Integra tus herramientas ECAD con el software de diseño mecánico

La comunicación entre los equipos de ECAD y MCAD puede ser como el juego del teléfono

¿Alguna vez has jugado al teléfono siendo niño? Cuando el mensaje vuelve al emisor, los problemas de comunicación se han ido acumulando y el mensaje y la idea originales se han modificado totalmente. Pues lo mismo ocurre cuando los equipos de diseño mecánico y eléctrico están aislados en grupos diferentes. No cooperan como sería deseable y la comunicación se complica. El equipo mecánico no sabe cómo va el de electricidad, y viceversa.

En la actualidad, probablemente tengas problemas en recordar cuando fue la última vez que salió al mercado un producto totalmente mecánico. La colaboración con el equipo de diseño eléctrico es vital para el diseño de PCBs en la actualidad, y la colaboración entre los diseñadores eléctricos y mecánicos es crítica para crear un producto entero. Las metodologías que usan cada grupo de diseñadores son dispares y, al final, convergen con la ayuda de herramientas de software apropiadas, fusionándose en un flujo de trabajo coherente y uniforme.

Diseño mecánico y eléctrico: una historia de colaboración

Las partes eléctrica y mecánica normales en el diseño de un producto arrancan con múltiples inmersiones en diferentes programas. Cuando se va terminando la PCB, llega el momento de comprobar que esta cabe en su caja. Ahora comienza un proceso iterativo que consiste en que los diseñadores mecánicos y eléctricos hagan pequeños cambios al diseño del esquema y de la caja respetando las necesidades de ambos.

Obviamente se pasa por iteraciones innecesarias de modificación del diseño. Es entonces cuando la fabricación de PCB y la salida al mercado sufren un retraso. En ciertas ocasiones, podrías no darte cuenta de que hubo discrepancias entre los dos grupos de diseñadores hasta recibir placas para su prototipado. En el peor de los casos, una modificación de la parte mecánica puede inhibir completamente la funcionalidad eléctrica deseada.

Un ejemplo es que podría darse el caso de que los orificios de montaje no estén alineados, las teclas o los botones no estén en el sitio planeado del panel frontal o que la PCB simplemente no quepa en la caja. Todo esto surge por la falta de comunicación entre los diseñadores eléctricos y mecánicos. Un diseñador mecánico puede efectuar un cambio de última hora a la caja sin comentarlo con los diseñadores de la PCB, o bien un diseñador de PCBs puede intercambiar un componente sin consultarlo con el diseñador mecánico y hacer que las PCB no sirvan para la carcasa.

Wireframe for a robotic arm

La robótica es una disciplina que requiere software de diseño mecánico y eléctrico ultrapreciso

Algunas consideraciones para el diseño exitoso de productos

Los diseñadores eléctricos y mecánicos son conscientes del valor de la cooperación. De acuerdo con una encuesta de 2018 , el 83 % de los ingenieros (N = 265) reconocen el valor de una mejor integración en el software del diseño mecánico y el eléctrico. Como mínimo, ayuda a evitar las reuniones innecesarias entre diseñadores que transcurren discutiendo de las necesidades de cada equipo y puede evitar también los fracasos en el prototipado.

Muchas de las exigencias de diseño eléctrico importantes pueden resolverse con la mecánica. Las conexiones del chasis, la normativa de seguridad de descarga electroestática y la protección EMC son tres aspectos de la electricidad íntimamente relacionados con el diseño mecánico. Satisfacer estos tres requisitos eléctricos sin violar otras restricciones mecánicas requiere un diseño cuidado de la caja de metal.

Otro aspecto de diseño mecánico relacionado con el diseño y composición de PCBs es la gestión térmica. Las cajas tienen que tener un determinada masa térmica para evitar que la carcasa se caliente demasiado durante el funcionamiento. Una condición especialmente importante en dispositivos manuales. Si la refrigeración es activa, la caja necesita que circule un flujo de aire suficiente para bajar la temperatura de los componentes activos a un nivel seguro.

Engineer using mechanical design software

Los diseñadores mecánicos no tienen que estar aislados de los diseñadores de PCBs

Los puntos expuestos más arriba son solo unos pocos ejemplos que ilustran el valor de un software que integre el diseño mecánico y eléctrico. Quizá el principal valor del software integrado es la mejora de la colaboración y comunicación entre los miembros de los equipos.

Colaboración con software de diseño mecánico y eléctrico

Cuando hay que diseñar productos electrónicos con cajas mecánicas complejas, los diseñadores eléctricos y mecánicos necesitan estar comunicados para asegurar que el producto final cumple con los estándares de la industria y funciona como debe. La comunicación es algo más que tener a todos los trabajadores en el mismo edificio de oficinas. Consiste en disponer de herramientas de colaboración reales para que la información sea la misma para ambos lados de un equipo de diseño.

Con la plataforma ECAD adecuada integrada directamente en el software de diseño mecánico, tu equipo podrá tratar el diseño del producto desde un punto de vista holístico y desde un acercamiento basado en la colaboración. Los diseñadores pueden visualizar el modelo mecánico de sus PCBs en la plataforma de diseño eléctrico, así como el software de diseño mecánico. Podrán eliminarse los errores de ubicación de componentes y de holgura, los diseñadores mecánicos podrán identificar los cambios necesarios en las cajas y, lo que es más importante, tanto diseñadores mecánicos como eléctricos podrán ver los datos de diseño de los demás. Sobre todo, esto ayuda a asegurar la compatibilidades de las partes eléctrica y mecánica de un nuevo producto.

Los diseñadores, cuando trabajan en este tipo de plataformas, son capaces de adaptar una PCB para utilizarla con sistemas de fabricación aditiva. Estos sistemas exigen que instrucciones de impresión específicas se generen desde el software de diseño mecánico, y tendrás que importar un modelo mecánico de tu diseño en tu plataforma MCAD para generar las instrucciones de impresión necesarias. Cuando se trabaja desde esta plataforma integrada se ahorra una cantidad importante de tiempo: puedes diseñar la parte mecánica, la parte eléctrica y las instrucciones de impresión en una sola plataforma.

Si quieres aprovechar el flujo de trabajo unificado que integra herramientas ECAD y software de diseño mecánico, necesitas Altium Designer y las opciones de colaboración MCAD de Altium Concord Pro. Se trata de un juego completo de herramientas que permite a cualquier equipo diseñar el esquema eléctrico de una PCB y su caja. Las funcionalidades de gestión de datos de Altium Concord Pro ® también proporcionan a los diseñadores visibilidad de la cadena de suministro en tiempo real e información sobre obsolescencia en un solo programa.

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Acerca del autor

Zachariah Peterson


Zachariah Peterson has an extensive technical background in academia and industry. Prior to working in the PCB industry, he taught at Portland State University. He conducted his Physics M.S. research on chemisorptive gas sensors and his Applied Physics Ph.D. research on random laser theory and stability.

His background in scientific research spans topics in nanoparticle lasers, electronic and optoelectronic semiconductor devices, environmental systems, and financial analytics. His work has been published in several peer-reviewed journals and conference proceedings, and he has written hundreds of technical blogs on PCB design for a number of companies.

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