设计库

当今电子产品中对印刷电路板的需求日益增加，这推动了设计师和工程师不断追求微型化、提升性能能力以及缩短开发时间框架，改变了PCB的构思和实现方式。在这样一个高需求的环境中，传统的设计工具已经达到了极限，这就需要一种变革。为了应对这一需求并将行业转向更高效的方法论，开发者们提出了产品生命周期管理工具，这些工具从根本上改变了PCB设计体验，并增强了设计和工程能力，以创建高质量、高性能的电路板。 协作工作的中心化枢纽 在PLM之前，PCB设计数据常常存在于孤岛中，分散在文件服务器和个人工作站上。不幸的是，这种碎片化的方法导致了寻找信息的时间浪费、版本控制问题，以及工程师使用过时数据造成的潜在错误。产品生命周期管理为所有设计数据建立了一个真理的单一来源，从原理图和布局到物料清单（BOMs）和 3D模型。该系统首先是一个中心化的仓库，无论工程师的位置如何，都能够实现实时访问和协作；设计团队可以同时在PCB的不同方面工作，并更高效地迭代想法，安心地知道每个人都在同一页面上。这种协作环境转化为更快的设计周期、更少的错误，以及提升所有相关方整体生产力的凝聚力水平。 自动化重复的数据管理任务 电子设计和工程团队很快就会发现，一旦他们的团队增长到需要统一工作流程和管理结构的程度时，就需要PLM系统。PLM系统提供了一个框架来强制执行数据管理结构，这是许多成长中的公司直到出现问题之前常常忽视的一个方面。PLM系统独特的重要方面是，数据结构和工作流程可以定制和自动化，以适应公司的流程。这种节省时间的做法为工程师打开了大门，使他们能够专注于提高公司市场产品的质量性任务，如电路性能的优化、对新兴技术和组件的研究，或者可能是完成复杂的设计挑战。 变更管理：使决策更加明智 PCB设计过程本意是线性的，但实际上由于审查和需要的修订，设计周期可能变成循环。在整个过程中，随着工程师完善设计并解决设计师忽视的未预见挑战，变更和修订是不可避免的；PLM在管理这些变更方面表现出色，因为它提供了全面的审计追踪，跟踪对设计所做的每一个修改。这样的效率帮助工程师理解PCB的演变，协助他们看到某些变更如何影响不同的组件，并准确指出任何潜在问题的来源。这种透明度水平帮助公司确保他们为团队赋能高质量知识，这导致较少的成本高昂的错误或返工，因为工程师可以就设计修改做出明智的决定，并确保其他利益相关者了解最新的设计迭代。 设计与制造之间的鸿沟 —— 已桥接 产品生命周期管理不仅仅局限于设计阶段，它充当了设计和制造世界之间的桥梁。通过与制造系统的集成，PLM促进了从设计到生产的平滑过渡，并帮助制造工程师直接从集中系统获取准确和最新的设计数据。许多公司发现，这在很大程度上消除了手动数据输入的需要，并减少了随之而来的错误风险，这些错误历史上已经对制造过程造成了重大的、及时的中断。如果您的公司打算减少生产延迟，提高 首次通过率（FPY），并降低与制造相关的成本，那么简化这种数据流动非常重要。 超越PCB的产品开发 PLM不仅仅专注于为一个工程学科提供数据治理功能。就像更广泛的产品开发一样，PLM系统关注系统级别的产品数据，并在工程学科之间天然地建立桥梁。PLM系统允许存储和管理广泛的产品数据，包括但不限于机械设计、定制固件、定制软件、线束和电缆组件等等。PLM系统还允许将产品的每个部分链接到其环境影响评估、制造过程细节以及相关利益相关者的服务信息。这是一个综合数据仓库，将产品的组件和数据编译到一个位置，完备了工程团队需要的数据跟踪和 版本控制功能。 PCB设计专业人员的战略转变 PLM对PCB设计的影响标志着公司，尤其是工程师们在创造过程中方法的战略性转变。像其他行业一样，促进协作环境、自动化以及提供全面、集中的数据仓库帮助他们从战术执行者转变为不被行政任务和其他此类琐事拖累的战略创新者。这种方法允许工程师将他们的专业知识专注于新技术的探索和性能指标的优化，并推动突破以前认为不可能的界限——这种转变导致了下一代PCB的创造。 在一个上市时间和产品差异化至关重要的行业中，PLM为工程师配备了他们需要的工具——以及他们需要的敏捷性和效率——以获得显著的竞争优势。随着电子技术未来的展开，PLM有望保持作为技术的基石，推动工程师实现新的成功高度，并塑造不仅是PCB行业，还有我们日常生活中将会看到的电子设备。

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3D打印技术为电子设计师提供了改善其开发流程、制作产品模型乃至为生产设备创建定制部件的绝佳机会。然而，3D打印机的好处不止于此；它们在设计过程中还可以扮演另一个同等重要的角色，即帮助你组织电子实验室空间，让你能够更聪明地工作。 实验室空间问题 典型的 电子实验室空间将充满工具、半成品项目、备用零件、随机组件以及大量的电缆和线材。虽然这些都是必需品，需要放在那里，但往往很难找到放置所有东西的地方，以便下次需要时能够再次找到。对于一个偶然的观察者来说，可能看起来是一团杂乱无章的混乱，但这实际上是一种遵循熵的科学原理，慢慢演变而成的高度有序的混乱。 从混乱中创造秩序的关键是拥有放置一切的地方，一个适合您特定需求的存储解决方案，且这个解决方案能够随着您的实验室发展而进化。您开始的每一个新项目都将不可避免地带来新的组件，有时还有新的工具。随着您启动更多项目，您的存储和组织需求将会更快地增长。答案是一个您可以随时添加新元素的定制存储解决方案。答案是利用您的3D打印机的力量；您已经拥有解决组织问题的能力，那么为什么不充分利用呢？本文将分享一些技巧和资源，帮助您开始。 使用3D打印机进行存储解决方案 3D打印机现在是电子开发常用的资源，得益于它们的多功能性、实用性，以及近年来的负担得起的价格。3D打印机现在购买起来相对便宜，同样重要的是，它们消耗的原材料容易获得且价格合理。这些优势使得从业余爱好者到小企业和制造商都能使用它们。 如果您还没有购买您的第一台3D打印机，有几种流行的类型非常适合任何电子实验室。最常见的类型是丝材打印机，本质上是受计算机控制的热熔胶枪。这些打印机通过吸入连续的塑料丝材，丝材在打印头处熔化，允许精确放置以堆积材料层，这些材料层在沉积后固化。层从底部向上堆积，形成3D对象。丝材打印机的一个关键优势是可用材料的范围，这些材料为用户提供不同的机械属性和颜色。这允许您在不同的工作之间或甚至在打印过程中中途更换材料，以改变颜色或生产具有不同属性的对象。 第二种最常见的打印机类型使用液态树脂，通过紫外线（UV）光固化打印材料。这些打印机类型可以使用UV激光束在精确点选择性地固化树脂，或使用光罩仅将树脂槽的选定区域暴露于广域UV光下。 基于粉末的3D打印机 使用粉末的各种打印机，通过使用单独的打印头施加粘合剂或激光源的热量来使粉末在所需区域固化，是可获得的。虽然这些类型的打印机在材料类型的灵活性上具有最大的优势，以优化机械性能和表面完成度，但它们属于成本较高的范畴，通常不会在业余爱好者和小型企业的小型实验室环境中找到。 丝材3D打印机 过去12年的个人经验发现，丝材打印机在小型实验室环境中提供最佳性能。使用树脂打印机时，遇到的问题包括打印物体在后固化过程中略微翘曲，以及最终产品过于脆弱。丝材打印机生产的产品质量更高，机械性能更好，适用于设备控制和此处讨论的定制存储设备等组件的应用。然而，最近在材料方面的进步使树脂打印机变得更具吸引力。它们可能在不久的将来在实验室工作的适用性上与丝材打印机相当，甚至超越。请关注此处的更新，了解3D打印技术的最新发展。 如果在实验室工作中使用丝材打印机，推荐的打印材料是聚乙烯对苯二甲酸乙二醇改性，简称PETG。PET是一种常用的热塑性聚合物树脂，属于聚酯家族，广泛用于从服装到食品容器和水瓶的制造。PETG变种的熔点较低，使其非常适合于注塑和片材挤出。这些属性也使其非常适合用于3D打印机中的丝材挤出。 PETG丝材以小卷形式供应，可送入打印机头部。 这种材料非常适合实验室打印的关键原因是它具有非常低的热膨胀系数，意味着打印部件在冷却过程中尺寸保持稳定，维持正确大小。额外的好处是，该材料相对便宜，并且在固化时保持机械灵活性，使其对于不需要极度刚性的应用非常耐用。这种耐用性非常适合实验室空间组织，因为材料可以处理日常操作，当你取出工具和组件并希望完成后记得放回时。 3D打印存储部件的想法 3D打印机可以生产您需要的任何存储部件；您只需要有想象力来构思您需要的东西，以及将这些想法转换成打印机能理解的设计文件的应用程序。我在我的存储解决方案中使用以下部件，并将其作为改善实验室空间组织的建议提供。所有3D打印元素的设计文件都可以在 Thingiverse和 Printables资源上找到，因此您可以按原样使用这些文件，或根据自己的需要进行调整。如果您使用了设计文件，别忘了告诉我您的使用情况以及有关如何改进设计的任何建议。