamas baterijas, kurios jau turi šiuos sertifikatus. Tačiau tai apribos jūsų pasirinkimą ir dauguma ličio baterijų nebuvo sertifikuotos.

Tai pirmiausia lemia tai, kad dauguma techninės įrangos kompanijų nusprendžia pritaikyti akumuliatorių, kad išnaudotų visą gaminyje esančią vietą. Dėl šios priežasties dauguma akumuliatorių gamintojų nesivaržo, ar įsigyti sertifikuotų akumuliatorių.

3 dalis. Sukurkite gaubtą

Dabar mes aptarsime bet kokių plastikinių gabalų kūrimą ir prototipų kūrimą. Daugeliui gaminių tai apima bent jau viską laikantį gaubtą.

Norint sukurti specialios formos plastikinius ar metalinius gabalus, reikės 3D modeliavimo eksperto arba, dar geriau, pramoninio dizainerio.

Jei išvaizda ir ergonomika yra labai svarbūs jūsų produktui, tuomet norėsite pasamdyti pramoninį dizainerį. Pavyzdžiui, pramonės dizaineriai yra inžinieriai, kurie nešiojamus prietaisus, pavyzdžiui, „iPhone“, atrodo taip šauniai ir aptakiai.

Jei išvaizda nėra svarbi jūsų gaminiui, tikriausiai galite susitvarkyti samdydami 3D modeliuotoją, ir jie paprastai yra žymiai pigesni nei pramoninio dizainerio.

1 žingsnis - sukurkite 3D modelį

Pirmasis žingsnis kuriant savo gaminio išorę yra 3D kompiuterio sukūrimas

modelis. Du dideli programiniai paketai, naudojami kuriant 3D modelius, yra „ Solidworks“ ir „ PTC Creo“ (anksčiau vadinti „Pro / Engineer“).

Tačiau dabar „Autodesk“ siūlo debesų 3D modeliavimo įrankį, kuris yra visiškai nemokamas studentams, mėgėjams ir pradedantiesiems. Jis vadinamas „ Fusion 360“. Jei norite atlikti savo 3D modeliavimą ir nesate susijęs nei su „Solidworks“, nei su „PTC Creo“, neabejotinai apsvarstykite „Fusion 360“.

Kai jūsų pramoninio ar 3D modeliavimo dizaineris užbaigs 3D modelį, galėsite jį paversti fiziniais prototipais. 3D modelis taip pat gali būti naudojamas rinkodaros tikslais, ypač prieš turint funkcinių prototipų.

Jei planuojate naudoti savo 3D modelį rinkodaros tikslais, norėsite, kad būtų sukurta tikroviška modelio versija. Tiek „Solidworks“, tiek „PTC Creo“ turi tikroviškus foto modulius.

Taip pat galite gauti tikrovišką nuotrauką, 3D animaciją apie savo produktą. Turėkite omenyje, kad jums gali tekti samdyti atskirą dizainerį, kuris specializuojasi animacijoje ir kad 3D modeliai atrodytų realistiški.

Didžiausia rizika kuriant 3D modelį jūsų korpusui yra ta, kad jūs sukursite dizainą, kurį galima prototipuoti, tačiau jo negalima pagaminti.

Galų gale jūsų gaubtas bus pagamintas naudojant metodą, vadinamą aukšto slėgio liejimu (jei norite gauti daugiau informacijos, žr. Toliau pateiktą 4 veiksmą).

Plėtoti dalį gamybai naudojant liejimą gali būti gana sudėtinga, laikantis daugybės taisyklių. Kita vertus, beveik viską galima prototipuoti naudojant 3D spausdinimą.

Taigi būtinai samdykite asmenį, kuris puikiai supranta visus liejimo sudėtingumus ir reikalavimus.

2 žingsnis - užsisakykite dėklo prototipus (arba įsigykite 3D spausdintuvą)

Plastikiniai prototipai yra kuriami naudojant arba adityvų (dažniausiai), arba subtraktinį procesą. Papildomas procesas, kaip ir 3D spausdinimas, sukuria prototipą, sukraunant plonus plastiko sluoksnius, kad būtų sukurtas galutinis produktas.

Priedų procesai yra labiausiai paplitę dėl jų sugebėjimo sukurti beveik viską, ką tik galite įsivaizduoti.

Subtrakcinis procesas, kaip ir CNC apdirbimas, vietoj to paima kieto gamybos plastiko bloką ir išskiria galutinį produktą.

Subtraktinių procesų pranašumas yra tas, kad jūs turite naudoti plastikinę dervą, kuri tiksliai atitinka jūsų naudojamą galutinės gamybos plastiką. Tai svarbu kai kuriems produktams, tačiau daugumai produktų tai nėra būtina.

Vykdant priedų procesus, naudojama speciali prototipinė derva, kuri gali jaustis kitaip nei gamybos plastikas. Dervos, naudojamos priedų procesuose, žymiai pagerėjo, tačiau jos vis dar neatitinka gamybos plastikų, naudojamų liejimo formoje.

Aš tai jau minėjau, bet verta dar kartą pabrėžti. Įspėjame, kad prototipų kūrimo procesai (adityvūs ir subtraktyvūs) yra visiškai kitokie nei gamybos (liejimo liejimo) technologijos. Turite vengti kurti prototipus (ypač naudojant priedų prototipus), kurių neįmanoma pagaminti.

Pradžioje nebūtinai reikia, kad prototipas atitiktų visas liejimo taisykles, tačiau turite jas nepamiršti, kad jūsų dizainą būtų lengviau perkelti į liejimą.

Daugybė kompanijų gali paimti jūsų 3D modelį ir paversti jį fiziniu prototipu. „Proto Labs“ yra įmonė, kurią aš asmeniškai rekomenduoju. Jie siūlo tiek adityvų, tiek atimamą prototipą, taip pat mažo tūrio įpurškimą.

Taip pat galite apsvarstyti galimybę įsigyti savo 3D spausdintuvą, ypač jei manote, kad norint teisingai gaminti produktą reikės kelių kartojimų. 3D spausdintuvus dabar galima įsigyti tik už kelis šimtus dolerių, todėl galite sukurti tiek prototipų versijų, kiek norite.

Tikrasis savo 3D spausdintuvo privalumas yra tai, kad jis leidžia beveik iš karto pakartoti savo prototipą, taip sumažinant laiką, kurį reikia pateikti į rinką.

3 žingsnis - įvertinkite gaubto prototipus

Dabar atėjo laikas įvertinti korpuso prototipus ir prireikus pakeisti 3D modelį. Beveik visada reikės kelių prototipų pakartojimų, kad korpuso dizainas būtų tinkamas.

Nors 3D kompiuterių modeliai leidžia vizualizuoti gaubtą, niekas neprilygsta tikrojo prototipo laikymui rankoje. Beveik neabejotinai bus ir funkcinių, ir kosmetinių pakeitimų, kuriuos norėsite atlikti, kai turėsite savo pirmąjį tikrąjį prototipą. Planuokite, kad prireiks kelių prototipų versijų, kad viskas būtų teisinga.

Plastiko kūrimas naujam produktui nebūtinai yra lengvas ar pigus, ypač jei estetika yra labai svarbi jūsų produktui. Tačiau tikrosios komplikacijos ir išlaidos kyla pereinant nuo prototipo prie visiškos gamybos.

4 žingsnis - perėjimas į liejimą

Nors elektronika yra bene sudėtingiausia ir brangiausia jūsų produkto dalis, kurią gaminti, plastiką bus brangiausia gaminti. Nustatyti plastikinių dalių gamybą liejimo būdu yra labai brangu.

Dauguma šiandien parduodamų plastikinių gaminių gaminami naudojant tikrai seną gamybos techniką, vadinamą liejimu. Jums labai svarbu suprasti šį procesą.

Pradėsite nuo plieno formos, kuri yra dvi plieno dalys, laikomos kartu naudojant aukštą slėgį. Formoje yra iškalta ertmė norimo gaminio formos. Tada į formą įpurškiamas karštas išlydytas plastikas.

Liejimo technologija turi vieną didelį pranašumą - tai pigus būdas pagaminti milijonus tų pačių plastiko gabalų. Dabartinė liejimo technologija naudoja milžinišką varžtą, kuris priverčia plastiką įspausti į formą aukštame slėgyje. Šis procesas buvo išrastas 1946 m. ​​Palyginti su 3D spausdinimu, liejimas yra senovinis!

Įpurškimo formos yra labai efektyvios gaminant daugybę tų pačių dalykų už tikrai mažą kainą už vienetą. Tačiau pačios formos yra šokiruojančiai brangios. Forma, sukurta milijonams gaminių, gali siekti 100 tūkst. USD! Šios didelės išlaidos dažniausiai yra dėl to, kad plastikas įpurškiamas tokiu aukštu slėgiu, kuris yra labai sunkus liejimo formai.

Kad atlaikytų šias sąlygas, liejimo formos gaminamos naudojant kietuosius metalus. Kuo daugiau injekcijų reikia, tuo sunkiau reikalingas metalas ir tuo didesnė kaina.

Pavyzdžiui, galite naudoti aliuminio liejimo formas, kad pagamintumėte kelis tūkstančius vienetų. Aliuminis yra minkštas, todėl labai greitai suyra. Tačiau dėl to, kad jis yra minkštesnis, jį taip pat lengviau padaryti iš formos, todėl kaina yra mažesnė - tik 1–2 tūkst. USD už paprastą formą.

Didėjant numatytam formos kiekiui, didėja ir reikalingas metalo kietumas, taigi ir kaina. Naudojant kietuosius metalus, tokius kaip plienas, taip pat ilgėja liejimo laikas. Plieno formų išpjovimas (vadinamasis apdirbimas) užtrunka daug ilgiau, nei minkštesnio aliuminio.

Galų gale galite padidinti savo gamybos greitį naudodami kelias ertmės formas.

Jie leidžia jums pagaminti kelias savo dalies kopijas su viena plastiko injekcija.

Bet nešokinėkite į kelias ertmės formas, kol neatliksite jokių pradinių formų modifikacijų. Išmintinga paleisti mažiausiai kelis tūkstančius vienetų prieš pereinant prie kelių ertmių formų.

Išvada

Šiame straipsnyje pateikiama pagrindinė naujo elektroninės aparatinės įrangos produkto kūrimo apžvalga, neatsižvelgiant į jūsų techninį lygį. Šis procesas apima geriausios plėtros strategijos pasirinkimą ir elektronikos bei jūsų produkto korpuso kūrimą.

apie autorių

Johnas Teelis yra bendrovės „Predictable Designs“ prezidentas, kuris padeda verslininkams, startuoliams, kūrėjams, išradėjams ir mažoms įmonėms pateikti į rinką naujus elektroninius gaminius. Jonas anksčiau buvo „Texas Instruments“ vyresnysis inžinierius, kurdamas elektroninius dizainus, kurie dabar naudojami milijonuose produktų (įskaitant kai kuriuos iš „Apple“). Jis taip pat yra sėkmingas verslininkas, kuris sukūrė savo produktą, leido jį gaminti Azijoje ir pardavė šimtus mažmeninės prekybos vietų keliose šalyse. Atsisiųskite nemokamą jo apgaulės lapą: 15 žingsnių kuriant naują elektroninį gaminį.