Specialtillverkade militära kapslingar är bl.a. militära förnödenheter, som har höga kvalitetskrav på både material och tillverkning. Om du är involverad i elektronik- eller datorindustrin är du väl medveten om höljen som PCB-höljen eller elektroniska lådor etc. De förbättrar enheternas effektivitet och organiserar och skyddar även inre delar från olika yttre faktorer.

Vid utformningen av en elektronisk specialanpassat robust militärt höljebör man ta hänsyn till följande aspekter. En av de viktigaste är att garantera att slutprodukten i slutändan förblir prisvärd. Omedvetna val kan sänka kostnaderna, t.ex. val av material, ytbehandlingar och andra alternativ i tillverkningsprocessen.

I den här artikeln beskriver jag de steg som krävs för att konstruera ett applikationsspecifikt hölje för en elektronisk produkt och betonar målen effektivitet och kostnadsoptimering.

Designprocess för anpassade robusta militära kapslingar

Det finns flera viktiga faser genom vilka anpassad kapslingsdesign vidtas för att uppnå vissa funktioner, utseende och tillverkning. Här är en översikt över de viktigaste faserna i utformningen av en cMilitärkapslingar i standardutförande:

1. Definiera krav

Börja med att förstå behovet av att fullständigt specificera projektets omfattning. Dessa är: den applikation som produkten är avsedd för, de förhållanden den kommer att arbeta under och eventuella standarder som produkten måste uppfylla. Andra faktorer som bör beaktas är storlek, vikt och utrustningens utseende.

2. Val av material

Valet av lämpliga material är en viktig faktor när det gäller effektivitet och kostnader. Dessa är aluminium, stål och olika typer av plast, där några av fördelarna är styrka, vikt och värmeavledning. Vid valet av material måste hänsyn tas till den miljö som skåpet ska användas i, så att det kan erbjuda det skydd som krävs mot fukt, damm och värmeförändringar.

3. Konceptuell design

När krav och material har fastställts går man vidare till att ta fram några primitiva idéer. Denna fas kan omfatta ritning och prototypframställning för att skapa en enkel konceptualisering av skåpet och hur det ska användas. Det är möjligt att arbeta med ingenjörsteam för att ytterligare finjustera dessa koncept och för att upptäcka andra potentiella designproblem.

4. Framtagning av prototyper

Idén med att skapa en prototyp är användbar för att få feedback på designen innan man går in i storskalig produktion. Med 3D-printing som exempel kan man konstatera att det är lätt att göra ändringar under produktutvecklingsprocessen eftersom prototypprocessen är mycket snabb. Passform, form och funktion undersöks alla med prototyper så att alla delar passar som planerat.

5. Testning och validering

Det är möjligt att enkelt skriva en algoritm som definierar de nödvändiga frågorna, men att komma ut med en giltig prototyp på första försöket kanske inte är möjligt eftersom det som krävs härnäst är kritisk testning av prototypen för att avgöra hur bra den kommer att fungera. Det handlar om kontroller av mekanisk integritet, termiska egenskaper och miljöskydd. Om några problem uppstår under testningen bör lösningen vara en modifiering av konstruktionen.

6. Justeringar av slutlig utformning

Använd testresultaten för att göra de ändringar som krävs för att få fram det slutliga utseendet på UI/UX. Detta kan innebära ändrade dimensioner, modifierade monteringsfunktioner eller ändrat material för att förbättra prestandan och påverka kostnaden.

7. Produktionsplanering

Efter att ha definierat designen är det nödvändigt att ta fram en plan för produktion, tillverkningsprocesser, nödvändiga verktyg och kostnader. Samarbeta med tillverkare för att garantera att produktionsprocesserna motsvarar designkraven samt tillverkningens kvalitetskontrollprocedurer.

8. Tillverkning

Efter produktionsplanen inleds tillverkningsfasen med produktionen av den nya produkten. Detta innebär att de faktiska kapslingarna tillverkas av det valda materialet och de valda tillverkningsprocesserna. Det är också rimligt att övervaka kvaliteten på produkterna på produktionslinjen för att säkerställa att designen inte förvrängs.

9. Montering och kvalitetssäkring

Efter tillverkningen genomgår kapslingarna monteringsprocessen och utsätts sedan för kvalitetskontrolltester. Detta kommer att bidra till att säkerställa att alla komponenter är väl installerade i slutprodukten och att en sådan produkt uppfyller den nödvändiga standarden när den tas till marknaderna för att säljas till kunderna.

10. Återkoppling och iteration

Sist av allt är effektivitetskontrollen efter driftsättningen med användarna och intressenterna. Denna information är användbar i framtida konstruktioner och är en viktig källa till feedback som kan användas för att förbättra framtida konstruktioner.

Olika metoder som används för att tillverka specialtillverkade militära kapslingar

Maskinbearbetning är en mycket flexibel tillverkningsprocess som ofta används vid montering av kundanpassade kapslingar, särskilt där noggrannhet och invecklade detaljer är viktiga. Det är en materialborttagningsprocess där arbetsstycket produceras från ett fast block eller ark av materialet genom att skära bort oönskat material. Som nämnts ovan följer här en kort beskrivning av de grundläggande bearbetningsstrategier som används vid konstruktion av anpassade skåp och deras relativa fördelar.

CNC-fräsning

CNC-fräsning (Computer Numerical Control) är en process som använder toppmoderna datorstyrda maskiner för att successivt skära material från ett arbetsstycke. Denna teknik fungerar bra när den önskade tvärsnittsformen är varierande, t.ex. utskurna slitsar, underskärningar eller exakta lokaliseringsdimmor. CNC-fräsning möjliggör en mängd olika material, inklusive olika typer av metaller och plaster, och kan därför användas i en mängd olika applikationer, från lätta elektronikhöljen till tunga industriella beläggningar. Dess fördelar med höghastighetsbearbetning och fleraxlig drift förbättrar också designfriheten och noggrannheten.

CNC-svarvning

CNC-svarvning används vid tillverkning av cylindriska delar där arbetsstycket roteras med ett skärande instrument. Processen är optimal för tillverkning av CNC aluminiumkapslingsdelar såsom cylindriska höljen, ändkåpor och gängade delar. CNC-svarvning är exakt och konsekvent vilket möjliggör produktion av nära toleranser som är nödvändiga för delar som måste passa bra och utföra sina avsedda funktioner. Denna metod möjliggör också snabba cykeltider, vilket gör den idealisk för korta och långa körningar.

Vattenskärning

Vattenskärning utnyttjar en högtrycksvattenstråle, som kan åtföljas av slipande granulat för skärning av olika typer av material som lämpar sig för vattenskärning, t.ex. metaller, plast och glas. Tekniken har den speciella egenskapen att den ger skarpa kanter samtidigt som den förhindrar att det uppstår termisk distorsion, vilket är mycket användbart för att skapa komplexa mönster och tunnväggiga produkter. Vattenskärning är också fördelaktigt vid tillverkning av kapslingar som kräver specifika former eller paneler som kräver stora konturer, samtidigt som tillverkarna kan tillverka mycket detaljerade kapslingar utan negativa effekter på materialet.

Laserskärning

Laserskärning innebär användning av laserljus för att skära igenom ett material till önskad tunnhet med mycket precision. Tekniken är också att föredra för tunt material eftersom designens invecklade och uppnådda ytjämnhet är mycket troligt när man använder denna teknik. Några av användningsområdena är tillverkning av paneler, lock och platta delar av kapslingar. På grund av laserskärningens höga hastighet och noggrannhet kan den användas effektivt både i prototypstadiet och i massproduktionen av produkter, vilket kommer att gynna tillverkarna när det gäller tid och kvalitet.

CNC-fräsning

Vid fräsning används ett roterande skärverktyg för att skära material från ytan på ett arbetsstycke. Det används ofta för att tillverka platta delar som paneler och luckor och kan användas för alla typer av material, trä, plast eller metall. Det är lämpligt att använda fräsning eftersom det kan göras i detalj och användas för märkning, etikettering och andra funktioner, t.ex. utskärningar på kapslingarna.

Elektrisk urladdningsbearbetning (EDM)

Elektrisk urladdningsbearbetning (EDM) är en annan icke-traditionell, datorstyrd bearbetningsteknik som använder gnistor för att avlägsna material från arbetsstycken.

EDM är en icke-konventionell bearbetningsprocess som använder en elektrisk gnista för att avlägsna material från det elektriskt ledande materialet. Den här metoden är det bästa sättet att få fram smala sektioner, underskärningar, slitsar och hål som annars skulle vara svåra att få fram med vanliga skärverktyg. EDM är mest lämpad för tillverkning av formar och matriser på inkapslingsdelar, där noggrannhet och god ytfinish är önskvärda.

Överväganden om precision och andra faktorer vid bearbetning av kundanpassade kapslingar

När man använder maskinbearbetning för att tillverka anpassade kapslingar finns det många precisionsfaktorer och problem som måste beaktas för att uppnå rätt resultat och funktionalitet. Här är de viktigaste aspekterna att tänka på:

1. Toleranser

Toleranserna fastställer variationsnivån i kapslingens mått. Maskinbearbetning med hög noggrannhet kan utföras med exakta toleransgränser, vilket är mycket viktigt när komponenterna kräver hög noggrannhet, t.ex. en tolerans på ± 0,001 tum eller bättre. Det är viktigt att förstå de nödvändiga toleranserna så att de monterade komponenterna inte får problem i sin funktion.

2. Val av material

Maskinbearbetbarheten beror på vilken typ av material som ska bearbetas och vilken precision som ska uppnås i slutprodukten. Om man t.ex. arbetar med metall som aluminium eller rostfritt kan man uppnå mycket exakta ingrepp, medan man vid arbete med plastmaterial måste vidta vissa försiktighetsåtgärder för att undvika deformation av materialet. För att uppnå bästa möjliga resultat är det viktigt att välja ett material som uppfyller kraven på prestanda samt bearbetningsmetodens potential.

3. Bearbetningsmetod

Precisionen påverkas av vilken typ av bearbetningsmetod som väljs. CNC-fräsning och -svarvning ger hög noggrannhet i arbetsstycket, och vattenskärning och laserskärning ger mycket god kantkvalitet även om noggrannheten kan variera beroende på tjocklek och typ av material som skärs. Detta beslut beror på konstruktionens komplexitet och den grad av noggrannhet som behövs för att bestämma den bästa metoden.

4. Verktyg

Verktygens typ och skick påverkar i hög grad bearbetningsnoggrannheten. Verktyg som är av hög kvalitet och vassa med specifika skäreggar kan leverera de bästa standarderna för att skära materialet med mindre tolerans. Stor omsorg måste ägnas åt att se till att verktyg som används vid smide är väl valda och underhålls på lämpligt sätt för att bibehålla lämplig noggrannhet.

5. Infästning

Korrekt fastspänning innebär att arbetsstycket är väl fixerat i sitt läge under bearbetningsprocessen och inte flyttar på sig, vilket leder till otillfredsställande toleranser. Bra placering av fixturer säkerställer att det finns liten eller ingen avvikelse från bearbetningsprocessen och gör det också möjligt att utföra flera operationer med hög noggrannhet.

6. Kalibrering av maskinen

Bearbetningsutrustning måste alltid kalibreras för att säkerställa att önskad noggrannhet uppnås. Det föreslås att maskinerna ska kontrolleras och justeras för att garantera att avvikelserna från deras idealvärden ligger inom ett visst intervall. Detta gäller särskilt för CNC-maskiner där även små variationer kan utgöra en stor felkälla vid tillverkningen av slutprodukten.

7. Ytfinish

Den ytfinish som krävs påverkar således kapslingens prestanda, utseende och konstruktion. Olika typer av maskinbearbetning ger ytor med olika egenskaper, och därför bör man redan på konstruktionsstadiet komma överens om vilken ytfinish som krävs. Ytterligare ytbehandling kan vara nödvändig för att uppnå den slutliga finishen, t.ex. slipning, målning, galvanisering, polering eller anodisering.

8. Produktionsvolym

En bedömning av precisionen kan påverkas av den förväntade produktionsvolymen. När det gäller massproduktion blir produktens kvalitet och noggrannhet mycket viktig för varje del som tillverkas. Å andra sidan kan låga tillverkningsvolymer eller prototyptillverkning ge större toleranser och ytfinhetsperimetrar.

9. Termisk hantering

Bearbetningsoperationer kan alstra värme som i sin tur förändrar materialets egenskaper och dess noggrannhet. Genom att använda översvämningskylning eller dimning är det möjligt att förhindra dimensionsförändringar under bearbetningsprocessen.

Att välja rätt ytbehandling för anpassade skåpkonstruktioner

Att välja rätt ytbehandling för specialanpassade kapslingar är avgörande eftersom det definierar enhetens användbarhet och utseende. Detta element avgör produktens motståndskraft, utseende och effektivitet. Nedan beskrivs några av de ovan nämnda ytbehandlingsteknikerna och de funktioner som är förknippade med var och en av dem.

1. Anodisering

Anodiseringsprocessen bildar en kromatbeläggning på ytan av aluminiumhöljet som fungerar som en sköld mot metalldelen. Nästa skikt ökar nivån på korrosionsskyddet. Dess tjocklek varierar vanligtvis mellan 5 och 25 mikrometer. Detta möjliggör också olika färger som ger en estetisk touch till hela strukturen.

2. Pulverlackering

Pulverlackering är en process där man applicerar ett torrt pulver som behöver värme för att appliceras och torka. Detta leder till ett yttre skikt som är ganska känsligt och ganska svårt att tränga igenom. Skikttjockleken varierar normalt från 40 till 100 mikrometer. Det finns i olika färger och ytbehandlingar och har därför ett bra utseende.

3. Elektroplätering

Elektroplätering är en process där en metall pläteras på ett substrat genom att ett tunt lager av denna metall deponeras på substratet. Några av de vanligaste metallerna är nickel och krom. Skikttjockleken varierar från 1 till 25 mikrometer. Denna metod ökar korrosionsskyddet och ger artikelns yta ett glänsande utseende.

4. Målning

Målning är en process för att applicera flytande färg på ytan av höljet. Denna metod ger många möjligheter att välja färg och design. Vanligtvis varierar skikttjockleken från 25 till 75 mikrometer. Även om det ger byggnaden ett miljöanpassat utseende kan arbetet efter en tid kräva frekventa retuscher.

5. Borstad yta

En borstad yta är en ytfinish som erhålls genom att använda slipmedel för att ge en strukturerad yta. Denna teknik tillför inte extra massa till processen. Den ändrar främst ytans grovhet. Den ger ett annorlunda utseende och ett litet skydd mot rost.

6. Polering

Poleringen gör att ytan blir reflekterande. Denna process minskar tjockleken men tillför inte material till arbetsstycket. Den förbättrar också det estetiska värdet på inkapslingen. De släta ytorna förbättrar också korrosionen.

Militära specifikationer för kundanpassade kapslingar

Militära tillämpningar kräver kapslingar med hög noggrannhet som ska konstrueras och tillverkas enligt Mil-Spec-kraven. Dessa anpassade robusta militära kapslingar måste ha hög mekanisk hållfasthet och hög korrosionsbeständighet och måste tillverkas inom mycket snäva toleranser. Detta är ett bra skäl till att noggrann kvalitetskontroll måste tillämpas under hela tillverkningsprocessen för att säkerställa att produkten fungerar som förväntat. Det är vanligt att dokumentation krävs för att bevisa överensstämmelse med material- och utförandekrav.

Det finns andra anpassade plastkapslingar för elektronik som tillverkas genom formsprutning av plast eller bearbetningsprocess, används några av dessa plastkapslar också i militärindustrin.

Viktiga krav på efterlevnad

• Materialcertifiering: Det finns också ett behov av att ange typ, kvalitet och specifikation för det material som ska användas. Certifieringen garanterar att alla material har de prestandaegenskaper som krävs.
• Certifierad materialtestrapport (CMTR): Denna rapport, som är daterad och undertecknad, beskriver materialets typ, kvalitet och specifikationer samt mekaniska och kemiska egenskaper. Den används som ett dokument som omfattar kvalitetsverifieringar av materialet.
• Certifiering av processer: Svets-, målnings- och pläteringsprocesser måste t.ex. certifieras av National Aerospace and Defense Contractors Accreditation Program (NADCAP). Syftet med denna certifiering är att garantera att produktionsprocesserna motsvarar industrins krav på kvalitet.
• Tillverkning Ursprung: I detta fall måste kapslingarna komma från USA eller från ett land som uppfyller strikta riktlinjer. Detta är särskilt viktigt med tanke på de olika regler som gäller för upphandling av militära tjänster.
• Efterlevnad av DFARS och FAR: Du måste följa DFARS och FAR strikt. Dessa förordningar fastställer policyer för upphandling av försvarsrelaterade produkter och garanterar att de genomförs i kedjan.
• ITAR-överensstämmelse: ITAR reglerar överföringen av försvarsartiklar och teknik både till och från USA. Det är obligatoriskt för all användning av militära produkter.
• Testning och inspektion: Ibland kan det vara nödvändigt att utföra tredjepartstester för att säkerställa att produkten inte läcker eller går sönder vid någon tidpunkt. Detta inkluderar vanligtvis en First Article Inspection (FAI) som är avsedd att validera dimensionerna för varje del eller montering till en tolerans- och prestandanivå.

Förstå dina projektutmaningar

När man går in i projekten med anpassade skåp bör man ha förståelse för vissa tekniska frågor som kan påverka design och konstruktion. Här är en fokuserad översikt:

1. Design för tillverkning och montering (DFMA)

Det är viktigt att tillämpa DFM-principerna för att säkerställa att nya produktdesigner kan tillverkas på ett effektivt sätt. Det innebär att man måste utvärdera geometriska egenskaper, materialtyper och sammanfogningstekniker för att undvika tillverkningssvårigheter. Genom att samarbeta med ingenjörer kan man konstruera detaljerna mer effektivt, minimera verktygsbehovet och minska cykeltiden.

2. Strategier för kostnadsminskningar

Behovet av att minska kostnaderna vid tillverkningen av befintliga produkter kräver teknisk analys av nuvarande tillverkningstekniker. Det kan handla om att överväga materialval för produkten, förbättra processmetodiken för maskinbearbetning eller till och med omforma delar som enkelt kan monteras. Value engineering kan användas för att sänka kostnaderna med bibehållen kvalitet på produkten.

3. Åtgärder för kvalitetskontroll

I projekt som kräver höga toleransnivåer måste kvalitetskontroller och -balanser initieras. Genom att använda sofistikerad utrustning som CMM och optiska komparatorer säkerställs att de fastställda toleranserna följs. Genom att använda statistisk kvalitetskontroll får man metoder som hjälper till att kontrollera produktionskvaliteten.

4. Leverans i rätt tid

För att lösa leveransproblem måste man utvärdera produktionskapaciteten och den tid det tar att leverera produkter och tjänster. En effektiv organisationsförändring som syftar till att tillämpa lean manufacturing förbättrar cykeltiderna och kapacitetsutnyttjandet. Användningen av automatiserade projektledningssystem för att övervaka det faktiska läget i produktionsscheman garanterar att komponenterna levereras i tid.

5. Kontroll av produktionskapacitet

Vid kapacitetsproblem är det nödvändigt att göra en teknisk utvärdering av den aktuella produktionskapaciteten. Några av strategierna är att ändra den prognostiserade produktionstiden, flytta resurser eller använda flexibla tillverkningsresurser. Detta kan göras utan att nödvändigtvis öka antalet producerade enheter, samtidigt som produktkvaliteten och effektiviteten i verksamheten förbättras.

Slutsats

De tekniska frågorna vid kundanpassning Inhägnad projekt är viktiga att lösa för att uppnå positiva resultat. Design för tillverkningsbarhet, kostnadsreducerande åtgärder, kvalitet, leveransplan och förbättrad produktionsgenomströmning är några av de sätt på vilka tillverkarna kan förbättra effektiviteten och öka tillförlitligheten. Åtgärder inom dessa områden kommer inte bara att säkerställa att specifikationerna uppfylls, utan också att förbättra projektets resultat och kundnöjdheten.