Intégrez vos outils ECAD au logiciel de conception mécanique

Zachariah Peterson
|  Created: July 14, 2019  |  Updated: April 24, 2020

La communication entre les équipes ECAD et MCAD peut ressembler au jeu du téléphone.

Avez-vous joué au téléphone quand vous étiez enfant ? Chaque fois qu’un message revient à son expéditeur, il a été modifié et génère des problèmes de communication successifs. En finalité, l’idée initiale est largement modifiée ou totalement perdue. Le même phénomène de distorsion des messages se produit lorsque les équipes de conception mécanique et électrique sont scindées en différents groupes. La collaboration s’effrite et les communications deviennent difficiles. L'équipe mécanique ne sait pas ce que fait l'équipe électrique, et vice versa.

Actuellement, vous avez probablement des difficultés à vous souvenir de la dernière fois qu'un nouveau produit purement mécanique a été lancé. La collaboration au sein d'une équipe de conception électrique est indispensable pour assurer une conception moderne de circuits imprimés, tandis que la collaboration entre les concepteurs électriques et mécaniques est essentielle pour la création d'un produit complet. Les méthodologies disparates utilisées par chaque groupe de concepteurs convergent enfin grâce à des outils logiciels appropriés, capables de créer un flux de travail cohérent et homogène.

Design électrique et mécanique : Une histoire de collaboration

Les parties électriques et mécaniques typiques de la conception d'un produit commencent par différentes voies de développement dans différents programmes. Lorsque le circuit imprimé est presque terminé, il devient nécessaire de vérifier qu'il s'insère dans son boîtier. Commence alors un processus itératif qui permet aux concepteurs mécaniques et électriques d’apporter de petites modifications à l’agencement du circuit imprimé et à la conception du boîtier afin d’intégrer leurs exigences respectives.

Ce processus inclut évidemment des itérations inutiles pour modifier la conception. Elles retardent d’autant la fabrication et la mise sur le marché. Dans certains cas, des désaccords entre les deux groupes de concepteurs peuvent n’apparaître que lorsque vous recevez les cartes après leur prototypage. Dans le pire des cas, une modification mécanique pourrait inhiber complètement la fonctionnalité électrique souhaitée.

Par exemple, des trous de montage ne sont pas correctement alignés, des cadrans ou des boutons ne correspondent pas avec les emplacements prévus sur le panneau avant, ou le circuit imprimé ne peut tout simplement pas entrer dans son boîtier. Tous ces problèmes proviennent du manque de communication entre les concepteurs électriques et mécaniques. Un concepteur mécanique a pu effectuer un changement de dernière minute au boîtier sans informer les concepteurs de circuits imprimés, ou un concepteur de circuits imprimés a échangé un composant sans consulter le concepteur mécanique, et le circuit imprimé ne correspond plus à l’encapsulage prévu.

Wireframe for a robotic arm

La robotique est un domaine qui nécessite des logiciels de conception électrique et mécanique de haute précision.

Considérations nécessaires pour réussir la conception de vos produits

Les concepteurs électriques et mécaniques voient déjà la valeur de ce type de collaboration. Selon une enquête réalisée en 2018, 83 % des ingénieurs (N = 265) reconnaissent la valeur d'une meilleure intégration entre les logiciels de conception électrique et mécanique. Au minimum, cela élimine d’inutiles réunions entre concepteurs pour étudier les besoins de chaque équipe, et cela peut éviter une opération de prototypage bâclée.

De nombreuses exigences importantes de la conception électrique peuvent avoir des solutions mécaniques. La mise à la terre du châssis, la sécurité ESD et la protection électromagnétique sont trois aspects électriques essentiels qui sont intimement liés à la conception mécanique. Pour satisfaire les trois exigences électriques sans violer aucune des contraintes mécaniques, le boîtier métallique doit être conçu avec rigueur et précision.

La gestion thermique est un autre aspect de la conception mécanique lié à la conception et à l’agencement des circuits imprimés. Un boîtier doit avoir une certaine masse thermique pour éviter qu’il surchauffe pendant son fonctionnement. Cet aspect est particulièrement important pour les appareils portables. Lorsque le refroidissement est du type actif, le boîtier doit autoriser un débit d'air suffisant pour abaisser la température des composants actifs jusqu’à un niveau sûr.

Engineer using mechanical design software

Il n’est pas nécessaire que les concepteurs mécaniques soient isolés des concepteurs de circuits imprimés.

Les points énumérés ci-dessus ne sont que quelques exemples de la valeur apportée par les logiciels de conception électrique et mécanique intégrés. L'amélioration de la collaboration et de la communication entre les membres de l'équipe est probablement la plus grande valeur générée par les logiciels intégrés.

Collaboration améliorée avec des logiciels de conception électrique et mécanique

Pour concevoir des produits électroniques avec des boîtiers mécaniques complexes, les concepteurs électriques et mécaniques doivent communiquer régulièrement entre eux pour que le produit final fonctionne selon les attentes et conformément aux normes. Réunir les compétences dans un même site n’est que la première étape de la communication. Elle exige de véritables outils de collaboration pour échanger des informations cohérentes entre tous les membres de l’équipe de conception.

Avec la plateforme ECAD appropriée qui s'intègre directement au logiciel de conception mécanique, votre équipe pourra concevoir des produits en appliquant une stratégie holistique et collaborative. Les concepteurs peuvent visualiser un modèle mécanique de leur circuit imprimé sur leur plateforme de conception électrique et avec leur logiciel de conception mécanique. Cette stratégie élimine les erreurs de tolérance et de positionnement des composants, elle facilite l’identification des modifications nécessaires dans les boîtiers et, plus important encore, elle donne aux concepteurs mécaniques et électriques la possibilité de voir leurs données de conception respectives. Elle assure donc un plus haut niveau de compatibilité entre les parties électrique et mécanique d'un nouveau produit.

Travailler sur ce type de plateforme permet aussi aux concepteurs d'adapter un circuit imprimé pour l'utiliser avec des systèmes de fabrication complémentaires. Ces systèmes ont besoin des instructions d'impression spécifiques fournies par un logiciel de conception mécanique. Vous devrez donc importer un modèle mécanique de votre conception dans votre plateforme MCAD pour générer les instructions d'impression nécessaires. Cette plateforme intégrée vous fait gagner un temps considérable : vous pouvez concevoir la partie mécanique, la partie électrique et les instructions d'impression dans un seul environnement.

Si vous souhaitez bénéficier d'un flux de travail unifié qui intègre les outils ECAD et les logiciels de conception mécanique, vous pouvez utiliser Altium Designer et les fonctionnalités de collaboration MCAD offertes par Altium Concord Pro. Votre équipe pourra ainsi exploiter un ensemble complet d'outils pour concevoir le schéma électrique d’un circuit imprimé et son boîtier. Les fonctions de gestion des données d'Altium Concord Pro® combinent en un seul programme la visibilité en temps réel sur la chaîne d’approvisionnement et des informations sur l'obsolescence.

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Zachariah Peterson possède une vaste expérience technique dans le milieu universitaire et industriel. Avant de travailler dans l'industrie des PCB, il a enseigné à la Portland State University. Il a dirigé son M.S. recherche sur les capteurs de gaz chimisorptifs et son doctorat en physique appliquée, recherche sur la théorie et la stabilité du laser aléatoire. Son expérience en recherche scientifique couvre des sujets tels que les lasers à nanoparticules, les dispositifs électroniques et optoélectroniques à semi-conducteurs, les systèmes environnementaux et l'analyse financière. Ses travaux ont été publiés dans diverses revues spécialisées et actes de conférences et il a écrit des centaines de blogs techniques sur la conception de PCB pour de nombreuses entreprises. Zachariah travaille avec d'autres sociétés de PCB fournissant des services de conception et de recherche. Il est membre de l'IEEE Photonics Society et de l'American Physical Society

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