Memilih Metode Manufaktur Optimal untuk Enclosure Elektronik Tahan Lama

Listrik adalah kekuatan yang kuat, namun halus yang menjadi kunci dunia modern kita. Pada setiap titik, seseorang mungkin mengenakan atau berinteraksi dengan beberapa elektronik sekaligus, dari ponsel hingga jam tangan pintar dan alat medis yang menyelamatkan nyawa. Sementara konsumen mungkin menganggap peralatan ini sebagai hal yang wajar, banyak pekerjaan yang dilakukan untuk merancang berbagai enclosure yang melindungi sirkuit listrik dan kabel yang memastikan fungsionalitasnya.

Sifat halus dari elektronik ini sering memerlukan agar mereka ditempatkan dalam beberapa jenis enclosure atau kandang untuk melindungi sirkuit dan kabel dari kerusakan. Enclosure ini tidak hanya berfungsi untuk mencegah kimia, debu, kelembaban, dan elemen lingkungan lain dari mencemari elektronik, tetapi juga melindungi pengguna akhir dari kejutan listrik dan kebakaran potensial. Biasanya, enclosure adalah satu-satunya bagian perangkat yang dilihat konsumen.

Enclosure elektronik mengambil berbagai bentuk dan ukuran — dari casing ponsel dan komputer hingga enclosure pelindung untuk sistem daya dan telekomunikasi — dan metode manufaktur terbaik untuk pekerjaan tertentu akan tergantung pada sejumlah faktor, termasuk pemilihan material, titik harga, volume produksi, dan pertimbangan desain.

Berikut ini yang perlu diketahui tim produk.

Pertimbangan kunci pemilihan material untuk enclosure elektronik

Proses desain untuk enclosure elektronik harus “dibalik rekayasa” — desainer dan insinyur dapat bekerja mundur, menggunakan apa yang mereka ketahui tentang persyaratan kritis untuk aplikasi akhir untuk memberi informasi pada desain, pemilihan material, dan pilihan metode manufaktur.

Pemilihan material yang paling cocok untuk pekerjaan akan ditentukan, dalam sebagian besar, oleh tingkat enclosure akan tertahan stres dan aus lingkungan. Misalnya, casing untuk kecepatan sepeda memiliki persyaratan material yang ketat: ia perlu mampu menahan hujan, kotoran, dan getaran konstan yang intens untuk mencegah perangkat mengalami kerusakan. Di sisi lain, kalkulator grafik jauh lebih jarang terpapar aus fisik yang tinggi, yang dapat secara signifikan memperluas kumpulan material yang viable untuk enclosure.

Sementara beberapa elektronik mungkin menggunakan bahan kayu atau akrilik (pemutar piring atau perangkat genggam, misalnya), sebagian besar enclosure elektronik konsumen akan terbuat dari plastik kaku atau logam. Enclosure logam cenderung lebih kuat dan lebih tahan lama daripada sejenis plastik, dan biasanya terbuat dari aluminium, karbon, logam terkalim, atau baja tahan karat. Salah satu keuntungan signifikan dari bahan logam adalah bahwa mereka konduktif listrik, yang membantu menanggulangi interferensi elektromagnetik masuk dan keluar serta radio frekuensi. Enclosure logam harus di-putuskan listrik untuk memberikan resistensi kejutan.

Di sisi lain, enclosure plastik umumnya lebih ringan dan lebih murah diproduksi, dan beberapa termoplastik teknik bahkan dapat memberikan kekuatan yang lebih besar daripada logam seperti aluminium, aluminium alloy, dan magnesium alloy. Mereka juga nonkonduktif — berarti kabel yang dienergikan tidak menciptakan bahaya kejutan jika bersentuhan dengan dalam enclosure — dan tidak akan memicu sistem perlindungan sirkuit. Jika lapisan konduktif diperlukan untuk enclosure plastik, satu dapat ditambahkan dalam pasca-produksi, meskipun waktu, bahan, dan tenaga kerja tambahan akan meningkatkan biaya per bagian.

Berbeda dengan enclosure logam, enclosure plastik tidak menghasilkan panas. Saat memikirkan aplikasi penggunaan akhir, penting untuk diingat bahwa logam akan menjadi jauh lebih panas daripada sepotong plastik. Jika komponen listrik di dalam enclosure akan menghasilkan cukup panas untuk mempengaruhi material, memilih enclosure plastik umumnya akan menjadi opsi yang lebih aman; manusia akan jauh lebih mudah mengangkat cangkang plastik daripada logam.

Banyak termoplastik — polypropylene menjadi contoh umum — sangat tahan kelembaban, tetapi akan degradasi saat terpapar cahaya ultraviolet dalam waktu yang lama. Namun, efek ini dapat diminimalkan dengan menyematkan stabilizer UV ke dalam material enclosure, atau dengan menutup permukaan enclosure dengan cat atau finishing tahan UV lainnya. Dalam beberapa kasus, fleksibilitas dan kualitas mirip karet dari plastik yang kurang kaku dapat meningkatkan daya tahan bagian atau menyediakan seal watertight.

Metode umum untuk manufaktur enclosure elektronik

Pada akhirnya, pemilihan material untuk enclosure elektronik tertentu akan menentukan metode manufaktur mana yang paling efisien. Beberapa metode paling umum meliputi yang berikut:

1. Pemesinan CNC

Pemesinan CNC adalah proses manufaktur subtraktif serbaguna yang menggunakan file CAD digital untuk mengarahkan alat dalam membentuk bagian dari blok bahan baku yang disebut “workpiece” atau “blank.” Proses ini sangat dapat diulang — berarti file desain yang sama memungkinkan insinyur untuk memproduksi salinan identik bagian secara bersamaan pada banyak mesin — dan dapat digunakan untuk menciptakan enclosure plastik dan logam.

Sementara metode manufaktur lain terbatas pada pembuatan perumahan yang relatif sederhana, pemesinan CNC memungkinkan kompleksitas geometri yang lebih besar untuk dimasukkan ke dalam desain bagian sambil memberikan toleransi bagian yang super. Keuntungan lain dari penggunaan pemesinan CNC adalah enclosure yang dipesan dari satu workpiece logam tidak akan menunjukkan anya terbuka, menciptakan produk yang bersih dan menarik secara visual. Namun, membongkar blok bahan di gilingan mungkin bukan opsi hemat biaya, karena Anda mungkin membayar untuk lebih banyak bahan daripada yang akan Anda gunakan di produk akhir.

2. Pabrikasi logam tipis

Pabrikasi logam tipis adalah cara ekonomis dan efisien untuk memproduksi enclosure elektronik. Biasanya, enclosure ini memiliki biaya material yang jauh lebih rendah daripada sejenis yang dipesan CNC, sebagian karena dengan hanya tiga lipat, lembar dapat ditransformasi menjadi perumahan terbuka satu sisi.

Kasus komputer desktop dan banyak enclosure elektronik outdoor adalah contoh umum enclosure yang dibuat melalui pabrikasi logam tipis, dan apa yang mereka ketinggalan dalam nilai estetika mereka menebus dalam daya tahan. Biaya tooling awal yang terkait dengan pabrikasi logam tipis bisa tinggi, tetapi biaya per bagian menurun dengan cepat seiring dengan meningkatnya volume produksi.

3. Cetak injeksi

Proses cetak injeksi melibatkan pengisian berulang dan cepat dari cetakan logam yang tahan lama dengan plastik cair, sehingga memungkinkan produksi volume besar bagian yang identik. Produsen sering menggunakan metode ini untuk membuat enclosure sederhana dari plastik kaku atau non-kaku, seperti yang digunakan dalam pengontrol game, kunci elektronik, layar kiosk, dan banyak produk lainnya.

Waktu dan biaya tooling meningkatkan waktu tunggu dan overhead awal untuk enclosure cetak injeksi, tetapi bagian menjadi sangat hemat biaya saat diproduksi dalam volume tinggi. Insert molding, proses yang mirip dengan cetak injeksi, juga memungkinkan elektronik untuk dikompos dengan kuat di dalam enclosure untuk perlindungan tambahan.

4. Pencetakan 3D

Pencetakan 3D, atau manufaktur additif, menggunakan file CAD untuk membuat bagian satu lapisan material setiap kali, yang sering memungkinkan rangkaian multipart dikondensasi menjadi satu bagian. Pencetakan 3D memberikan kebebasan geometri yang lebih besar — memungkinkan penambahan fitur seperti saluran internal lengkung yang sangat sulit atau mustahil untuk diproduksi melalui metode lain.

Selain itu, pencetakan 3D memungkinkan elektronik untuk sepenuhnya tertutup di dalam casing mereka, yang sering menghilangkan kebutuhan untuk pemasangan tambahan. Secara umum tidak cocok untuk produksi volume besar, proses additif efektif dan terjangkau untuk prototiping dan run volume kecil hingga menengah. Komponen logam dan plastik dapat dicetak 3D.

Manufaktur enclosure elektronik dengan kualitas unggulan

Seiring teknologi digital semakin tertanam dalam kehidupan sehari-hari, mempertahankan fungsionalitas jangka panjang perangkat elektronik menjadi lebih penting dari sebelumnya. Enclosure elektronik menyediakan perlindungan kritis, tetapi insinyur dan tim produk perlu memastikan bahwa pilihan material dan desain bagian dioptimalkan untuk memberikan manfaat maksimal.

Memilih mitra manufaktur seperti Fast Radius berarti Anda akan mendapatkan akses langsung ke keahlian dan pengetahuan kolektif kami selama bertahun-tahun. Kami adalah platform manufaktur digital on-demand yang spesialisasi dalam produksi produk yang unggulan secara efisien dan hemat biaya. Hubungi kami hari ini untuk menemukan bagaimana kami dapat membantu mengubah ide desain awal menjadi bagian yang fungsional penuh dan tahan lama.