Carcasa para un dispositivo electrónico: cómo diseñarlo y fabricarlo en China

_{Parece fundición en frío en un molde de silicona (el molde está en la foto de la derecha). El equipo hecho de silicona es más barato que el metal, pero solo es adecuado para un par de docenas de ciclos, entonces la forma se puede desechar}

Todo ingeniero y tecnólogo sabe que un proyecto nunca funciona al 100% según el plan. Incluso si se prevén posibles riesgos, aún es necesario en algún momento actuar de acuerdo con las circunstancias reales y no de acuerdo con el plan. Especialmente si está haciendo algo por primera vez, trabajando con un contratista de un entorno cultural diferente que está a miles de kilómetros de distancia.
Con la experiencia de situaciones no planificadas se vuelve mucho menos.

Durante siete años en Habré, hablamos sobre todas las etapas de la creación de nuevos dispositivos para el mercado de la electrónica: desde la idea hasta el lanzamiento de la producción en masa. Esta vez nos centraremos en el diseño y la fabricación de cajas en China, señalando las dificultades que pueden esperar en el camino hacia un nuevo producto.

1. Desarrollo del diseño de viviendas.

Los diseñadores industriales y los diseñadores creen que el diseño de la carcasa es el componente principal del nuevo dispositivo, porque es por eso que se compran los dispositivos. Vi, quise, compré, lo uso. Por supuesto, los ingenieros y programadores que trabajan en la funcionalidad del producto podrían discutir eso. :-)

En el proceso de desarrollo del diseño y construcción del caso, muchas restricciones se tienen en cuenta de inmediato:

• deseos del cliente;
• propósito del producto;
• alcance y condiciones de uso;
• facilidad de uso;
• Peticiones de los consumidores.

Al principio, los diseñadores están trabajando en muchas opciones, generalmente al menos 5-7 direcciones diferentes, de las cuales se eligen 2-3 de las más interesantes para demostrar al cliente o al grupo de trabajo del proyecto.

Como cliente, puede tener muchas ideas que desee implementar en su producto, pero no siempre se pueden combinar debido a limitaciones técnicas de producción o contradicciones estéticas. Los diseñadores experimentados tienen en cuenta que tomará aproximadamente la mitad del tiempo de todo el proyecto discutir y finalizar varias soluciones de gabinete. Negociaciones, llamadas, correspondencia - personal, junto con el diseñador, con el gerente del proyecto. La coordinación a veces es más difícil que el proceso de diseño en sí, pero esta es una parte normal del proyecto. Necesitas estar preparado para esto.


_{Bocetos de iPhone. Autores: Jonathan Ive y el equipo de diseño de Apple. Fecha desconocida}

En paralelo (¡necesariamente en paralelo!) Un diseñador está conectado al desarrollo del diseño. Él aterriza un vuelo de los pensamientos del diseñador a los requisitos reales de la tecnología de producción. Si deja al diseñador solo consigo mismo, el tiempo de desarrollo puede retrasarse: el diseño se ha desarrollado, acordado, reconciliado y super, y ya no es posible producir el producto por moldeo por inyección sin un ajuste significativo de la apariencia. :( Y tienes que comenzar el proceso nuevamente.

2. Desarrollo del diseño de la vivienda.

Supongamos que tomamos el camino correcto e inmediatamente después de acordar el diseño, comenzamos a modelar en 3D el producto y sus componentes. Un diseñador, o varios diseñadores, dependiendo de la complejidad y composición del producto, utilizando varios sistemas CAD, encarnan los bocetos del diseñador.

En el proceso de desarrollar modelos informáticos del caso y un estudio más detallado de cada detalle, puede aparecer (¡y aparece!) La necesidad de pequeños ajustes de diseño. Los diseñadores proporcionan pendientes de inyección, proporcionan un espesor de pared uniforme y el diseño correcto de las esquinas. Ya hablamos sobre estas sutilezas en un artículo sobre moldeo por inyección .

Un buen diseñador también acepta con el cliente todos estos cambios para la fabricación de la producción, de modo que no haya malentendidos durante la aceptación.


_{Dibujos iPhone 5, imagen de Apple Inc.}

Al desarrollar el caso, es importante no perderse la etapa de modelado por computadora de los procesos físicos: verificar la confiabilidad y los defectos de la fundición .

Luego, con los modelos 3D y los dibujos de productos en mano, puede enviarlos a posibles contratistas en nuestra querida China para estimar el costo de producción. Pensando un poco, agregando su margen, envían ofertas de placer, que a menudo difieren significativamente. Esto sucede porque el contratista es diferente del contratista, y alguien realmente hace cosas de alta calidad de manera costosa, y alguien no hace cosas de muy alta calidad, pero también es costoso.


_{Stand de demostración típico con muestras de productos en un fabricante chino de cajas de plástico}

¿Cómo hacer una elección? Confíe en su propia experiencia y la de otras personas trabajando con contratistas, analizando ofertas anteriores de productos similares o similares, comparando los tiempos de producción.

Cuando se selecciona el fabricante del caso, puede firmar un contrato de suministro. En la misma etapa, puede estimar el costo de fabricación de un cuerpo prototipo.

3. Creación de prototipos: producción de un prototipo de vivienda.

Antes de hacer un prototipo costoso, debe hacer modelos de productos 1-2-3 para asegurarse de que realmente obtengamos lo que queríamos. Hay diferentes formas de hacer un modelo de caja: se puede cultivar o moler , la mayoría de las veces usan el cultivo FDM como la mejor opción de costo, tiempo y resultado.


_{Una fresadora CNC corta un prototipo del cuerpo del caprolon, que también se conoce como poliamida 6}

Solo después de recibir el modelo, tomarlo en la mano, sentir, soltar y presionar los botones físicos, puede comprender la exactitud del diseño elegido. ¿Por qué necesitamos una segunda o tercera iteración? El hecho de que a menudo el primer modelo desarrollado, y a veces el segundo, requiere algún ajuste de acuerdo con los resultados de las pruebas en vivo.

El prototipo del cuerpo, hecho por el método de fresado en una máquina CNC, es prácticamente indistinguible del producto en serie obtenido en la producción industrial. Es decir, tendrá en sus manos una muestra, lista para ser mostrada a compradores, gerentes o inversionistas potenciales.


<sub>Fresadora de pórtico CNC para mecanizado rápido y preciso de piezas en una fábrica en China


Así es como se ve una fresa en una máquina con puertas abiertas. Durante la operación, están cerrados para que las virutas de aluminio no vuelen hacia los ojos y hacia el piso.</sub>

4. Producción de recintos electrónicos en China.

4.1. La elección de materiales y el contrato para la fabricación de equipos.

Para la producción del casco necesita equipo, equipo, materiales y personal de trabajo. El contratista tiene el equipo, porque simplemente lo elegimos, en función de los requisitos técnicos de nuestra producción. Pero los materiales para la producción de partes del cuerpo deben decidirse con anticipación, incluso antes de que se fabriquen las herramientas, porque cada material tiene sus propias características de fundición y funcionamiento, y la contracción volumétrica durante el enfriamiento es especialmente importante para los polímeros. E inicialmente, el molde debe estar diseñado para una cierta gama de materiales para que coincida con las dimensiones finales de la pieza fundida a su dibujo / modelo.

Por lo tanto, el diseño, la construcción y los prototipos están de acuerdo, puede comenzar a fabricar el producto. Todo comienza con el desarrollo y la fabricación de equipos, es decir, moldes - para plástico, moldes de inyección - para aluminio, matrices - para piezas de acero. Estos procesos son bastante largos y costosos, y comienzan con la aprobación y firma de un acuerdo sobre la fabricación de equipos y la producción en serie.


_{El sitio de montaje y mantenimiento de moldes, equipo no utilizado está preparado para la conservación}

El contrato para la fabricación de equipos o para la producción en serie de productos se prepara con mucho cuidado, generalmente en ruso e inglés. Los camaradas de China firman el acuerdo al instante, probablemente viendo solo la cantidad y los términos. Pero si en caso de excesos exige una compensación por un producto de baja calidad, y se le niega debido a la falta de vínculos estrechos o perspectivas débiles para una mayor cooperación, puede olvidarse con seguridad del contrato y de la compensación. Demandar a una fiesta al otro lado de la Tierra no es muy rentable si tienes millones de proyectos ...

Por lo tanto, las empresas maduras y las nuevas empresas sin su propia producción no siempre recurren directamente a los fabricantes chinos, sino que trabajan con ellos a través de los fabricantes por contrato , quienes a su vez eligen a un contratista de la lista de socios de confianza y se ocupan de todos los problemas de organización, incluido el control de calidad y todos Hay riesgos con esto.

También vale la pena considerar que en la etapa de diseño y fabricación de las herramientas, nuevamente puede ser necesario ajustar la construcción y el diseño de la carcasa para garantizar la capacidad de fabricación de la pieza.


_{Taller de fabricación de moldes en una de las fábricas de China. A la izquierda - una sección con equipo, a la derecha - máquinas de metalurgia CNC}

Si trabaja directamente con el fabricante, debe estar interesado regularmente en el estado del proceso de fabricación de la herramienta: es todo a tiempo, si hay algún problema en la fábrica o si logramos cumplir con la fecha límite. No todos los fabricantes chinos monitorean cuidadosamente el tiempo de producción e informan inmediatamente a los clientes sobre demoras y fallas. Si no los revisa usted mismo, existe el riesgo de recibir una respuesta “bu hao isa” de sus contratistas en el momento adecuado en lugar del resultado, es decir. "Lo siento", bueno, así sucedió, en tales circunstancias, no pudimos hacer nada, por lo que las estrellas se encuentran ...

4.2. Obtención de diseños industriales del caso y aprobación de Golden Sample

Después del diseño y la fabricación de equipos, comienza el proceso más emocionante: obtener los primeros diseños industriales y acercarse al objetivo preciado: mantener su producto en serie en manos temblorosas.

Por lo general, no se obtiene una muestra adecuada la primera vez. A menudo, se requiere el refinamiento de ciertos elementos y superficies para que el cuerpo coincida completamente con el aspecto deseado y la sensación táctil.


_{Máquinas de moldeo por inyección para la producción de productos plásticos por moldeo por inyección. Los productos terminados se mueven a lo largo de una cinta transportadora verde}

Dado que China está muy lejos, para optimizar los costos generales, las primeras muestras se estiman a partir de numerosas fotografías y videos detallados. Para una evaluación preliminar de la calidad de esto es suficiente. Señalamos las deficiencias de nuestros camaradas chinos, discutimos y encontramos la mejor manera de resolverlos.

Los defectos son fijos (bajo control vigilante), y obtenemos una segunda iteración de la muestra. Con un estudio exhaustivo de la primera muestra y los pasos correctos para mejorarla, la segunda iteración suele ser totalmente coherente con el resultado deseado. Nuevamente, evalúe el cuerpo de la foto y el video. Si todo está bien, pedimos la entrega de 3-5 muestras para evaluación visual y táctil.

Después de 4-5 días y el despacho de aduana, obtenemos las primeras muestras en serie del caso. Tocamos, tocamos, planchamos, ahogamos (si hay requisitos de resistencia al agua), congelamos, analizamos, evaluamos y buscamos de nuevo, para que podamos seguir mejorando para lograr el resultado perfecto.

Si aparecen comentarios, nuevamente ajustamos el equipo y producimos muestras repetidas. Si todo le conviene, puede demostrarlo de forma segura al cliente, inversor o usuarios potenciales. Cuanto más cerca esté el producto de la etapa final del proyecto, más costoso, más largo y más doloroso será realizar cambios en el diseño y la construcción. Sin embargo, esto es posible.


_{Así es como los botones moldeados buscan cajas de varios dispositivos electrónicos. Los canales de inyección se rompen y las juntas se rectifican.}

Después de todas las iteraciones anteriores, puede realizar un viaje de negocios a un contratista en China. Esto suele llevar varios días sin tener en cuenta el tiempo de viaje. En la fábrica, es necesario imitar completamente el proceso de producción en serie del caso (es decir, trabajar en un lote pequeño) para depurar todas las etapas, obtener y finalmente coordinar la muestra en serie, la llamada Muestra Dorada y el equipo para su producción.

4.3. Producción en serie de cajas

La producción misma de los estuches atesorados para el nuevo dispositivo electrónico se lleva a cabo casi sin su participación. Los contratistas chinos de acuerdo con los términos especificados en el contrato, y solo después del prepago, hacen los componentes del producto y, si es necesario, organizan el ensamblaje.

Necesariamente, como en el caso de los equipos, es necesario monitorear periódicamente el proceso de producción y su cronograma. También debe determinar la frecuencia del control de calidad de los edificios y acordar el envío de información sobre el progreso del proceso de producción. Por ejemplo, hasta el 100% de los productos pueden someterse a un control de apariencia (especialmente si las piezas fundidas se retiran del molde manualmente). El cumplimiento de las dimensiones dadas se verifica cada 200 ciclos del molde. Prueba de resistencia al agua del producto ensamblado: cada 1000 productos, etc.


_{Control de calidad en una fábrica de plástico china.}

Nuestra experiencia muestra que los contratistas chinos tienen sus propios detalles para trabajar con informes de fotos y videos. Las fotos enviadas casi siempre no son de muy buena calidad, aunque técnicamente ahora en cualquier teléfono más o menos decente, la cámara le permite tomar excelentes fotos y videos. Solo después de algunas solicitudes repetidas de fotos y videos, finalmente puede examinar en detalle cualquier defecto o inconsistencia. El cálculo es simple: como no vio el defecto, estos son sus problemas, le enviamos todo, lo miró todo, ¿estuvo de acuerdo en lo que ahora quiere? Así que siéntase libre de solicitar tantas fotos y videos de buena calidad como sea posible.

5. Entrega de un lote de cajas para electrónica y despacho de aduana

Para la entrega de productos terminados, puede utilizar varios modos de transporte, que difieren en costo y tiempo de entrega: aéreo, ferroviario, marítimo y por carretera. También puede usar opciones combinadas. Cada tipo de transporte tiene sus ventajas y desventajas que determinan las posibilidades de su uso. El transporte aéreo es la forma de entrega más costosa, pero también la más rápida.

Los artículos más simples, las muestras, generalmente se envían por servicios de entrega urgente. Lleva un promedio de 3-5 días, excluyendo el despacho de aduana.

Al enviar lotes más grandes, es necesario considerar cuidadosamente la viabilidad del envío por avión, este es el método de entrega más costoso. Sí, no lleva más de 4-5 días, pero el costo es varias veces mayor que la entrega por ferrocarril o mar.
El despacho de aduana significa el despacho de aduana y el pago de los derechos de aduana. La prestación de dichos servicios la realiza un representante de aduanas o un agente de aduanas. Este es un agente que tiene derecho a realizar cualquier operación de despacho de aduanas en nombre y en interés del cliente.

Para comenzar el procedimiento, es necesario presentar al servicio de aduanas todos los documentos que confirman el origen de la carga, sus características y costo.


El despacho de aduana generalmente demora de 1 a 2 días si no se realiza una inspección aduanera adicional (arancelaria y no arancelaria). Después de la liberación aduanera de las mercancías, puede moverse libremente por toda la CEE.

6. Aceptación del producto y resolución de quejas

Los bienes se entregan y despachan. Está feliz de desempacar las cajas y asegurarse de que todo esté en su lugar, todo corresponde a la calidad y cantidad deseada.


_{Diseños industriales de cajas: fundición de dos componentes, una caja con partes incrustadas y una parte con textura de madera, creada por la tecnología de moldeo por inyección con películas (IMD) . A la izquierda hay bolsas con gránulos de plástico que se duermen en la máquina de moldeo por inyección.}

Por supuesto, puede haber algunas inconsistencias. No puede asistir físicamente a la producción y el empaque de todo el lote de productos, por lo que primero debe acordar el procedimiento de aceptación ...

Si trabaja con contratistas en China no directamente, sino a través de un fabricante por contrato, entonces todo es más simple. Si recibe el primer lote, el representante del fabricante del contrato estudiará con usted la serie de casos entregados y compensará todas las deficiencias a su propio costo.Típicamente, la compensación no ocurre en términos monetarios, sino a través de la fabricación y entrega de la cantidad requerida de juegos. Como resultado, los costos de fabricación corren a cargo del contratista en China, ya que es su culpa, y el fabricante contratado paga los costos de transporte si se compromete a entregar el lote terminado de edificios en el lugar correcto del mundo.

Entonces, el lote de productos es entregado, entregado, verificado. Eso es todo!

No, no todos.

Después de la venta del producto, comienza el proceso mismo de operación, que revela todos los momentos ocultos que no fueron previstos en el desarrollo del diseño y la construcción. Si trabajó en el desarrollo usted mismo, estos riesgos recaen en su equipo de proyecto. Si a través de un desarrollador por contrato, él es responsable de corregir el diseño, moldear, reemplazar el material, depurar el proceso, etc. Hasta que tu producto sea perfecto. :-)

Total: existen muchos escollos en el diseño y la fabricación de una carcasa para un dispositivo electrónico, pero todos estos problemas pueden resolverse por completo a través de nuestra propia prueba y error, o con el apoyo de desarrolladores y fabricantes por contrato que asumirán los riesgos y resolverán todos los problemas técnicos y organizativos. preguntas

¡Le deseamos nuevos proyectos exitosos en el mercado de la electrónica! Comparta en los comentarios sus historias de éxito y fracasos hacia sus propios productos. Y estaremos encantados de compartir nuestra experiencia al responder sus preguntas.