Escolhendo o Melhor Processo de Fabricação para Gabinetes Eletrônicos Personalizados

Dispositivos eletrônicos estão em toda parte: de smartphones e laptops para consumidores a dispositivos médicos sofisticados, controles de voo críticos de aeronaves, além de sistemas de segurança, desempenho e entretenimento em veículos eletrônicos e outros.

Apesar de suas aplicações amplamente variadas, muitos dispositivos eletrônicos têm pelo menos uma coisa em comum — as placas de circuito e outros componentes que os fazem funcionar estão todos em um gabinete.

Um gabinete projetado sob medida pode ajudar produtos de eletrônicos de consumo e computadores a se destacarem de concorrentes commoditizados. Outros gabinetes oferecem benefícios mais práticos, como proteger equipamentos industriais e outros contra umidade, calor ou produtos químicos, entre outros riscos.

Diversos processos de fabricação estão disponíveis para criar um gabinete que atenda aos requisitos de desempenho e estética que a maioria dos dispositivos eletrônicos exige. Esses serviços podem levar um projeto da prototipagem à produção de baixo volume, acelerando o tempo de mercado e gerando economia ao longo do tempo.

Esta introdução aborda as vantagens e desvantagens de cada processo para fabricação de gabinetes, incluindo considerações de design, opções de material e montagem, e técnicas avançadas de fabricação.

Injeção de Plástico

A injeção de plástico produz peças fortes e duráveis, o que a torna uma boa escolha para dispositivos médicos e outros dispositivos portáteis pequenos, como controles remotos, docks de laptop e partes de corpos de smartphones. Os acabamentos variam de quase brilhante a fosco. Você também pode obter peças transparentes para botões, lentes ou light pipes. Dependendo de suas geometrias, peças maiores podem ser desafiadoras para fabricar internamente e poderiam ser mais adequadas para nossa rede de fabricação Hubs.

O processo de injeção de protótipo entrega peças em dias, ajudando a reduzir ciclos de desenvolvimento de produto em semanas, às vezes meses. A prototipagem dessa forma pode ser mais cara ao iterar antes da produção, mas também pode servir como ponte para a produção. À medida que os clientes buscam volumes maiores de peças, nosso processo de fabricação sob demanda oferece ciclos ilimitados de cada molde.

Fresas de topo CNC arredondadas criam os moldes de alumínio que produzem peças injetadas, então os designs devem incluir um raio ou certa quantidade de arredondamento onde fundos de peças encontram paredes e no topo das paredes. A análise de design para manufaturabilidade da Protolabs pode identificar onde raios estão em uma peça. A revisão de design padrão também avalia a espessura da parede, onde a consistência melhora o fluxo do plástico no molde para produzir uma peça de alta qualidade. Side-actions criarão furos para conectores ou fontes de alimentação.

Blendas ABS/PC e nylon com carga de vidro estão entre os materiais que oferecem a melhor durabilidade em peças injetadas.

Um estojo de instrumento médico ou outro gabinete que se conecta a uma peça conjugada com parafusos ou parafusos é candidato para moldagem com inserts, um processo avançado no qual inserts metálicos roscados são colocados no molde antes da injeção de plástico. Outro processo avançado, a sobremoldagem, envolve moldar um componente de plástico macio ou borracha de silicone líquida sobre uma peça de plástico duro já moldada, ou substrato. As duas partes são ligadas quimica ou mecanicamente de forma permanente.

O prazo de entrega para peças injetadas é geralmente de 15 dias.

Fabricação de Chapas Metálicas

O processo padrão para fazer gabinetes para peças de computador, caixas de painel e barramentos eletrônicos é a fabricação de chapas metálicas. Gabinetes ou peças de chapa metálica são cortados de uma peça fina e plana de metal, dobrados em forma com uma prensa dobradeira ou dobradeira e, às vezes, soldados. Furos para cabos ou venezianas para ventilação são cortados a laser da chapa antes do início da dobra. Embora leves, gabinetes metálicos são altamente duráveis e o material costuma ser acessível.

Os designs provavelmente precisam ser menos complexos devido às limitações e preocupações de segurança envolvidas em dobrar manualmente uma peça de metal. Com menos opções de material do que outros processos, a maioria dos gabinetes de chapa metálica é feita de alumínio ou aço inoxidável.

Temos milhares de opções de hardware de chapa metálica para integrar porcas, pinos, prisioneiros e outros conectores, ou espaçadores roscados ou não roscados para fornecer espaço entre peças conectadas.

Pintura em pó — como uma tinta seca aplicada e assada em qualquer metal condutor elétrico — é um acabamento popular para gabinetes metálicos. É mais rápida, mais barata e mais durável que tinta, especialmente em ambientes externos. Além disso, fica ótima.

Com um gabinete tipo caixa, pequenos entalhes ou alívios de dobra podem impedir que o metal abulte para fora, deixando uma pequena folga onde dois flanges se encontram. Ou, essas áreas podem ser lixadas, soldadas e pintadas em pó para parecer uma peça sólida. Dois recursos de design a considerar se você quiser eliminar bordas afiadas em peças de gabinete de chapa metálica: um raio — ou canto arredondado — ou um canto angular/chapeado conhecido como chanfro.

Um cliente pode precisar apenas de um pequeno número de gabinetes de chapa metálica. Mas uma vez que a configuração está em vigor para produzi-los, fazer mais custará menos. Peças podem estar disponíveis em até três dias úteis, mas pintura em pó, instalação de hardware e soldagem podem adicionar um ou dois dias a isso.

Usinagem CNC

Velocidade é o maior motivo para usar usinagem CNC para fazer gabinetes eletrônicos, com peças prontas em um a três dias úteis. Você também pode usinar designs mais complexos, mas eles podem demorar um pouco mais para produzir. Peças usinadas são duráveis e nosso processo de usinagem CNC usa a maioria dos plásticos disponíveis para injeção e a maioria dos metais usados na fabricação de chapas metálicas.

A maioria dos gabinetes usinados são peças únicas para criar uma peça de reposição especializada ou prototipar um novo design. Como a usinagem é um processo subtrativo — cortando a peça ou gabinete de um bloco de material — é um pouco mais cara. Para pedidos de 150 ou mais peças, optar por fabricação de chapas metálicas ou injeção de plástico pode ser mais barato a longo prazo.

Peças plásticas são enviadas como fresadas, então algumas marcas de ferramenta podem ser visíveis. Peças metálicas podem receber jateamento de esferas para acabamento fosco. Peças metálicas também podem ser anodizadas ou revestidas quimicamente para protegê-las da corrosão.

Impressão 3D

Estereolitografia (SLA), sinterização seletiva a laser (SLS) e Multi Jet Fusion (MJF) são os principais processos industriais de impressão 3D usados para fazer gabinetes para produtos eletrônicos de consumo e equipamentos industriais. Todos os três podem produzir protótipos ou peças de uso final em até um dia.

A estereolitografia usa um laser ultravioleta que desenha na superfície de uma resina termofixa líquida para construir peças usando milhares de camadas de material. Isso resulta em um acabamento de superfície liso. Cria modelos de conceito, protótipos cosméticos e peças complexas com geometrias intrincadas. Ao prototipar, designers podem ter um gabinete transparente impresso para ver como placas de circuito e outros componentes se encaixam. Alguns protótipos de gabinetes eletrônicos testam fluxo de ar incluindo pequenos blocos representando transistores e outros componentes, enviando fumaça para a caixa para ver como circula. Assim como na injeção, peças funcionalmente transparentes para botões, lentes ou light pipes também podem ser impressas.

Tanto SLS quanto MJF produzem gabinetes robustos e duráveis de nylon, diferem ligeiramente em como os materiais são processados. A sinterização seletiva a laser usa um laser CO2 controlado por computador para fundir camadas de materiais em pó de baixo para cima. O Multi Jet Fusion aplica seletivamente agentes de fusão e detalhamento em uma cama de pó de nylon, usando elementos de aquecimento para fundir camadas e formar um componente sólido. Ambos os processos resultam em acabamento texturizado, muito semelhante a material de jeans azul. A maioria das opções de material para SLS e MJF (tanto preenchidos quanto não preenchidos) oferece propriedades de resistência química e térmica, tornando-os candidatos ideais para gabinetes de uso final. Além disso, esses materiais podem produzir peças com flexibilidade, como dobradiças vivas ou recursos de encaixe, tornando-os ideais para gabinetes de peça única que exigem conexões seguras.

A sinterização seletiva a laser e o Multi Jet Fusion são ideais para produção de baixo volume. Podem ser centenas de peças, embora pedidos para gabinetes menores possam facilmente chegar aos milhares. As tecnologias de leito de pó de nylon são alguns dos processos de impressão 3D mais rápidos, então geralmente têm o menor preço por peça, especialmente em quantidades maiores.