Stampa 3D per l'organizzazione del laboratorio elettronico

La tecnologia di stampa 3D offre ai progettisti elettronici fantastiche opportunità per migliorare i loro processi di sviluppo, produrre mock-up di prodotti e persino creare parti personalizzate per i loro dispositivi di produzione. Tuttavia, i benefici delle stampanti 3D non finiscono qui; possono avere un altro scopo altrettanto importante nel vostro processo di progettazione, ovvero, aiutarvi ad organizzare lo spazio del vostro laboratorio elettronico in modo da lavorare in maniera più intelligente.

Problemi di Spazio nel Laboratorio

Il tipico spazio del laboratorio elettronico sarà pieno di strumenti, progetti a metà completati, parti di ricambio, componenti casuali e molti cavi e fili. Anche se tutto è essenziale e deve essere lì, spesso è difficile trovare posti dove mettere tutto in modo da ritrovarlo la volta successiva di cui se ne ha bisogno. Quello che può apparire come un disordine incontrollabile a un osservatore occasionale è un caos altamente organizzato che si è lentamente evoluto, aderendo ai principi scientifici dell'entropia.

La chiave per creare ordine dal caos è avere luoghi dove mettere ogni cosa, una soluzione di stoccaggio che funzioni per le tue esigenze specifiche e che possa evolversi con il tuo laboratorio. Ogni nuovo progetto che inizi porterà inevitabilmente con sé nuovi componenti e talvolta nuovi strumenti. Man mano che avvii più progetti, le tue esigenze di stoccaggio e organizzazione cresceranno più velocemente. La risposta è una soluzione di stoccaggio su misura che puoi aggiungere ogni volta che hai bisogno di elementi aggiuntivi. La risposta è sfruttare la potenza della tua stampante 3D; hai già la capacità di risolvere il tuo problema organizzativo a disposizione, quindi perché non usarla appieno? Questo articolo condividerà alcuni consigli e risorse per aiutarti a iniziare.

Utilizzare una Stampante 3D per Soluzioni di Stoccaggio

Le stampanti 3D sono ora una risorsa comune utilizzata per lo sviluppo elettronico grazie alla loro versatilità, praticità e, negli ultimi anni, alla loro accessibilità in termini di costo. Le stampanti 3D sono ora relativamente economiche da acquistare e, altrettanto importante, i materiali grezzi che consumano sono facilmente disponibili e a prezzi ragionevoli. Questi vantaggi aprono il loro uso a tutti, dagli hobbisti alle piccole imprese e ai produttori.

Se non hai ancora acquistato la tua prima stampante 3D, ci sono alcuni tipi popolari ideali per qualsiasi laboratorio di elettronica. Il tipo più comune è quello delle stampanti a filamento, essenzialmente pistole per colla a caldo controllate da computer. Queste stampanti funzionano prendendo un rotolo continuo di filamento plastico, che si scioglie nella testa di stampa, permettendo un posizionamento preciso per costruire strati di materiale che si solidificano dopo la deposizione. Gli strati si accumulano dal basso verso l'alto per formare un oggetto 3D. Un vantaggio chiave delle stampanti a filamento è la gamma di materiali disponibili che offrono all'utente diverse proprietà meccaniche e colori. Questo ti permette di cambiare materiale tra un lavoro e l'altro o anche a metà stampa per cambiare colore o produrre oggetti con proprietà variabili.

Il secondo tipo di stampante più comune utilizza una resina liquida che viene indurita usando luce ultravioletta (UV) per solidificare il materiale di stampa. Questi tipi di stampanti possono avere un raggio laser UV per indurire selettivamente la resina in punti precisi o usare una fotomaschera che espone solo aree selezionate del serbatoio di resina a una luce UV di ampia area. 

Stampanti 3D a Base di Polvere

Sono disponibili varie stampanti a base di polvere che utilizzano agenti leganti applicati tramite una testina di stampa separata o il calore di una sorgente laser per solidificare la polvere nelle aree richieste. Sebbene questi tipi di stampanti abbiano la maggiore flessibilità in termini di tipi di materiali per ottimizzare le proprietà meccaniche e di finitura superficiale, si trovano all'estremità superiore della gamma di costi e generalmente non si trovano nei piccoli laboratori di hobbisti e piccole imprese.

Stampanti 3D a filamento

L'esperienza personale negli ultimi 12 anni ha dimostrato che le stampanti a filamento offrono le migliori prestazioni in un piccolo laboratorio. L'uso di una stampante a resina è stato ostacolato da problemi relativi all'oggetto stampato che si deformava leggermente durante il processo di post-cura e il prodotto finale risultava troppo fragile. La stampante a filamento produce un prodotto di qualità superiore con migliori proprietà meccaniche adatte per applicazioni di componenti come controlli di dispositivi e l'attrezzatura di stoccaggio su misura qui discussa. Tuttavia, i recenti progressi nei materiali stanno rendendo le stampanti a resina più attraenti. Potrebbero diventare comparabili o addirittura superare le stampanti a filamento nella loro applicabilità per lavori di laboratorio nel prossimo futuro. Tenete d'occhio questo spazio per aggiornamenti sugli ultimi sviluppi nella tecnologia delle stampanti 3D.

Se si utilizza una stampante a filamento per lavori di laboratorio, il materiale di stampa consigliato è il polietilene tereftalato modificato con glicole, o PETG per brevità. Il PET è una resina polimerica termoplastica comunemente utilizzata della famiglia dei poliesteri, ampiamente impiegata nella produzione di tutto, dai vestiti ai contenitori per alimenti e alle bottiglie d'acqua. La variante PETG ha un punto di fusione più basso, rendendola ideale per la stampa ad iniezione e l'estrusione di lastre. Queste proprietà lo rendono anche ottimo per le estrusioni di filamento da utilizzare in una stampante 3D.

Il filamento PETG viene fornito in piccoli rotoli che vengono inseriti nella testa della stampante.

Il motivo principale per cui questo materiale è eccellente per la stampa in laboratorio è che ha un coefficiente di espansione termica molto basso, il che significa che le dimensioni delle parti stampate rimangono stabili durante il processo di raffreddamento, mantenendo la dimensione corretta. Ulteriori vantaggi sono che il materiale è relativamente economico e mantiene flessibilità meccanica durante la solidificazione, rendendolo molto resistente per applicazioni dove le parti non devono essere intensamente rigide. Questa durabilità è perfetta per le organizzazioni di spazi di laboratorio dove i materiali possono gestire la manipolazione quotidiana mentre si prendono strumenti e componenti e, si spera, si ricorda di rimetterli a posto una volta terminato.

Idee per Parti di Stoccaggio Stampate in 3D

Le stampanti 3D possono produrre qualsiasi componente di stoccaggio di cui hai bisogno; ti serve solo la fantasia per visualizzare ciò di cui hai bisogno e le applicazioni per trasformare queste idee in file di progetto che la tua stampante comprenderà. Utilizzo i seguenti componenti nella mia soluzione di stoccaggio che offro come suggerimenti per migliorare l'organizzazione del tuo spazio laboratorio. Tutti i file di progetto per gli elementi stampati in 3D sono disponibili sia su Thingiverse che su Printables, quindi puoi utilizzarli così come sono o adattarli alle tue esigenze. Se utilizzi i file di progetto, non dimenticare di farmi sapere come ti sei trovato e eventuali suggerimenti su come posso migliorare i progetti.

Cassetti di Stoccaggio

Il primo suggerimento è un miglioramento ai cassetti dei componenti ideale per ospitare le parti che utilizzi regolarmente quando prototipi progetti. Come progettisti elettronici, sapete che ci saranno sempre più componenti che cassetti disponibili. Quindi, una soluzione semplice è aggiungere divisori per cassetti stampati in 3D con etichette utili per separare pezzi più piccoli e massimizzare il tuo spazio di stoccaggio.

I divisori per cassetti stampati in 3D e i divisori per cassetta degli attrezzi sono disponibili online, oppure puoi costruirli tu stesso.

Organizzazione di Cavi e Strumenti

Il prossimo suggerimento è un organizzatore di cavi ispirato al nido d'ape per i cavi dell'alimentazione elettrica regolarmente utilizzati, mantenendoli accessibili quando necessario. Questo organizzatore di cavi impilabile si adatterà perfettamente accanto ai cassetti o agli scaffali, rendendo i cavi facili da afferrare e, altrettanto importante, da rimettere fuori mano.

Il suggerimento successivo riguarda supporti dedicati per ogni canale di strumentazione di test, inclusi il tuo multimetro da banco e l'oscilloscopio. Ho progettato questi supporti per mantenere le sonde al sicuro da danni accidentali e permettere un facile accesso a cavi e sonde di test, tenendoli organizzati quando non sono in uso invece che lasciarli sparsi sul tuo spazio di lavoro. Questo design è ancora in fase di sviluppo e necessita di perfezionamenti prima di essere perfetto, quindi cercherò il tuo feedback per migliorare questi.

Organizzatore di Batterie

Il prossimo suggerimento è uno spazio di stoccaggio per batterie ricaricabili con un portabatterie modulare in modo da poter mantenere le tue batterie cariche facilmente accessibili e aiutare a prevenire che le batterie scariche si mischino con quelle pronte all'uso. Non c'è niente di peggio che scoprire che tutte le tue batterie hanno bisogno di essere ricaricate prima di poter continuare con il tuo progetto perché hai perso traccia di quali sono pronte all'uso e quali sono scariche. Montare le batterie in verticale rende anche facile distinguere le AAA dalle AA, il che è ottimo per lavorare con efficienza.

Portarotoli

Il suggerimento successivo riguarda degli appendini per i rotoli di nastro più comunemente utilizzati, per tenerli fuori mano ma facilmente accessibili quando necessario. Questo previene l'accumulo tipico di rotoli di nastro che ingombrano cassetti e scaffali o l'acquisto di nuovo nastro perché si pensa di averlo esaurito, per poi trovare che molti rotoli di quel tipo di nastro sono nascosti in fondo ai cassetti o sotto altre cose che ingombrano il tuo spazio di lavoro.

Il design per questo portanastro stampato in 3D può essere trovato su Printables

Il prossimo è un'ottima caratteristica: pratici portautensili che ti permettono di tenere gli strumenti che usi più frequentemente, come cacciaviti, spelafili e tronchesi, a portata di mano. Include anche rack estraibili per cacciaviti Torx e Hex che puoi rimuovere e portare in giro per lavorare lontano dalla tua area di lavoro in laboratorio, se necessario. Il design impiega un rack a livelli che assicura che sia facile vedere la dimensione e il tipo di ogni pezzo dello strumento per rendere più semplice la ricerca dello strumento giusto.

L'ultimo suggerimento riguarda la conservazione dei cavi, mantenendo separati i diversi colori e calibri, rendendoli facili da trovare quando se ne necessita uno specifico. Questa opzione di scaffale portarotoli stampato in 3D è più semplice da usare rispetto ai pacchetti di bobine economici trovati nei mercati online e non occupa prezioso spazio su banchi o scaffali. Organizzare cavi e fili in laboratorio è metà della battaglia per avere uno spazio di lavoro ordinato dove tutto è facile da trovare e non comporta cinque minuti di districamento prima dell'uso; inoltre, questo design assicura che l'estremità di ogni filo sia facile da afferrare. 

Montare i tuoi componenti di stoccaggio stampati in 3D

La chiave per installare questi componenti di stoccaggio stampati in 3D è l'utilizzo di un'estrusione in alluminio da 20mm che ho progettato per montare su ogni parte. Questo montaggio universale rende tutto facile da installare. Se hai bisogno di riorganizzare o spostare il tuo spazio di lavoro, puoi muovere tutti gli elementi una volta che le estrusioni in alluminio sono al loro posto. Guide per la foratura dell'estrusione appositamente progettate rendono questa installazione semplice e assicurano che tutto si incastri perfettamente. L'esperienza ha anche dimostrato che unire le estrusioni con bulloni è molto più robusto rispetto all'uso di piastre d'angolo o staffe.

Conclusione

L'articolo mostra come l'utilizzo della stampa 3D possa creare soluzioni di stoccaggio personalizzate per aiutare a organizzare lo spazio del laboratorio e garantire che ogni cosa abbia il suo posto appropriato, così da poter trovare ciò di cui si ha bisogno rapidamente senza dover cercare tra mucchi di cablaggi semi-costruiti e grovigli di cavi. Può anche risparmiare tempo e denaro per l'ordine di nuove parti quando ci si dimentica di avere già delle scorte tra i mucchi di componenti che si accumulano negli angoli meno utilizzati del proprio spazio di lavoro. Nel complesso, i benefici dell'organizzazione superano chiaramente la tentazione di continuare con le solite pratiche di lavoro caotiche.

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