Para ingenieros de adquisiciones y diseñadores de productos en la industria de la instrumentación, Crear prototipos de alta calidad es clave para reducir los costos de desarrollo y la viabilidad del diseño de pruebas. ordenador personal (Policarbonato) El material se destaca como la mejor opción para los prototipos de instrumentos, Gracias a su fuerza excepcional, transparencia, y resistencia al impacto. Este artículo desglosa todo Proceso de fabricación de prototipos de instrumentos de material de PC con ejemplos del mundo real, datos, y consejos prácticos para resolver desafíos comunes.
1. Selección de material: Elegir la base correcta para su prototipo
El primer paso en la fabricación de prototipos es elegir materiales que coincidan con las necesidades funcionales y estéticas de su producto. PC Plastic es el estándar de oro, Pero otros polímeros pueden usarse para requisitos específicos.
| Tipo de material | Propiedades clave | Casos de uso ideales |
| Plástico de PC | Alta resistencia al impacto (60KJ /), transparencia (88% transmitancia de luz), resistencia al calor (hasta 135 ° C) | Pantallas de dispositivos médicos, paneles de control industrial |
| De plástico de los abdominales | Buena rigidez, bajo costo, fácil de pintar | Carcasas de instrumentos no transparentes |
| PMMA Plastic | Mayor transparencia (92% transmitancia de luz) que PC | Componentes del instrumento óptico |
| PU Plastic | Flexibilidad, resistencia al desgaste | Ajusteros de instrumento suave |
Caso real: Un fabricante de equipos médicos una vez eligió plástico para PC para un prototipo de monitor de presión arterial. Su resistencia al impacto evitó el daño durante las pruebas de caída (Simulando el uso del hospital), mientras que su transparencia permitió una clara visibilidad de la pantalla LCD, crítica para la seguridad del usuario.
2. Recopilación de datos: Establecer las bases para la precisión
Los datos precisos aseguran que su prototipo coincida con el diseño original. Esta etapa tiene dos pasos principales:
- 3D Importar archivos de dibujo: Los clientes deben proporcionar modelos 3D detallados (P.EJ., PASO, Archivos IGES) o diseños CAD. Estos archivos se importan a la fabricación asistida por computadora (LEVA) Software para planificar rutas de mecanizado. Por ejemplo, Un equipo prototipo de sensor proporcionó un archivo 3D SolidWorks que incluía pequeños agujeros de 0.5 mm; este detalle era crítico para la instalación de cables del sensor.
- Producción de muestra de yeso: Se realiza un modelo de yeso físico del archivo 3D para confirmar la forma, curvatura, y dimensiones. Este paso atrapa fallas de diseño temprano. Un proyecto prototipo de medidor térmico una vez encontró un error de curvatura de 2 ° en la muestra de yeso, que se solucionó antes del mecanizado de CNC: ahorrar 10 Horas de retrabajo.
3. Mecanizado CNC: Dominar el prototipo de PC con alta precisión
CNC (Control numérico de la computadora) El mecanizado es el método más confiable para convertir el plástico de la PC en prototipos de instrumentos. Asegura la precisión y las superficies suaves.
Pasos de mecanizado CNC clave:
- Programación & Configuración: Los ingenieros escriben el código G para guiar la máquina CNC. La hoja de plástico de la PC (generalmente de 2-10 mm de espesor) está sujetado, y la máquina elimina el exceso de material a lo largo de la ruta programada.
- Mecanizado de múltiples eje: Para piezas complejas (P.EJ., tripas de instrumentos curvos), 5-Se utilizan máquinas CNC del eje. Pueden alcanzar todos los ángulos del material de la PC sin reposicionar, Mejora de la precisión de hasta 0.02 mm en comparación con las máquinas de 3 ejes.
Destacado de datos: Un estudio de 50 Los proyectos de prototipo de instrumentación encontraron que el mecanizado CNC logró una precisión dimensional promedio de ± 0.05 mm, bueno dentro del estándar de ± 0.1 mm de la industria para los componentes del instrumento.
4. Post-tratamiento: Mejorar la estética y la durabilidad
Las piezas de PC mecanizadas con CNC en bruto necesitan después del tratamiento para cumplir con los estándares de instrumentos.
- Desacuerdo: Papel de lija (400-800 arena) o herramientas ultrasónicas eliminar marcas de cuchillo y rebabas. Esto evita los bordes afilados que podrían dañar los componentes internos (P.EJ., tablas de circuito) durante la asamblea.
- Tratamiento superficial: Los procesos comunes incluyen:
- Cuadro: Pintura anti-scratch (P.EJ., basado en poliuretano) se aplica a las carcasas de PC. Un prototipo de controlador de temperatura usó esto para resistir el desgaste del manejo diario.
- Impresión de pantalla de seda: La tinta se imprime en superficies de PC para etiquetas (P.EJ., "Botón de encendido") o logotipos. Se adhiere bien a la PC y puede soportar 500+ Pruebas de roce.
- Electro Excripción: Revestimiento de metal (P.EJ., níquel) se agregan a las piezas de PC para conductividad. Esto se utiliza en conectores prototipos para instrumentos industriales.
5. Prueba de ensamblaje: Asegurar que el prototipo funcione según lo previsto
Ningún prototipo está listo hasta que pasa el ensamblaje y las pruebas funcionales.
Dos etapas de prueba críticas:
- Ensamblaje: Todas las partes (P.EJ., Carcasa de PC, circuitos internos) se juntan. Los ingenieros verifican si las piezas se ajustan sin problemas, por ejemplo, Un prototipo del medidor de pH una vez tuvo una tapa de PC que no se cerró correctamente; Ajustar la ruta de mecanizado CNC solucionó el problema.
- Prueba funcional: El prototipo se prueba en condiciones de uso real:
- Estabilidad estructural: Pruebas de caída (1.2m altura sobre concreto) Para instrumentos portátiles.
- Propiedades mecánicas: Pruebas de tracción para garantizar que las piezas de PC no se rompan por debajo de 50n de fuerza (Común para las perillas de instrumentos).
- Simulación ambiental: Pruebas a -20 ° C a 60 ° C para verificar el rendimiento de PC a temperaturas extremas.
6. Embalaje & Envío: Entregando el prototipo de forma segura
El embalaje seguro protege el prototipo de la PC durante el tránsito.
- Materiales de embalaje: Las piezas de PC están envueltas en espuma antiestática (Para evitar daños electrostáticos) y colocado en cajas corrugadas con divisores.
- El tiempo de entrega: La mayoría de los prototipos de instrumentos de PC se envían dentro 5-7 Días hábiles de pruebas. Para proyectos urgentes (P.EJ., Nuevos lanzamientos de productos), La producción acelerada puede reducir el tiempo de entrega para 3 días.
La perspectiva de la tecnología de YIGu sobre los prototipos de instrumentos de PC
En la tecnología yigu, Hemos apoyado sobre 200 Clientes de instrumentación con fabricación de prototipos de PC. Creemos que el equilibrio de la fuerza y la trabajabilidad del material de la PC lo hace insustituible para las pruebas en etapa temprana. Nuestro equipo utiliza el mecanizado CNC de 5 ejes y las estrictas controles posteriores al tratamiento para garantizar que cada prototipo cumpla con los estándares de la industria. Para clientes, Esto significa una validación de diseño más rápida, en promedio, Nuestros prototipos de PC ayudan a reducir el tiempo de desarrollo de productos por 20% en comparación con los métodos tradicionales.
Preguntas frecuentes
- Q: ¿Por qué PC Plastic es mejor que ABS para prototipos de instrumentos??
A: La PC tiene mayor resistencia al impacto y resistencia al calor que el ABS, que es crítico para los instrumentos utilizados en entornos hostiles (P.EJ., fábricas, hospitales). También ofrece una mejor transparencia para instrumentos basados en la pantalla.
- Q: ¿Cuánto tiempo se tarda en hacer un prototipo de instrumento de PC??
A: Típicamente 5-7 días hábiles, incluyendo selección de material, Mecanizado CNC, y prueba. Los proyectos urgentes se pueden completar en 3 días con producción acelerada.
- Q: ¿Se pueden usar prototipos de PC para la producción de lotes pequeños? (10-50 unidades)?
A: Sí. Los prototipos de PC mecanizados con CNC son rentables para lotes pequeños, ya que no requieren moldes caros (A diferencia del moldeo por inyección, que es solo económico para 1000+ unidades).
