快速插入成型降低生产成本

测试电路板是哈里斯公司的一个关键过程，哈里斯公司是一家领先的政府、国防和商业承包商，专门从事通信、空间和情报以及电子系统。现在，这种测试速度更快，成本更低，获得了该公司自己的商业卓越计划的认可——这一切都得益于Protolabs的插入成型工艺。

总部设在佛罗里达州墨尔本。在美国，哈里斯公司将其产品描述为“从海洋到轨道，以及两者之间的任何地方”。Harris公司的产品和服务包括战术通信、空中交通管理和卫星有效载荷解决方案。哈里斯公司成立于1895年，目前年收入60亿美元，拥有1万多名员工，客户遍布100多个国家。

在资格测试中，电路板要经过几个小时的振动测试，就像“类固醇上的调漆器”，据哈里斯专业应用部门的首席机械工程师迈克尔·默里(Michael Murray)说。默里说:“我们希望通过一系列测试来确保我们的电路板有高质量的制造。”

发展挑战:一个紧迫的问题

默里说，如何将电路板固定在振动测试仪上的大金属板上成为一个反复出现的问题。

加工电路板并将电路板直接连接到电路板上的成本很高，而且加工的连接点不一定与后续测试中使用的不同电路板上的连接点对齐。

默里随后开发了塑料测试夹具，可以固定许多板，并将夹具螺栓固定在振动测试仪上。他利用Protolabs的快速注塑服务来制作固定装置，这些2022世界杯足球赛时间表固定装置可以根据不同板的不同几何形状进行定制。(这些固定装置由Cycoloy制成，默里说哈里斯在一些产品外壳中使用了这种PC/ABS树脂，他说他喜欢它的美学、机械和热性能。)

Murray说，将电路板连接到塑料固定装置上——用直径1到2毫米的螺钉和相应的螺母——被证明是繁琐和耗时的。在测试夹具的凸台上添加螺纹黄铜镶件有所帮助，使技术人员可以单独使用螺钉来固定每块板。

但这需要一个缓慢的第二步，在哈里斯的工厂里用热压机手动安装每个插入件，这个过程被称为热桩。默里说，对于100个电路板的测试运行，这意味着首先要安装500个小插件——一次一个，全部手工。那是在拿出螺丝刀将电路板固定在测试夹具上之前。

“这个过程是劳动密集型的，”默里说。“它使用小螺丝，小插入物，你必须用镊子把它们固定好。在做了几个小时之后，它会变得乏味。”他说，这项艰苦的工作可能需要技术人员几天时间才能完成。随着疲劳的增加，“理智崩溃”有时是正常的。

制造解决方案:插入成型拯救

哈里斯是Protolabs的早期采用合作伙伴，默里渴望成为第一批尝试Protolabs新型快速注塑服务的人，该公司去年应客户要求增加了这项服务。

插入成型包括将预先成型的部件(通常是金属部件)放入模具中，然后向模具中注入热塑性塑料以形成成品部件。金属加强了塑料的机械性能。镶件成型还消除了将镶件安装到成型部件中的二次工艺，如热桩或超声波焊接。

在Harris的案例中，Protolabs的嵌件成型技术使Murray能够在收到这些黄铜嵌件之前，一步就把所有的黄铜嵌件成型成测试夹具——在几十个6 × 6英寸的夹具中，每个镶件上都有20个嵌件。这使得技术人员不必再使用手动热压机单独放置每个插入件。

Murray说:“很明显，从一开始就将插入件模压在部件上对我们来说是一个巨大的优势，因为这些部件随时都可以使用。”

Murray说，另一个优势是在15天内获得插入成型部件，这将Protolabs定位为按需制造商，可以满足他咄咄逼人的时间表。相比之下，传统的铸模机通常需要两到三个月来交付插入成型部件。

Murray说，调整塑料测试夹具的设计只需要进行微小的调整。他根据Protolabs可制造性(DFM)设计分析的反馈，以及与Protolabs工程师的对话，做出了这些改变。