dalam dekade terakhir, harga untuk membuat satu PCB anjlok. Dan kami telah menampilkan ton peretasan dengan papan yang berasal dari tempat-tempat seperti Park OSH atau melihat studio. Tetapi fenomena ini tidak terisolasi, dan segala macam layanan prototyping satu kali menjadi lebih murah dan mencari untuk memuaskan hobi dan insinyur.

Hari ini, saya ingin meledakkan tutupnya beberapa tempat yang menawarkan layanan prototipe mekanis satu kali. Saya akan membawa kami melalui beberapa sejarah tentang bagaimana kami tiba di sini, memperkenalkan beberapa pemain baru, dan akhirnya menyoroti beberapa tradeoff penting sebelum Anda mulai memesan bagian aluminium yang dipesan lebih dahulu ke depan pintu Anda.

Sekarang go dapatkan kacamata keselamatan ANSI Z87 + Anda, dan mari kita mulai.

Asal PCB kami

Lebih dari satu dekade yang lalu, memesan papan sirkuit cetak (PCB) adalah cobaan yang mahal (tidak terlalu mahal) untuk para penggemar. Mendapatkan satu papan yang dibuat akan dikenakan biaya beberapa ratus dolar AS di rumah pcb fab. Masalahnya bukan harga per papan. Itu adalah biaya produksi di muka untuk mendorong papan melalui pabrik. Sayangnya, PCB hanya tidak dibuat satu-saat. Mereka dikonsolidasikan dengan salinan lain dari PCB yang sama ke panel yang lebih besar untuk menyederhanakan proses fixture saat memindahkan desain dari mesin ke mesin di bidang manufaktur.

Tetapi setelah itu, sebuah perusahaan kecil bernama OSH Park melakukan sesuatu yang sangat berbeda. Bertindak sebagai agen menengah, mereka mengkonsolidasikan PCB yang berbeda dari berbagai desainer ke panel bersama dan mengirimkan desain panel itu untuk manufaktur. Hasilnya adalah bahwa para penggemar dapat memesan satu PCB melalui OSH Park untuk sebagian kecil dari biaya perlu menempatkan pesanan batch secara langsung. Dan apa yang dulu merupakan proses profesional menjadi insinyur setelah jam kerja dengan beberapa dolar dan beberapa minggu lead time.

Tentu saja, proses ini tidak datang dengan semua fasilitas pemesanan langsung. Pengorbanan adalah bahwa perancang PCB perlu menyetujui beberapa pengaturan manufaktur yang akan umum di panel, seperti jumlah lapisan, ukuran lubang minimum, permukaan PCB, dan warna, yang merupakan bagaimana kami mendapat soldermask ungu Taman OSH yang tidak salah lagi. Akhirnya, karena OSH Park perlu mengumpulkan cukup pesanan untuk mengirim panel, pesanan akan memakan waktu sekitar dua hingga tiga minggu untuk kembali ke pelanggan. Tetapi, terlepas dari kendala, ruang desain dari apa yang mungkin luar biasa, dan harga rendah membuat waktu tunggu tambahan sepadan untuk proyek-proyek penghobi.

Pada tahun-tahun berikutnya, produsen lain tertangkap, terutama di Cina. Dan sepertinya ras-ke-bawah untuk menawarkan papan sirkuit kuantitas tunggal termurah. Untuk pertama kalinya, penggemar elektronik dengan anggaran dapat menggunakan proses manufaktur yang sama dengan para profesional. Sekarang, nama-nama seperti JLCPCB, PCB kotor, lihat studio, dan PCBWay cukup umum di antara komunitas peretas ini.

Prototipe sebagai layanan

Banyak dari kita tahu kisah di atas. Heck; Kami hidup melewatinya! Tapi itu tidak berhenti di situ. Bahkan, sesuatu yang serupa terjadi di domain lain. Layanan manufaktur lain membuka pintu mereka ke prototipe satu kali yang digunakan untuk memerlukan pesanan minimum yang lebih tinggi, dan hasilnya adalah bahwa hackerspace terdekat Anda dapat sepenuhnya virtual di mana bagian diperintahkan dan dikirim ke depan pintu Anda.

Perlu bertanya: Di mana ini terjadi? Saat ini, kami melihat opsi-opsi ini muncul dari proses manufaktur yang dikendalikan komputer 2D seperti pemotongan laser, pengaliran air, dan routing CNC 2D. Tema umum? Masing-masing proses ini menggunakan alat yang beroperasi pada lembaran besar bahan saham. Hasilnya adalah bahwa, dengan beberapa pra-pemrosesan hulu, batch pesanan dapat dikonsolidasikan ke lembaran yang sama – seperti yang dilakukan OSH Park. Secara teori, trik ini dapat meluas ke proses manufaktur apa pun di mana perangkat lunak dapat menyatukan pesanan agregat ke dalam proses batch.

Saat ini, pesanan batching ke lembaran bahan saham bersama membuat banyak akal. Tetapi, dengan beberapa pekerjaan, adalah mungkin untuk memperluas konsep ini ke proses lain. Sementara itu, saatnya untuk memanfaatkan kemampuan proses tambahan yang dapat dikirim ke depan pintu kami untuk sebagian kecil dari harga aslinya.

Para pemain

Mari kita ambil tur cepat siapa yang memberikan lajang yang diproduksi langsung ke depan pintu Anda. Saya berpikir bahwa pembaca kami akan terbiasa dengan Shapeways untuk SLS 3D Printing dan Ponoko untuk pemotongan laser, jadi saya akan menghindari mereka untuk menyoroti beberapa penawaran up-dan datang lainnya.

Laser-Cutting: Sendcutsend

Pemotong laser untuk memotong logam adalah alat yang luar biasa, tetapi alat itu sendiri dapat mengambil jejak yang signifikan di garasi rumah – belum lagi membuat penyok substansial dalam gaji kami! Alih-alih memasang pemotong laser logam dan belajar bagaimana menggunakannya sendiri, saya sudah mulai memilih opsi di katalog Sendcutsend.

Untuk kumpulan item singkat yang saya mulai memesan dari sendcutsend, saya sudah memiliki bagian yang dikirim kembali kepada saya awal minggu berikutnya. sebagian besar bagian logam dari sendcutsend arriVe secara default dengan tepi kasar yang khas, tetapi saya telah melunakkan tepi itu dengan beberapa menit wol baja dan minyak siku. Terlebih lagi, lubang yang terbuat dari garis aluminium sendcutsend dipotong dengan cukup tepat sehingga saya dapat mengetuk lubang dengan utas M3x0.5. Dan jika Anda terutama malas, sendcutsend bahkan akan melakukan proses penyadapan untuk Anda.

Akhirnya, perlu dicatat bahwa sendcutsend menerapkan kompensasi kerf ke semua bagian potong laser mereka. Itu berarti Anda dapat mengirim file DXF yang ukuran yang tepat dari bagian Anda dan proses pembuatan akan menyesuaikan sedemikian sehingga bagian-bagian dipotong sedekat mungkin dengan ukuran nominal. Jika Anda biasanya bekerja dengan pemotong laser dari toko atau sekolah setempat, ini adalah kenyamanan yang cukup besar karena kami biasanya harus mengimbangi geometri DXF untuk menjelaskan ukuran spot pemotong laser.

Saya akan menyebutkan: harga minimum untuk bagian dari sendcutsend adalah $ 30, tetapi saya bisa mendapatkan batch 10 bagian di atas yang dibuat tanpa kenaikan harga.

Routing CNC serat karbon: cncmadness

Untuk pembangun Quadcopter di luar sana, bagian serat karbon adalah saus rahasia untuk membuat bingkai terbang yang kokoh yang ringan dan kaku. Sayangnya, lembar serat karbon komposit cutting laser adalah out-of-the-pertanyaan karena lembaran ini akan memuntahkan asap jahat dari lem yang terbuat dari lem. Pemesinan Seprai ini juga tidak hanya sulit, karena serat karbon makan melalui alat pemotong normal seperti amplas, itu juga berbahaya karena puing-puing yang terbuat dari memotong seprai ini bisa berbahaya untuk bernafas. Sejak memotong bahan eksotis ini di rumah sulit di terbaik, bukankah itu hebat jika kita bisa memesan bagian-bagian ini sebagai layanan yang ramping?

Masukkan cncmadness. Saya telah menggunakannya selama bertahun-tahun untuk semua jenis piring khusus dari berbagai ketebalan. Biasanya, saya akan meraih serat karbon saat menabung adalah pertimbangan desain utama. Tetapi kisaran harga cncmadness sangat baik, saya akan menemukan diri saya meraih serat karbon bahkan ketika berat badan tidak masalah. Pada pesanan tipikal, saya biasanya akan mendapatkan bagian (dipesan dari AS) dalam minggu depan setelah memesan.

Piring serat karbon 6mm memberikan pemotong laser saya untuk membangun beberapa framing.
Akhirnya, perlu disebutkan: Tidak seperti aluminium, yang dapat dikerjakan ulang dengan alat-alat tangan dan bahkan didaur ulang untuk memo, komponen serat karbon lebih banyak dari kesepakatan satu tembakan. Jika saya menemukan kesalahan desain, bagian-bagian ini pergi ke tempat sampah, jadi saya biasanya mencoba untuk menjaga pikiran itu di benak saya sebelum menekan tombol “beli”.

Layanan manufaktur lainnya:

Beberapa pemain berikutnya menawarkan sesuatu yang baru atau cukup ceruk. Namun demikian, untuk kelengkapan, mereka masih patut disebutkan karena mereka mengisyaratkan di mana layanan prototipe dapat tumbuh di masa depan.

Resin 3D Printing: PCBWAY
PCBway sedang bercabang dan sekarang menawarkan berbagai layanan pencetakan 3D, termasuk penawaran resin yang jelas. Meskipun masih awal, beberapa hasilnya mulai muncul di Twitter, dan kasusnya menarik untuk mencobanya. Untuk produsen yang mendapat namanya di papan sirkuit pembuatan lanskap hobi, senang melihat mereka bercabang sementara itu juga mengisyaratkan bagaimana hubungan kami dengan layanan prototyping berubah.

Kredit Gambar: @pcbayofficial

Kredit Gambar: @pcbayofficial

Cetakan injeksi volume rendah dari igus
Kredit Gambar: igus
Cetakan injeksi umumnya memiliki biaya ke atas yang luar biasa untuk pembuatan cetakan. Tetapi igus menawarkan cetakan cetak 3D yang terbuat dari salah satu polimer khusus mereka yang secara signifikan mengurangi keausan pada cetakan dan dapat digunakan untuk volume yang lebih rendah dengan biaya ke atas-depan. Proses kutipan terlibat, tetapi layanan ini mungkin merupakan sumber daya yang berguna untuk disimpan di saku belakang Anda.

Make-It-Quick Tradeoffs

Sama seperti osh park, layanan di atas membuat beberapa pengorbanan untuk menjanjikan penawaran bagian ekonomi yang cepat. Tapi, tentu saja, dalam banyak kasus, pengorbanan itu tidak masalah. Namun demikian, ada baiknya eksplisit tentang tiga opsi yang dikorbankan: desain inspeksi, spesifikasi dan toleransi.

Inspeksi desain

Pertama, kami kehilangan inspeksi desain. Dengan layanan manufaktur yang mahal, manusia biasanya akan memeriksa pesanan Anda untuk memastikan apa yang Anda miliki untuk membuatnya bebas dari kesalahan yang mencolok. Di awal karir teknik saya, saya memiliki House Majikan Majikan saya, silakan tunjukkan beberapa kesalahan yang mencolok dengan desain PCB saya, yang terburuk di antaranya membiarkan beberapa teks yang dicetak mendarat di lapisan tembaga alih-alih lapisan silkscreen. Seandainya mereka membuat papan saya seperti itu, saya akan menunggu dua minggu untuk seribu dolar untuk coaster yang tidak berguna dan mungkin bos yang kesal.

Dengan layanan prototipe berbiaya rendah baru ini, tidak mungkin manusia akan melakukan intervensi untuk memberi tahu kami apa yang salah dengan file desain kami. Itu hanya akan dibuat apa-apa. Yang mengatakan, bahkan jika kita memesan beberapa aluminium memo, biaya melakukan kesalahan pertama kali jauh lebih murah. Heck, Le.t saja kita bisa membuat iterasi desain yang lebih.

Spesifikasi khusus

Pada harga kecepatan, layanan ini mengorbankan spesifikasi. Artinya, kita tidak mendapatkan semua pilihan yang tersedia untuk kita bahwa kita seharusnya mendapatkan ketika mengutip dengan sebuah toko mesin yang lebih tradisional. antara pengorbanan ini, kami kehilangan pada bahan khusus, permukaan selesai, pelapis, perawatan panas, dan tugas pasca-pengolahan lainnya seperti deburring tepi tajam. Jika kita mencari toko-toko ini, kita mungkin tahu tentang tradeoff ini sebelumnya, tapi itu layak membuat eksplisit. Akhirnya, jika ada beberapa teknik pengolahan pasca khusus yang Anda butuhkan tetapi tidak melihat ditawarkan, menjangkau mereka. Mereka mungkin bersedia untuk membuat pengecualian untuk Anda untuk biaya. dan dengan cukup orang bertanya, mungkin menjadi spesifikasi berikutnya mereka menggelar.

toleransi

Akhirnya, kami memiliki kelebihan dalam toleransi dimensi. yang satu ini adalah jauh tradeoff penting yang paling untuk dipertimbangkan. Realitas yang menyedihkan tentang bagian-bagian mesin adalah bahwa mereka tidak akan pernah dimensi yang tepat yang menentukan file kita. Sebagai desainer, kita perlu merancang untuk permainan kata-kata ini, memastikan karya desain kami pada rentang kecil penyimpangan ukuran yang disebut toleransi dimensi.

Dengan toko mesin high-end, toleransi dimensi hanya spesifikasi. Anda dapat menentukan bagaimana sebenarnya bagian dimensi perlu, dan toko akan mencoba untuk membuat bagian dalam mereka toleransi, meningkatkan harga untuk spesifikasi ketat. tapi dengan layanan murah ini, kita tidak bisa menentukan bagaimana sebenarnya bagian dimensi kami akan. Sebaliknya, mereka akan baik daftar yang cukup toleransi kasar muka, atau akan tidak daftar setiap toleransi manufaktur sama sekali.

Tanpa toleransi dimensi, kita memiliki dua pilihan. karena sebagian besar proses yang terbuat dari mesin CNC, kita mungkin bisa mengharapkan toleransi relatif wajar antara fitur tetapi toleransi sedikit kasar pada orang-fitur sendiri. Dengan kata lain, jarak antara dua lubang mungkin cukup ketat, tetapi ukuran lubang mungkin sedikit terlalu kecil atau terlalu besar. Salah satu pilihan di sini adalah untuk hanya hidup dengan toleransi kasar ini sebagai-adalah dan desain di sekitar mereka sehingga mereka tidak peduli.

Jika bagian dimensi ketat melakukan hal, pilihan berikutnya adalah untuk melakukan di rumah post-processing. Misalnya, jika kita ingin memastikan toleransi ketat pada lubang kecil, kita bisa memesan komponen dengan lubang terlalu kecil dan kemudian bor mereka di rumah diri kita sendiri untuk spesifikasi lebih ketat. pilihan ini tidak selalu praktis, meskipun. Sementara itu mungkin murah dan mudah untuk mengebor lubang dari aluminium, pengolahan bahan posting seperti serat karbon bisa jauh lebih praktis karena memerlukan alat khusus karbida dapat mengebor melalui tanpa cepat menumpulkan mata bor.

Akhirnya, layak untuk dicatat bahwa ketebalan dan kerataan toleransi juga tidak spesifikasi yang tersedia dengan layanan murah ini baik. Itu sangat penting untuk laser-cut bagian plastik di mana proses laser cutting bagian benar-benar dapat menyebabkan itu untuk warp atau keriting ke atas sedikit. Semua yang mengatakan, setelah kami tahu tentang keterbatasan ini, kita dapat menempatkan mereka untuk menggunakan dengan cara yang konsisten menghasilkan bagian-bagian yang memenuhi harapan kita.

Dimana Kami Datang Dari; Dimana Kami Pergi

Sayang! Saya PCB etsa keterampilan telah dimasukkan untuk beristirahat sejak 2013.
Sekitar satu dekade lalu, sepertinya memahami proses kotor etsa PCB di garasi Anda dengan bahan kimia jahat akan membuat Anda hacker paling keren di blok. namun kini bagian paling kotor dari kerajinan pembuatan papan sirkuit telah digantikan dengan proses pemesanan yang terlalu nyaman untuk mengabaikan. Apa mungkin telah garasi sihir telah direduksi menjadi beberapa klik saja. tapi hasilnya telah terjadi ledakan proyek hardware yang semua bergantung pada apa yang digunakan untuk menjadi proses baik komersial atau butik bagi mereka dengan uang atau kesabaran.

Itu layak bertanya: bagaimana hubungan kita dengan desain hardware akan perubahan seperti yang kita mulai untuk memanfaatkan layanan ini untuk kami setelah-jam