en la última década, el precio para hacer una sola PCB se desplomó. Y hemos presentado toneladas de hacks con tableros llamativos de lugares como OSH Park o Sheed Studio. Pero este fenómeno no está aislado, y todo tipo de servicios de prototipos únicos se vuelven más baratos y que buscan satisfactor tanto aficionados como aficionados.
Hoy, quiero volar la tapa de algunos lugares que ofrecen servicios de prototipos mecánicos únicos. Nos llevaré a través de una historia de cómo llegamos aquí, presentamos algunos jugadores nuevos y, finalmente, resalzamos algunos concesiones importantes antes de comenzar a ordenar las piezas de aluminio a medida directamente a su puerta.
Ahora vaya a buscar sus gafas de seguridad ANSI Z87 +, y comencemos.
Nuestros orígenes PCB
Hace poco más de una década, ordenar los tableros de circuitos impresos (PCB) fue una prueba costosa (no, demasiado cara) para el aficionado. Hacer una sola tabla hecha le costaría varios cientos de dólares estadounidenses en la PCB Fab House. El problema no fue el precio por tablero. Era el costo de fabricación delantero para empujar la placa a través de la fábrica. Lamentablemente, los PCB simplemente no se hacen uno a la vez. Están consolidados con otras copias del mismo PCB en un panel más grande para simplificar el proceso de fijación al mover el diseño de la máquina a la máquina en la fabricación.
Pero poco después, una pequeña compañía llamada Osh Park hizo algo salvajemente diferente. Actuando como agente medio, consolidaron diferentes PCB de varios diseñadores en un panel compartido y enviaron ese panel de diseño para la fabricación. El resultado fue que los aficionados podrían ordenar un solo PCB a través del Parque OSH por una fracción del costo de la necesidad de colocar un pedido por lotes directamente. y lo que una vez fue un proceso profesional estaba disponible para el ingeniero después de las horas después de unos pocos dólares y unos pocos semanas de tiempo de entrega.
Por supuesto, este proceso no vino con todas las ventajas de ordenar directamente. El sacrificio fue que los diseñadores de PCB necesitaban acordar algunos entornos de fabricación que serían comunes al panel, como el recuento de capas, el tamaño mínimo del agujero, el acabado de la superficie de PCB y el color, que obtuvimos la soldadil de soldadilas púrpuras inconfundibles de OSH Park. Finalmente, dado que OSH Park necesitaba agregar órdenes suficientes para enviar un panel, los pedidos tomarían aproximadamente dos a tres semanas para volver al cliente. Pero, a pesar de las restricciones, el espacio de diseño de lo que es posible es tremendo, y el bajo precio hizo que el tiempo de espera adicional vale la pena para los proyectos aficionados.
En los años siguientes, otros fabricantes cogieron, especialmente en China. y parecía una carrera a la parte inferior para ofrecer la placa de circuito de una sola cantidad más barata. Por primera vez, los aficionados de la electrónica en un presupuesto pudieron utilizar los mismos procesos de fabricación que los profesionales. Ahora, los nombres como JLCPCB, PCB sucios, SHEED Studio y Pwbway son bastante comunes entre esta comunidad de hackers.
Prototipos como servicio
Muchos de nosotros conocemos la historia de arriba. Infierno; ¡Vivíamos a través de él! Pero no se detiene allí. De hecho, algo similar está sucediendo en otros dominios. Otros servicios de fabricación están abriendo sus puertas a prototipos únicos que solían requerir pedidos mínimos más altos, y el resultado es que su espacio de piratas hackers más cercano podría ser completamente virtual donde las piezas se ordenan y se entregan a su puerta.
Vale la pena preguntar: ¿Dónde está sucediendo esto? En este momento, estamos viendo que surgen estas opciones de los procesos de fabricación controlados por computadora 2D como corte por láser, chorro de agua y enrutamiento CNC 2D. ¿El tema común? Cada uno de estos procesos utiliza herramientas que operan en grandes hojas de material stock. El upshot es que, con un pre-procesamiento ascendente, los lotes de pedidos se pueden consolidar en la misma hoja, al igual que OSH Park. En teoría, este truco podría extenderse a cualquier proceso de fabricación donde el software pueda pegar las órdenes agregadas en un proceso por lotes.
En este momento, las órdenes de lotes en hojas de material compartido tienen mucho sentido. Pero, con algún trabajo, es posible extender este concepto a otros procesos. Mientras tanto, es hora de aprovechar las capacidades de proceso agregadas que se pueden entregar a nuestra puerta para una fracción de su precio original.
Los jugadores
Vamos a tomar un recorrido rápido de la OMS entregando solteros fabricados directamente a su puerta. Pienso en que nuestros lectores estarán familiarizados con las vías de definición de sls para la impresión 3D y Ponoko de SLS para el corte por láser, por lo que los mantendré destacados para resaltar algunas otras ofrendas que se presentan.
Corte por láser: SendCutsend
Los cortadores de láser para el corte de metales son herramientas increíbles, pero las herramientas en sí pueden tomar una huella significativa en un garaje para el hogar, ¡sin mencionar hacer una abolladura sustancial en nuestro salario! En lugar de instalar un cortador de láser de metal y aprender a usarlo yo mismo, he comenzado a optar por las opciones en el catálogo de SendCutsend.
Para los breves lotes de artículos que he empezado a solicitar de SendCutsend, he enviado una parte enviada a principios de la próxima semana. La mayoría de las piezas metálicas de SendCutsend ArriPor defecto con un borde áspero característico, pero he suavizado esos bordes con un par de minutos de lana de acero y grasa de codo. Además, los orificios hechos de la línea de aluminio de Sendcutsend se cortan con precisión que he podido tocar los orificios con los hilos M3x0.5. Y si eres especialmente perezoso, Sendcutsend incluso hará el proceso de toque para usted.
Finalmente, vale la pena señalar que SendCutsend aplica la compensación de KERF a todas sus partes cortadas por láser. Eso significa que puede enviar un archivo DXF que es el tamaño exacto de su parte y el proceso de fabricación se ajustará de este tipo que las piezas se cortan lo más cerca posible del tamaño nominal. Si normalmente trabaja con los cortadores láser de su tienda local o de la escuela, esta es una conveniencia bastante grande, ya que generalmente tenemos que compensar la geometría DXF para tener en cuenta el tamaño del lugar del cortador láser.
Mencionaré: El precio mínimo para las partes de SendCutsend es de $ 30, pero pude obtener un lote de 10 de las partes anteriores hechas sin ningún aumento de precio.
Enrutamiento CNC de fibra de carbono: CNCMANDE
Para los constructores de Quadcopter por ahí, las piezas de fibra de carbono son la salsa secreta para hacer marcos voladores robustos que son ligeros y rígidos. Desafortunadamente, las hojas de fibra de carbono compuesto de corte por láser están fuera de la pregunta, ya que estas hojas vendrán a los desagradables humos de los pegamentos que están hechos. El mecanizado de estas hojas tampoco es simplemente difícil, ya que la fibra de carbono come a través de herramientas de corte normales como el papel de lija, también es peligroso, ya que los escombros hechos de corte de estas hojas pueden ser perjudiciales para respirar. Dado que cortar este material exótico en el hogar es difícil, en el mejor de los casos, ¿no sería fantástico si pudiéramos simplemente ordenar estas partes como un servicio optimizado?
Ingrese CNCMadness. Los he usado a lo largo de los años para todo tipo de placas personalizadas de varios espesores. Normalmente, alcanzaría la fibra de carbono al ahorrar peso es una consideración de diseño clave. Pero el rango de precios de Cncmadness es tan bueno, me encontraré buscando fibra de carbono incluso cuando el peso no importa. En un orden típico, generalmente obtendré partes (ordenadas de los EE. UU.) En la próxima semana después de ordenar.
Las placas de fibra de carbono de 6 mm le dan a mi cortador láser OL ‘construir un poco de enmarcado.
Finalmente, vale la pena mencionar: a diferencia de aluminio, que se puede volver a trabajar con herramientas de mano e incluso reciclarse para chatarra, las piezas de fibra de carbono son más un acuerdo de una sola vez. Si encuentro errores de diseño, estas partes están fuera de la basura, por lo que normalmente intento mantener ese pensamiento en la parte posterior de mi mente antes de golpear el botón “comprar”.
Otros servicios de fabricación:
Algunos de estos siguientes jugadores ofrecen algo nuevo o tranquilo nicho. Sin embargo, para la integridad, todavía valen la pena mencionar, ya que insinúan donde los servicios de prototipos podrían crecer en el futuro.
Impresión en resina 3D: PCBWAY
PCBWAY está ramificando y ahora ofrece varios servicios de impresión en 3D, que incluyen una ingeniosa ofrenda de resina clara. Si bien aún es temprano, algunos de los resultados están empezando a emerger en Twitter, y el caso es convincente para intentarlos. Para un fabricante que obtuvo su nombre en el paisaje aficionado, lo que hace que los consejos de circuitos de Hobbyist
Crédito de la imagen: @pcbwayofficial
Crédito de la imagen: @pcbwayofficial
Moldeo por inyección de bajo volumen de IGUS
Crédito de la imagen: IGUS
El moldeo por inyección generalmente tiene un tremendo costo frontal para la fabricación del molde. Pero IGUS ofrece moldes impresos en 3D hechos de uno de sus polímeros especializados que reducen significativamente el desgaste en el molde y se pueden usar para volúmenes más bajos a los costos más bajos delanteros. El proceso de cotización está involucrado, pero este servicio puede ser un recurso útil para mantenerse en el bolsillo trasero.
Placer it-it-wick
Al igual que OSH Park, los servicios anteriores hacen algunos sacrificios para prometer aquellas ofertas de piezas económicas rápidas. Pero, por supuesto, en muchos casos, esos compensaciones no importan. Sin embargo, vale la pena ser explícito sobre las tres opciones que se sacrifican: inspección de diseño, especificaciones y tolerancias.
Inspección de diseño
En primer lugar, perdemos la inspección de diseño. Con los costosos servicios de fabricación, los humanos normalmente inspeccionarán su pedido para asegurarse de que lo que está a punto de hacer que sean libres de errores deslumbrantes. Temprano en mi carrera de ingeniería, tuve la casa fabulosa de PCB de mi empleador, señala amablemente algunos de esos errores deslumbrantes con mi diseño de PCB, lo peor de los cuales dejó que algunos textos impresos aterrizan en la capa de cobre en lugar de la capa de serigrafía. Si hubiera hecho que mi Junta sea como sea, hubiera esperado dos semanas por miles de dólares en posavasos inútiles y quizás un jefe ligeramente molesto.
Con estos nuevos servicios de prototipos de bajo costo, es poco probable que cualquier persona intervenga para decirnos lo que está mal con nuestro archivo de diseño. Simplemente se hará como es. Dicho esto, incluso si pedimos un poco de aluminio de chatarra, el costo de hacerlo equivocado la primera vez es mucho más barato. DiablosSolo dices que podemos hacer más iteraciones de diseño.
Especificaciones especiales
Al precio de la velocidad, estos servicios sacrifican las especificaciones. Es decir, no obtenemos todas las opciones disponibles para que, de lo contrario, obtendríamos al citar con un taller de máquinas más tradicional. Entre estos sacrificios, perdemos en materiales especiales, acabados de superficie, recubrimientos, tratamientos térmicos y otras tareas de post-procesamiento como desbarban los bordes afilados. Si estamos buscando estas tiendas, probablemente sabíamos de este compensación de antemano, pero vale la pena hacerlo explícito. Finalmente, si hay alguna técnica especial de post-procesamiento que necesita, pero no se ve ofrecido, comuníquese con ellos. Podrían estar dispuestos a hacer una excepción para usted por una tarifa. Y con suficiente gente preguntando, podría convertirse en la siguiente especificación que desplegan.
Tolerancias
Finalmente, tenemos concesiones en tolerancias dimensionales. Este es, con mucho, el cambio más importante a considerar. La triste realidad sobre las partes mecanizadas es que nunca serán las dimensiones exactas que especifica nuestro archivo. Como diseñadores, debemos diseñar para este pecullo, asegurándose de que nuestro diseño funcione sobre una pequeña gama de desviaciones de tamaño llamadas tolerancias dimensionales.
Con un taller de máquinas de alta gama, las tolerancias dimensionales son solo especificaciones. Puede especificar cómo deben ser exactamente las dimensiones de la pieza, y la tienda intentará hacer la parte dentro de esas tolerancias, lo que aumenta el precio por especificaciones más estrictas. Pero con estos servicios de bajo costo, no podemos especificar cómo se realizarán las dimensiones de las partes. En su lugar, indicarán las tolerancias bastante gruesas por adelantado, o no enumerarán las tolerancias de fabricación por completo.
Sin tolerancias dimensionales, tenemos dos opciones. Como la mayoría de los procesos están hechos de máquinas CNC, probablemente podemos esperar tolerancias relativas razonables entre las características, pero las tolerancias ligeramente más gruesas en esas características en sí mismas. En otras palabras, el espaciado entre dos orificios puede ser bastante ajustado, pero el tamaño del agujero puede ser un poco demasiado pequeño o demasiado grande. Una opción aquí es simplemente vivir con estas tolerancias gruesas, tal como está y diseñar a su alrededor de tal manera que no importan.
Si se importan las dimensiones de la parte ajustada, la siguiente opción es realizar un post-procesamiento en el hogar. Por ejemplo, si queremos asegurar una tolerancia ajustada en un pequeño agujero, podemos ordenar las piezas con orificios de tamaño inferior y luego difundirlos en casa con una especificación mucho más estricta. Esta opción no siempre es práctica, sin embargo. Si bien podría ser de bajo costo y fáciles de perforar agujeros fuera de aluminio, los materiales de procesamiento posterior a la fibra de carbono pueden ser mucho más poco prácticos, ya que requiere herramientas de carburo especial para poder perforarse sin agotecer rápidamente la broca.
Finalmente, vale la pena señalar que las tolerancias de espesor y la planitud tampoco son especificaciones disponibles con estos servicios de bajo costo. Eso es especialmente importante para las piezas de plástico cortadas por láser donde el proceso de corte del láser, la parte puede hacer que se deforme o se acurruce ligeramente. Todo lo que decía, una vez que sabemos sobre estas limitaciones, podemos ponerlos a usar de una manera que genere constantemente partes que cumplan con nuestras expectativas.
De donde venimos A donde vamos
¡Pobre de mí! Mis habilidades de grabado de PCB se han puesto para descansar desde 2013.
Hace aproximadamente una década, parecía comprender el proceso sucio de PCB de grabado en tu garaje con productos químicos desagradables te haría el mejor hacker en el bloque. Pero hoy en día, la parte más sucia de la fabricación de la embarcación de la placa de circuito ha sido reemplazada por un proceso de pedido que es demasiado conveniente para pasar por alto. Lo que puede haber sido la brujería de garaje se ha reducido a unos pocos clics de distancia. Pero el resultado ha sido una explosión de proyectos de hardware que todos dependen de lo que solía ser un proceso comercial o boutique para aquellos con dinero o paciencia.
Vale la pena preguntar: ¿Cómo va a cambiar nuestra relación con el diseño de hardware a medida que empezamos a aprovechar estos servicios para nuestras horas de noche?