Colaboração entre Design Mecânico e Elétrico com MCAD Co-Design

Designers de eletrônicos trabalhando em pequenas casas de design ou em grandes empresas frequentemente encontram um conjunto comum de desafios ao interagir com designers mecânicos. Para muitos produtos novos, os requisitos de fator de forma mecânica irão restringir a colaboração de design elétrico em termos de layout físico, localização de interfaces e seleção de componentes. 

Para muitos produtos eletrônicos, designs de placas flexíveis e rígido-flexíveis exigem uma modelagem cuidadosa do comportamento mecânico da região flexível para garantir que as restrições de fator de forma sejam satisfeitas e as regiões flexíveis sejam confiáveis. Esses problemas são agravados por ciclos de lançamento de produtos mais rápidos, exigindo que engenheiros de design elétrico e mecânico trabalhem juntos mais do que nunca.

O sucesso nessas áreas requer uma colaboração estreita entre os domínios MCAD e ECAD para garantir que as restrições mecânicas não sejam violadas, e o design finalizado possa ser produzido em escala. Como os sistemas atuais de gestão de design e dados ainda carecem de recursos básicos de integração, a colaboração ECAD-MCAD ainda depende da troca de arquivos entre cada lado.

A Altium deu um passo à frente para ajudar as equipes de design a superar esses desafios de colaboração e produtividade ECAD-MCAD com co-design MCAD da Altium. Esta simples utilidade de ECAD para MCAD conecta projetos da Altium a populares aplicações elétricas 3D MCAD. Ao unificar o fluxo de trabalho tradicional ECAD/MCAD, equipes de design multifuncionais podem participar da engenharia colaborativa enquanto o software de integração ECAD-MCAD elimina muitos dos processos manuais de troca de arquivos normalmente necessários como parte do design de invólucros, definição de restrições e verificação de interferências. 

Empresas inovadoras como a Quantel Laser utilizam o co-design MCAD para colaborar em todos os aspectos do desenvolvimento de produtos. Equipes de design mistas podem ter visibilidade dos dados ECAD e MCAD, o que ajuda a agilizar o desenvolvimento de produtos e elimina muitas ineficiências na colaboração ECAD/MCAD/EDMD.

Empoderando Fluxos de Trabalho Mais Eficientes: Colaboração ECAD-MCAD

O painel de co-design MCAD e seu painel complementar correspondente no software de colaboração MCAD permitem que designers elétricos e mecânicos interajam de forma integrada, possibilitando um fluxo de trabalho colaborativo eficiente. Por trás das cenas, esse fluxo de trabalho é facilitado por um robusto suporte do lado do servidor, permitindo que alterações de design sejam transferidas, revisadas e aceitas ou rejeitadas sem a necessidade de transferências manuais de arquivos em formatos de arquivo com perda de qualidade. O co-design MCAD oferece suporte de modelo de primeira classe, preservando referências às características da placa, garantindo que atualizações no design da caixa mecânica em um aplicativo sejam refletidas com precisão no aplicativo correspondente.

Após a colocação inicial dos componentes ser completada pelo engenheiro de layout de PCB, torna-se tarefa do engenheiro mecânico verificar se tudo se encaixa na caixa e comunicar as alterações necessárias. Em muitos casos, os designers mecânicos precisam realizar verificações mecânicas detalhadas, análise de elementos finitos (FEA) e modificações de colocação para garantir que as restrições mecânicas sejam satisfeitas. O co-design MCAD possibilita essas tarefas e muitas outras para montagens de PCB com sincronização e recursos de modelagem.

Sincronização de Dados de Design

A co-design MCAD implementa um processo simples de Empurrar-Puxar (Push-Pull), onde as atualizações são trocadas entre cada lado com um botão no painel de co-design. Atualizações de um lado podem ser transferidas para um colega em segundos, e isso dispara uma notificação no painel de co-design do colaborador. Cada lado pode acompanhar as mudanças adicionando comentários a cada operação de Empurrar. Essa troca instantânea de dados críticos ECAD e MCAD é realizada sem a necessidade de importações e exportações manuais de arquivos IDF/IDX/STEP/DXF. Engenheiros de ambas as áreas podem focar na colaboração de design em vez de criar e transferir arquivos.

Uma vez que o design é importado para uma aplicação MCAD, quaisquer mudanças feitas na ferramenta MCAD são sincronizadas de volta para o lado ECAD com a funcionalidade Empurrar-Puxar. Uma vez que o design é puxado de volta para o Altium Designer, os dados de layout da PCB serão imediatamente atualizados para refletir mudanças no contorno da placa, cobre, posicionamento de furos ou localizações de componentes.

Da mesma forma, alterações subsequentes no Altium Designer podem ser revertidas para o lado MCAD, fazendo com que o modelo da placa seja atualizado uma vez que o design é reintegrado ao aplicativo MCAD. Essa sincronização de ida e volta também é aplicada à caixa, que pode ser inserida no Altium Designer.

A troca push-pull ECAD-MCAD permite uma experiência de engenharia colaborativa rápida e iterativaexperiência de engenharia colaborativa entre os domínios elétrico e mecânico. Os engenheiros trabalham em suas ferramentas familiares, e um robusto software de colaboração de design garante que os fluxos de trabalho não sejam interrompidos por tarefas não produtivas como trocas manuais de arquivos.

Representação Precisa do Modelo

Uma vez que uma montagem de PCB é importada para um aplicativo MCAD, o engenheiro mecânico precisa ter uma geometria precisa da placa e, em muitos casos, uma definição precisa de cobre e máscaras de solda. Esse modelo preciso pode ser usado para realizar verificações mecânicas detalhadas e para simulações de análise de elementos finitos (FEA), como análise térmica ou análise de vibração.

Ambientes ECAD e MCAD Sincronizados

O aplicativo de co-design MCAD sincroniza muitos dos aspectos importantes de um ambiente ECAD em um aplicativo MCAD e vice-versa.

1. O designer mecânico pode trabalhar com um modelo da PCBA diretamente em um aplicativo MCAD.
2. O designer mecânico pode selecionar e compartilhar elementos de uma caixa de volta para o aplicativo ECAD, permitindo que o Engenheiro Eletricista veja um modelo do alojamento e quaisquer restrições relevantes.
3. Como o co-design MCAD trabalha diretamente com dados MCAD nativos (e com cuidado!), quaisquer restrições mecânicas e dimensões definidas entre elementos na placa nua, componentes do PCB ou caixa são preservadas durante cada sincronização. Além disso, como o ECAD permite que os designers bloqueiem componentes no PCB, o co-design sincroniza o estado "bloqueado" do ECAD com o estado "restrito" do MCAD.
4. Um método padrão para impor restrições mecânicas em um design elétrico é definir uma região de exclusão no modelo MCAD. Como as referências do modelo são preservadas em cada lado, a exclusão pode ser definida na ferramenta de colaboração MCAD e sincronizada de volta para o lado ECAD.

A troca ECAD-MCAD sem interrupções garante que os engenheiros colaboradores mantenham alinhamento, evitem retrabalho causado por atualizações conflitantes e acelerem o ciclo de desenvolvimento do produto sem comprometer os requisitos mecânicos ou elétricos.

Restrições Sincronizadas de ECAD para MCAD

As ferramentas nativas de design 3D do Altium Designer oferecem verificação de restrições e folgas em 3D, e os mesmos tipos de definições de folga e restrições podem ser transferidos para uma aplicação MCAD para uso em organizadores de objetos mecânicos e tarefas de design. Da mesma forma, essas restrições e folgas podem ser definidas na aplicação MCAD, e podem ser transferidas de volta para o Altium Designer. Esse nível de sincronização ajuda a acelerar a verificação de interferências em ambos os lados e permite que as interferências sejam identificadas precocemente.

Ligação de Componentes ECAD e MCAD

A co-design MCAD sincroniza automaticamente os componentes colocados na ferramenta de colaboração MCAD com os componentes correspondentes na ferramenta ECAD e vice-versa. Isso economiza tempo na colaboração de design, pois o designer mecânico pode determinar imediatamente o local apropriado para componentes mecanicamente restritos, como conectores e furos de montagem. A colocação na aplicação MCAD ajuda a garantir que as restrições de invólucro sejam satisfeitas, pois o designer mecânico terá total visibilidade das restrições de invólucro, e as definições de componentes do lado ECAD são sincronizadas automaticamente.

Keep-out pode ser definido como uma camada superior ou inferior na ferramenta MCAD, e essas atribuições de keep-out serão refletidas no layout da PCB e verificadas quanto a interferências contra as regras de design no lado ECAD. Se necessário, a forma de keep-out pode ser ajustada no Altium Designer e enviada de volta para o lado MCAD.

Suporte Bidirecional para Placas Rígido-Flexíveis

Montagens flexíveis e rígido-flexíveis requerem modelagem e avaliação adicionais além do que é aplicado em montagens de PCBs rígidas. O plugin de co-design MCAD oferece suporte para placas flexíveis e rígido-flexíveis em ambas as direções. Regiões rígidas e flexíveis, linhas de dobra e formas de placas podem ser definidas na aplicação MCAD e enviadas de volta para o Altium Designer. Uma vez que o engenheiro de layout coloca componentes e completa o roteamento inicial, o design pode ser avaliado e visualizado previamente no lado MCAD junto a uma caixa. O suporte bidirecional para designs rígido-flexíveis é contínuo e segue o mesmo fluxo de trabalho usado para PCBs rígidas.

Suporte Mecânico para Montagens de Múltiplas Placas em Ferramentas ECAD e MCAD

A maioria dos produtos contém mais de uma placa de circuito, o que requer a colocação precisa de elementos de montagem, interconexões entre placas e componentes maiores no invólucro da PCB. O software MCAD é frequentemente utilizado para planejar esses arranjos de placas de circuito, de modo que a ferramentaria e a montagem possam ser determinadas para o invólucro da PCB. Além disso, o designer mecânico pode planejar as etapas de fabricação e montagem para o invólucro, seguido pela exportação de desenhos de fabricação para partes do invólucro da PCB.

Na abordagem tradicional com integração ECAD/MCAD, as montagens de várias placas eram gerenciadas importando cada PCB individualmente para uma aplicação MCAD e organizando-as manualmente em um modelo 3D ao lado do invólucro. Agora que softwares ECAD como o Altium Designer podem lidar com montagens de PCBs de múltiplas placas em um projeto unificado, as ferramentas MCAD podem fazer o mesmo com um modelo 3D do arranjo da PCB. Usuários de MCAD podem definir o arranjo da placa e as interconexões físicas, e essas podem ser enviadas de volta ao designer ECAD para verificar se as conexões lógicas se encaixam dentro das restrições físicas definidas no lado MCAD.

Suporte à montagem de PCBs de múltiplas placas no Autodesk Fusion 360

Suporte a Cavidades Embutidas

Um aspecto no design de PCB que é frequentemente ignorado e muitas vezes incluído apenas para produtos especializados são as cavidades embutidas. Essas cavidades podem ser preenchidas com cobre para funcionar como dissipadores de calor embutidos ou usadas para montar componentes dentro do PCB. Tipicamente, quando usadas para montagem de componentes, as cavidades embutidas acomodam peças SMD passivas; no entanto, em teoria, circuitos integrados também poderiam ser posicionados em uma cavidade do PCB.

O co-design MCAD agora suporta a definição de cavidades e a verificação de interferências em cavidades dentro do software MCAD, como no PTC Creo, conforme mostrado abaixo. Uma vez que a cavidade é colocada e a atualização é enviada de volta para o software ECAD, uma região de cavidade será definida no PCB, e as peças podem ser colocadas na camada de cavidade embutida como de costume. O usuário do MCAD pode então verificar interferências de cavidade contra as paredes laterais, teto da cavidade (para cavidades totalmente embutidas) ou planaridade com a superfície superior do board.

Definição de cavidade de PCB no PTC Creo

A Colaboração ECAD-MCAD Significa que "Jogar por Cima do Muro" Acabou!

Os dias em que as montagens de PCB eram "jogadas por cima do muro" para os engenheiros mecânicos acabaram, e o software de colaboração de design da Altium está ajudando as equipes de design a superar os desafios de produtividade e colaboração criados pelo fluxo de trabalho tradicional ECAD/MCAD. Uma ferramenta de engenharia colaborativa poderosa como o co-design MCAD ajuda a preencher a lacuna entre os domínios ECAD e MCAD.

Em vez de passar por transferências de arquivos repetitivas para colaborar com usuários MCAD, use o co-design MCAD no Altium. Os designs de PCB podem ser importados para o SolidWorks, Autodesk Inventor, Fusion 360 ou PTC Creo, oferecendo tudo o que é necessário para o desenvolvimento do produto em um fluxo de trabalho simplificado.

Pronto para otimizar sua colaboração ECAD-MCAD com o co-design MCAD? Comece a colaborar hoje!