Op maat gemaakte militaire behuizingen zijn blonging aan militaire benodigdheden, die hoge kwaliteitseisen stellen aan zowel materiaal als fabricage. Als je betrokken bent bij de elektronica- of computerindustrie, dan ben je je terdege bewust van behuizingen zoals PCB-behuizingen of elektronische dozen enz. Ze verbeteren de efficiëntie van de apparaten en organiseren en beschermen de interne onderdelen tegen verschillende externe factoren.

Tijdens het ontwerpen van een elektronisch Robuuste militaire behuizing op maatDe volgende aspecten moeten in overweging worden genomen. Een van de belangrijkste is garanderen dat het eindproduct uiteindelijk betaalbaar blijft. Onbewuste keuzes kunnen de kosten drukken, zoals materiaalkeuzes, oppervlakteafwerkingen en andere opties in het productieproces.

In dit artikel beschrijf ik de stappen die nodig zijn voor het ontwerpen van een toepassingsspecifieke behuizing voor een elektronisch product en leg ik de nadruk op de doelstellingen van efficiëntie en kostenoptimalisatie.

Aangepaste robuuste militaire behuizingen ontwerpproces

Er zijn verschillende cruciale fasen die de ontwerp behuizing op maat wordt genomen om bepaalde functies, het uiterlijk en de fabricage te bereiken. Hier volgt een overzicht van de belangrijkste fasen bij het ontwerpen van een custom fugged militaire behuizingen:

1. Vereisten definiëren

Begin met het begrijpen van de noodzaak om de reikwijdte van het project volledig te specificeren. Dit zijn: de toepassing waarvoor het product bedoeld is, de omstandigheden waaronder het zal werken en eventuele normen waaraan het product moet voldoen. Andere overwegingen zijn grootte, gewicht en het uiterlijk van de apparatuur.

2. Materiaalkeuze

Het kiezen van de juiste materialen is een belangrijke factor als het gaat om efficiëntie en kosten. Dit zijn aluminium, staal en verschillende soorten kunststoffen met als voordelen onder andere sterkte, gewicht en warmteafvoer. Bij het kiezen van de materialen moet rekening worden gehouden met de omgeving van de behuizing, zodat deze de vereiste bescherming kan bieden tegen vocht, stof en thermische veranderingen.

3. Conceptueel ontwerp

Zodra de vereisten en materialen zijn vastgesteld, wordt overgegaan tot het genereren van enkele primitieve ideeën. Deze fase kan bestaan uit tekenen en prototypen om een lekenconcept te maken van de behuizing en hoe deze zal worden gebruikt. Het is mogelijk om samen te werken met engineeringteams om deze concepten verder af te stemmen en andere potentiële ontwerpproblemen te ontdekken.

4. Prototypering

Het idee om een prototype te maken is nuttig om feedback te krijgen over het ontwerp voordat het op grote schaal in productie wordt genomen. Als we het voorbeeld van 3D-printen gebruiken, kunnen we erkennen dat het gemakkelijk is om wijzigingen aan te brengen tijdens het proces van productontwikkeling omdat het proces van prototypen erg snel is. Pasvorm, vorm en functie worden allemaal onderzocht met prototypes, zodat bekend is dat alle onderdelen passen zoals gepland.

5. Testen en valideren

Het is mogelijk om met gemak het algoritme te schrijven dat de noodzakelijke vragen definieert, maar om bij de eerste poging met een geldig prototype te komen is misschien niet mogelijk, omdat wat vervolgens nodig is het kritisch testen van het prototype is om te bepalen hoe goed het zal presteren. Dit zijn mechanische integriteits-, thermische en omgevingscontroles. Als er tijdens het testen problemen optreden, moet de oplossing een aanpassing van het ontwerp zijn.

6. Definitieve ontwerpaanpassingen

Breng aan de hand van de testresultaten de nodige wijzigingen aan om tot de uiteindelijke look en feel van de UI/UX te komen. Dit kan betekenen dat je afmetingen moet veranderen, montagekenmerken moet aanpassen of het materiaal moet wijzigen om de prestaties te verbeteren en de kosten te beïnvloeden.

7. Productieplanning

Na het definiëren van het ontwerp moet er een plan komen voor de productie, de productieprocessen, de benodigde gereedschappen en de kosten. Werk samen met fabrikanten om te garanderen dat de productieprocessen overeenkomen met de eisen van het ontwerp en de procedures voor kwaliteitscontrole van de productie.

8. Productie

Na het productieplan begint de productiefase met de productie van het nieuwe product. Dit houdt in dat de daadwerkelijke behuizingen worden gemaakt van het gekozen materiaal en de productieprocessen. Het is ook aannemelijk dat de kwaliteit van de producten op de productielijn wordt bewaakt om ervoor te zorgen dat de ontwerpen niet worden vervormd.

9. Assemblage en kwaliteitsborging

Na de productie ondergaan de behuizingen het assemblageproces en worden ze onderworpen aan kwaliteitscontroletests. Dit helpt om ervoor te zorgen dat alle componenten goed geïnstalleerd zijn in het eindproduct en dat het product voldoet aan de vereiste standaard wanneer het naar de markt wordt gebracht om te worden verkocht aan de klanten.

10. Terugkoppeling en herhaling

Tot slot controleert u de effectiviteit na de implementatie bij de gebruikers en belanghebbenden. Deze informatie is nuttig voor toekomstige ontwerpen en is een belangrijke bron van feedback die kan worden gebruikt om toekomstige ontwerpen te verbeteren.

Verschillende methoden die worden gebruikt om op maat gemaakte, machinaal bewerkte militaire behuizingen te maken

Verspanen is een zeer flexibel productieproces dat vaak wordt gebruikt bij het assembleren van aangepaste behuizingen, vooral wanneer nauwkeurigheid en ingewikkelde kenmerken belangrijk zijn. Het is een materiaalverwijderingsproces waarbij het werkstuk wordt geproduceerd uit een massief blok of vel materiaal door ongewenst materiaal weg te snijden. Zoals hierboven vermeld, volgt hier een beknopt overzicht van de basisbewerkingsstrategieën die worden gebruikt bij de bouw van aangepaste behuizingen en hun relatieve voordelen.

CNC Frezen

CNC (Computer Numerical Control) frezen is het proces waarbij geavanceerde computergestuurde machines worden gebruikt om geleidelijk materiaal uit een werkstuk te snijden. Deze techniek werkt goed wanneer de vereiste vorm van de dwarsdoorsnede divers is, bijvoorbeeld uitgesneden sleuven, ondersnijdingen of precieze plaatsbepalende kuiltjes. CNC frezen maakt een grote verscheidenheid aan materialen mogelijk, waaronder verschillende soorten metalen en kunststoffen, en kan daarom worden gebruikt in een groot aantal toepassingen, van lichtgewicht elektronicabehuizingen tot zware industriële bekledingen. De voordelen van machinale bewerking met hoge snelheid en meerassige bewerking verbeteren ook de ontwerpvrijheid en nauwkeurigheid.

CNC Draaien

CNC draaien wordt gebruikt bij de productie van cilindrische onderdelen waarbij het werkstuk wordt rondgedraaid met een snij-instrument. Het proces is optimaal voor het maken van CNC aluminium behuizingsonderdelen zoals cilindrische behuizingen, eindkappen en onderdelen met schroefdraad. CNC draaien is nauwkeurig en consistent waardoor nauwe toleranties mogelijk zijn die nodig zijn voor onderdelen die goed moeten passen en hun beoogde functies moeten uitvoeren. Deze methode maakt ook snelle cyclustijden mogelijk en is dus ideaal voor korte en lange runs.

Waterstraalsnijden

Waterstraalsnijden maakt gebruik van een waterstraal onder hoge druk, die vergezeld kan gaan van schurende korrels voor het snijden van de verschillende soorten materiaal die geschikt zijn voor waterstraalsnijden, zoals metalen, kunststoffen en glas. Deze techniek heeft de speciale eigenschap dat het scherpe randen oplevert en tegelijkertijd thermische vervorming voorkomt, wat erg handig is voor het maken van complexe patronen en dunwandige producten. Waterstraalsnijden is ook voordelig bij de productie van behuizingen die specifieke vormen of panelen met grote contouren vereisen, terwijl fabrikanten toch zeer gedetailleerde behuizingen kunnen maken zonder nadelige effecten op het materiaal.

Lasersnijden

Bij lasersnijden wordt laserlicht gebruikt om met veel precisie door een materiaal te snijden tot het de gewenste dunheid heeft. De techniek heeft ook de voorkeur voor dun materiaal omdat de complexiteit van het ontwerp en de bereikte gladheid van het oppervlak zeer waarschijnlijk is bij gebruik van deze techniek. Enkele van de toepassingen zijn het maken van panelen, deksels en vlakke delen van behuizingen. Door de hoge snelheid en nauwkeurigheid van lasersnijden kan het effectief gebruikt worden in zowel de prototypefase als in de massaproductie van producten, wat fabrikanten voordeel oplevert in termen van tijd en kwaliteit.

CNC Frezen

Bij frezen wordt een roterend snijgereedschap gebruikt om materiaal uit het oppervlak van een werkstuk te snijden. Het wordt vaak toegepast om vlakke onderdelen te maken zoals panelen en afdekkingen en kan elk type materiaal aan, hout, kunststof of metaal. Het is aan te raden bij het frezen omdat het in detail kan worden gedaan en kan worden toegepast op brandmerken, etikettering en andere kenmerken zoals uitsparingen op de behuizingen.

Elektrische ontladingsbewerkingen (EDM)

Elektrische ontladingsbewerkingen (EDM) is een andere niet-traditionele, computergestuurde bewerkingstechnologie die vonken gebruikt om materiaal van werkstukken te verwijderen.

EDM is een niet-conventioneel bewerkingsproces dat gebruik maakt van een elektrische vonk om materiaal van elektrisch geleidend materiaal te verwijderen. Deze methode biedt de beste manier om smalle doorsneden, ondersnijdingen, sleuven en gaten te maken die anders moeilijk te maken zouden zijn met gewone snij-instrumenten. EDM is het meest geschikt voor het maken van mallen en matrijzen op behuizingsonderdelen, waarbij nauwkeurigheid en een goede oppervlakteafwerking gewenst zijn.

Overwegingen voor precisie en andere factoren bij het bewerken van aangepaste behuizingen

Bij het gebruik van machinale bewerking om aangepaste behuizingen te maken, zijn er veel precisiefactoren en aandachtspunten om het juiste resultaat en de juiste functionaliteit te bereiken. Dit zijn de belangrijkste aspecten om rekening mee te houden:

1. Toleranties

Toleranties bepalen de mate van variatie in de afmetingen van de behuizing. Machinale bewerkingen met een hoge nauwkeurigheid kunnen worden uitgevoerd met nauwkeurige tolerantiegrenzen, wat erg belangrijk is als de componenten een hoge mate van nauwkeurigheid vereisen, zoals een tolerantie van ± 0,001 inch of beter. Het is cruciaal om de noodzakelijke toleranties te begrijpen zodat geassembleerde componenten geen problemen zullen hebben in hun werking.

2. Materiaalkeuze

De bewerkbaarheid hangt af van het type materiaal dat bewerkt moet worden en de precisie die bereikt moet worden in het eindproduct. Werken met metaal, zoals aluminium of roestvrij staal, maakt bijvoorbeeld zeer nauwkeurige interferenties mogelijk, terwijl bij het werken met kunststof materialen bepaalde voorzorgsmaatregelen moeten worden genomen om vervorming van het materiaal te voorkomen. Om het beste resultaat te bereiken is het cruciaal om een materiaal te kiezen dat zowel aan de prestatievereisten als aan de mogelijkheden van de bewerkingsmethode voldoet.

3. Bewerkingsmethode

De nauwkeurigheid wordt beïnvloed door de gekozen bewerkingsmethode. CNC frezen en draaien bieden een hoge nauwkeurigheid van het werkstuk en waterstraalsnijden en lasersnijden bieden een zeer goede randkwaliteit, hoewel de nauwkeurigheid kan variëren afhankelijk van de dikte en het type materiaal dat wordt gesneden. Deze beslissing hangt af van de complexiteit van het ontwerp en de mate van nauwkeurigheid die nodig is om de beste aanpak te bepalen.

4. Gereedschap

Het type gereedschap en de staat waarin het zich bevindt, hebben een grote invloed op de nauwkeurigheid van de bewerking. Gereedschap van hoge kwaliteit en scherp met specifieke snijkanten kan het beste materiaal snijden met minder tolerantie. Er moet goed op worden gelet dat de gereedschappen die bij het smeden worden gebruikt, goed worden gekozen en goed worden onderhouden om de juiste nauwkeurigheid te behouden.

5. Opspannen

Correct opspannen betekent dat het werkstuk goed op zijn plaats wordt gehouden tijdens het bewerkingsproces en niet verschuift, wat leidt tot ontoereikende toleranties. Een goede locatie van opspanmiddelen zorgt ervoor dat er weinig of geen afwijking is van het bewerkingsproces en maakt het ook mogelijk om meerdere bewerkingen uit te voeren met een hoge nauwkeurigheid.

6. Machinekalibratie

Bewerkingsapparatuur moet altijd gekalibreerd worden om de gewenste nauwkeurigheid te bereiken. Voorgesteld wordt om machines te controleren en af te stellen om te garanderen dat de afwijkingen van hun ideale waarden binnen een bepaald bereik blijven. Dit is vooral het geval bij CNC-machines waar zelfs kleine variaties een grote bron van fouten kunnen zijn bij de productie van het eindproduct.

7. Oppervlakteafwerking

De vereiste oppervlakteafwerking beïnvloedt dus de prestaties, het uiterlijk en de constructie van de behuizing. Verschillende soorten bewerkingen produceren oppervlakken met verschillende eigenschappen, daarom moet de vereiste oppervlakteafwerking worden overeengekomen in het ontwerpstadium. Verdere afwerking kan nodig zijn om de uiteindelijke afwerking te verkrijgen, bijvoorbeeld schuren, verven, galvaniseren, polijsten of anodiseren.

8. Productievolume

De nauwkeurigheid kan worden beïnvloed door het verwachte productievolume. Bij massaproductie worden de kwaliteit en nauwkeurigheid van het product erg belangrijk voor elk onderdeel dat geproduceerd wordt. Aan de andere kant zijn er bij kleine series of prototypen grotere toleranties en afwerkingsperimeters mogelijk.

9. Thermisch beheer

Bewerkingsbewerkingen kunnen warmte produceren die op zijn beurt de eigenschappen van het materiaal en de nauwkeurigheid verandert. Bij gebruik van vloedkoeling of verneveling is het mogelijk om maatveranderingen tijdens het machinaal bewerken te voorkomen.

De juiste afwerking kiezen voor aangepaste kastontwerpen

Het kiezen van de juiste afwerking voor aangepaste behuizingen is cruciaal omdat het de bruikbaarheid en het uiterlijk van de eenheid bepaalt. Dit element bepaalt de weerstand, het uiterlijk en de efficiëntie van het product. Hieronder vindt u enkele van de bovengenoemde afwerkingstechnieken en de kenmerken die bij elk ervan horen.

1. Anodiseren

Het anodiseerproces vormt een chromaatlaag op het oppervlak van de aluminium behuizing om als een schild voor het metalen onderdeel te dienen. De volgende laag verhoogt het niveau van corrosiebescherming. De dikte varieert meestal tussen 5 en 25 micron. Dit maakt ook verschillende kleuren mogelijk die een esthetisch tintje geven aan de hele structuur.

2. Poedercoating

Poedercoating is het aanbrengen van een droog poeder dat warmte nodig heeft om aangebracht en gedroogd te worden. Dit leidt tot een externe laag die vrij delicaat is en moeilijk doordringbaar. De laagdikte varieert gewoonlijk van 40 tot 100 micron. Het is verkrijgbaar in verschillende kleuren en afwerkingen en ziet er daarom goed uit.

3. Galvanisch

Galvaniseren is een proces waarbij een metaal op een substraat wordt gegalvaniseerd door een dunne laag van dat metaal op het substraat aan te brengen. Enkele alledaagse metalen zijn nikkel en chroom. De laagdikte varieert van 1 tot 25 micron. Deze methode verhoogt de corrosiebescherming en geeft een glanzend uiterlijk aan het oppervlak van het artikel.

4. Schilderen

Schilderen is het aanbrengen van vloeibare verf op het oppervlak van de behuizing. Deze methode biedt veel mogelijkheden om een kleur en ontwerp te kiezen. Meestal varieert de laagdikte van 25 tot 75 micron. Hoewel het het gebouw een milieuvriendelijke uitstraling geeft, moet het werk na verloop van tijd vaak worden bijgewerkt.

5. Geborstelde afwerking

Een geborstelde afwerking is een oppervlakteafwerking die wordt verkregen door schuurmiddelen te gebruiken om een gestructureerd oppervlak te verkrijgen. Deze techniek voegt geen extra massa toe aan het proces. Het verandert vooral de ruwheid van het oppervlak. Het geeft een ander uiterlijk en een beetje bescherming tegen roest.

6. Polijsten

Polijsten heeft als effect dat het oppervlak reflecteert. Dit proces vermindert de dikte, maar voegt geen materiaal toe aan het werkstuk. Het verbetert ook de esthetische waarde van de behuizing. De gladheid van de oppervlakken verbetert ook de corrosie.

Militaire specificaties voor aangepaste behuizingen

Militaire toepassingen vereisen behuizingen met hoge nauwkeurigheid die ontworpen en geproduceerd moeten worden volgens de Mil-Spec vereisten. Deze robuuste militaire behuizingen op maat moeten een hoge mechanische sterkte en een hoge corrosiebestendigheid hebben en moeten binnen zeer nauwe toleranties worden geproduceerd. Dit is een goede reden waarom een grondige kwaliteitscontrole moet worden toegepast in het hele fabricageproces om ervoor te zorgen dat het product presteert zoals verwacht. Het is gebruikelijk dat documentatie nodig is om de conformiteit met materiaal- en fabricagevereisten aan te tonen.

Er zijn andere op maat gemaakte elektronische behuizingen van kunststof die door plastic injectie het vormen of machinaal bewerkend proces wordt gemaakt, worden sommige van die plastic omhullingen ook gebruikt in de militaire industrie.

Belangrijkste nalevingseisen

• Materiaalcertificering: Het is ook nodig om het type, de kwaliteit en de specificatie van het te gebruiken materiaal te vermelden. Certificering garandeert dat alle materialen de nodige prestatiekenmerken hebben.
• Gecertificeerd materiaaltestrapport (CMTR): Dit rapport, ondertekend en gedateerd, beschrijft het materiaaltype, de kwaliteit en de specificaties, evenals de mechanische of chemische eigenschappen. Het wordt gebruikt als een document dat kwaliteitscontroles van het materiaal omvat.
• Procescertificering: Las-, verf- en platingprocessen moeten bijvoorbeeld worden gecertificeerd door het National Aerospace and Defense Contractors Accreditation Program (NADCAP). Het doel van deze certificering is om te garanderen dat de productieprocessen voldoen aan de kwaliteitseisen van de industrie.
• Oorsprong productie: In dit geval moeten de behuizingen afkomstig zijn uit de VS of uit een land dat aan strenge richtlijnen voldoet. Dit is vooral belangrijk vanwege de verschillende regels die gelden voor het contracteren van militaire diensten.
• Naleving van DFARS en FAR: Je moet de DFARS en FAR strikt volgen. Deze voorschriften bevatten het beleid voor de aanschaf van defensiegerelateerde producten en garanderen de implementatie ervan in de keten.
• ITAR-naleving: De ITAR regelt de overdracht van defensieartikelen en -technologie naar en vanuit de Verenigde Staten. Het is verplicht voor elk gebruik van militaire producten.
• Testen en inspectie: Soms kan het nodig zijn om tests door derden uit te voeren om er zeker van te zijn dat het product op een bepaald punt niet lekt of faalt. Dit omvat meestal een First Article Inspection (FAI) die bedoeld is om de afmetingen van elk onderdeel of elke assemblage te valideren tot een tolerantie en prestatieniveau.

De uitdagingen van uw project begrijpen

Bij het betreden van de projecten voor aangepaste behuizingen moet men op de hoogte zijn van bepaalde technische kwesties die van invloed kunnen zijn op het ontwerp en de constructie. Hier volgt een gericht overzicht:

1. Ontwerp voor productie en assemblage (DFMA)

Het is van cruciaal belang om DFM-principes toe te passen om ervoor te zorgen dat nieuwe productontwerpen effectief kunnen worden geproduceerd. Dit betekent het evalueren van geometrische kenmerken naast materiaaltype en verbindingstechnieken om fabricageproblemen te voorkomen. Samenwerken met ingenieurs kan helpen om onderdelen effectiever te ontwerpen, het aantal gereedschappen te minimaliseren en de cyclustijd te verkorten.

2. Strategieën voor kostenverlaging

De noodzaak om de kosten tijdens de productie van bestaande producten te verlagen, vraagt om een technische analyse van de huidige productietechnieken. Dit kan in de vorm van het overwegen van materiaalkeuzes voor het product, het verbeteren van de procesmethodologie van machinale bewerking of zelfs het herontwerpen van onderdelen die gemakkelijk kunnen worden geassembleerd. Value engineering kan worden gebruikt om de kosten te verlagen met behoud van de kwaliteit van het product.

3. Maatregelen voor kwaliteitscontrole

Bij projecten die hoge tolerantieniveaus vereisen, moeten kwaliteitscontroles en -balansen worden uitgevoerd. Door het gebruik van geavanceerde apparatuur zoals de CMM en optische comparatoren wordt voldaan aan de gestelde toleranties. Het gebruik van statistische kwaliteitscontrole biedt methoden die helpen bij het beheersen van de kwaliteit van de productie.

4. Tijdige levering

Om leveringsproblemen op te lossen, moet men de productiecapaciteit en de tijd die nodig is om producten en diensten te leveren, evalueren. Een effectieve organisatorische verandering gericht op de toepassing van lean manufacturing verbetert de cyclustijden en het capaciteitsgebruik. Het gebruik van geautomatiseerde projectmanagementsystemen om de actuele status van productieschema's te bewaken, garandeert de tijdige levering van componenten.

5. Controle van de productiecapaciteit

In het geval van capaciteitsproblemen is het nodig om een technische evaluatie te maken van de huidige productiecapaciteit. Enkele van de strategieën zijn het veranderen van de voorspelde productietijd, het verschuiven van middelen of het inzetten van flexibele productiemiddelen. Dit kan worden gedaan zonder noodzakelijkerwijs meer productie-eenheden te verhogen en tegelijkertijd de kwaliteit van het product en de operationele efficiëntie te verbeteren.

Conclusie

De technische problemen in aangepaste behuizing projecten zijn belangrijk om opgelost te worden om positieve resultaten te behalen. Ontwerp met het oog op maakbaarheid, kostenbesparende maatregelen, naleving van kwaliteit, leveringsschema en verbetering van de productiecapaciteit zijn enkele van de manieren waarop fabrikanten de efficiëntie kunnen verbeteren en de betrouwbaarheid kunnen vergroten. Een dergelijke actie op deze gebieden zorgt er niet alleen voor dat het voldoet aan de specificaties, maar verbetert ook de prestaties van het project en de klanttevredenheid.