В процессе разработки и вывода устройств на рынок возникает потребность в производстве мелких серий устройств перед стартом массового производства. В том числе возникает потребность в производстве мелких серий корпусов, порядка одной тысячи штук. Проблема заключается в том, что качественные копусы производятся при помощи дорогостоящих пресс-форм, рассчитанных на производство десятков тысяч корпусов. На таком объёме стоимость одного корпуса становится недорогой, но для партии в одну тысячу штук, цена одного корпуса будет слишком высокой. В данной статье расскажем, какие недорогие способы производства мелких серий корпусов для электронных ценников мы попробовали, и что из этого получилось.

Корпус электронных ценников состоит из трёх деталей. Обратившись в одну из китайских компаний мы получили коммерческое предложение на изготовление пресс-формы и литью одного корпуса в случае партий, состоящих из 100, 1000 и 2000 штук.

Стоимость одного корпуса для партии в 1000 штук получается $5295 / 1000 + $1.3 = $6.6. Цена слишком высокая, и стоимость корпуса будет состовлять большую часть в стоимости конечного устройства. Поэтому мы решили попробовать более дешёвые варианты производства корпуса, а именно: 3D печать, литьё в силикон, SLS печать, пресс-форма из алюминия и ручное выдавливание

Чтобы попробовать 3D печать и получить необходимый опыт, не требуется дорогостоящее оборудование. Поэтому мы решили приобрести недорогой 3D принтер и самостоятельно попробовать эту технологию. Если предварительно качество и стоимость устроит, то можно уже будет подыскать подрядчика для печати одной тысячи корпусов. Для экспериментов мы приобрели принтер Anycubic Photon Mono Series Photon M3 Series Wash & Cure Series 4K & 6K.

Далее разработали 3D модели для печати и начали пробовать. Не имея никакого опыт, ожидаемо, первые попытки были неудачными.

Помимо просто непропечатанных частей, получались ещё и артифакты в виде неровных углов и ребристости. Также корпус получился прозрачным. Учтя все эти недостатки, решили поменять смолу и сделать модель на поддержках, чтобы деталь не растекалась по подложке во время печати.

После ряда проб и ошибок удалось, наконец, достичь неплохого результата.

Посчитали, сколько требуется материалов для печати одного корпуса, и получилось, что стоимость одного корпуса выходит около 50р. Цена за один корпус для партии в одну тысячу штук получается хорошей. Но если печатать самим, то всё-таки несмотря на приемлемый результат, корпус выглядит некачественным и дешёвым. Плюс, с течением времени детали теряют свою форму из-за внутренних напряжений. Поэтому мы решили обратиться к подрядчику и попробовать, что получится у более опытных коллег. Заказли печать и получили корпус.

Качество печати получилось низким. Наверное, можно было бы попробовать улучшить результат или обратитьсяк другому подрядчику. Но сложилось впечателние, что эта технология не подходит для конечного продукта. Поэтому мы зафиксировали результат и решили попробовать более продвинутую технологию печати – SLS печать (Selective laser sintering).

Обратившись в одну из компаний, предлагающих SLS печать, мы получили предложение напечатать корпус за 2500р. При этом стоимость не зависит от того, сколько корпусов мы хотим напечатать. Заказали печать и получили корпус.

Корпус получился матовый, очень красивый. Качество печати высокое, все детали корпуса пропечатались хорошо, корпус прочный. Как уже сказал, стоимость одного корпуса и в случае партии в 1000 штук будет 2500р, что очень дорого. Но для макетирования и для проверки разработанного корпуса sls печать нам понравилась больше всего.

Еще одним дешёвым способом производства небольших партий корпусов является литьё в силикон. Также для ознакомления решили предварительно попробовать технологию самостоятельно. Купили пластилин и силикон и сделали силиконовую пресс-форму. В качестве мастер-модели использовался корпус, напечатанный по SLS технологии

После того, как силиконовые пресс-формы были готовы, залили пластик и получили следующий результат.

Результат получился неудовлетворительный. Большое количество облоев, края и защёлки неровные, структура зернистая. Для того, чтобы лить в силикон самостоятельно необходимо будет приобрести камеру дегазации. Также необходимо переделать корпус, чтобы при извлечении готовых деталей не портилась пресс-форма. Помимо всего прочего одна силиконовая пресс-форма позволяет отлить около 30 деталей. Самостоятельно все эти проблемы решить непросто, но и из-за этих проблем технология показалась неподходящей для производства 1000 корпусов. Поэтому решили к подрядчику не обращаться и попробовать технологию литья на вертикальном термопластавтомате.

Литьё на вертикальном термопластавтомате происходит в полуавтоматическом режиме. Оператор вручную собирает пресс-форму и устанавливает её в автомат. Далее автомат выполняет впрыск. После отливки оператор вручную разбирает пресс-форму и извлекает готовую деталь. Стоимость изготовления пресс-формы для литья на таком автомате намного дешевле, чем изготовление пресс-формы для литья на полностью автоматическом станке. Обратившись в одну из компаний получили следующее коммерческое предложение.

Также для снижения стоимости пресс-формы необходимо было упростить конструкцию корпуса и утолщить стенки. Необходимо было отказаться от некоторых защёлок и добавить крепление деталей при помощи саморезов. Это позволило разработать пресс-формы для вертикального термопластавтомата, но при этом корпус стал крупнее. Для проверки корпуса после внесения изменений воспользовались SLS печатью. Слева - начальная версия корпуса, справа - версия корпуса, адаптированная под литьё на вертикальном термопластавтомате.

На данный момент разработка и изготовление пресс-формы ещё в процессе. После того как появятся экземпляры корпуса, вылитые на термопластавтомате, статья будет дополнена.