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Publicado por Jennifer Leer | 17 de julio de 2023 | Diseño, EMS, Característica, PCB, Personas, Equipo SMT

Cómo una empresa de Silicon Valley está acelerando el ciclo del diseño a la fabricación

Fundada hace 13 años en Silicon Valley como una empresa de consultoría de ingeniería, NVZN Labs ha evolucionado rápidamente hasta convertirse en una empresa completa de diseño y fabricación, especializada en máquinas industriales y tecnologías de vanguardia. A medida que su base de clientes y sus volúmenes de producción se han ido ampliando, los equipos de Mycronic han desempeñado un papel central en la calidad, flexibilidad y escalabilidad de la producción que la empresa es capaz de ofrecer.

Si hay algo que todos los clientes de NVZN Labs tienen en común es la ambición de diseñar, lanzar y ofrecer nuevos productos a escala. Pero cuando se trata de electrónica de última generación, es mucho más fácil decirlo que hacerlo. "Un buen ejemplo es un cliente que vino a nosotros hace aproximadamente un año", dice el fundador y director ejecutivo de NVZN Labs, Collin Stoner. “Necesitaban un prototipo de 25 piezas, un producto de demostración para venderlo a sus socios estratégicos y directivos, y lo necesitaban rápidamente. Entonces, tuvimos que lanzar un producto funcional en una semana y media, incluyendo tableros y carcasas personalizados. Este tipo de trabajo sería imposible si tuviera que pedir piezas, por lo que estamos realmente dedicados a optimizar todo internamente”.

En sus primeros años, NVZN Labs se centró principalmente en el diseño y la consultoría para clientes, proporcionando soluciones de extremo a extremo que abarcaban hardware, placas de circuito, diseño, programación y verificación de pruebas. A medida que la demanda de sus servicios creció rápidamente, la empresa invirtió en equipos de producción que incluyen máquinas CNC avanzadas, equipos de impresión 3D, una impresora a chorro MY600, una máquina de recogida y colocación MY300 y un sistema AOI 3D de la serie MYPro I.

Hoy en día, crean una amplia gama de productos que van desde dispositivos médicos y tecnologías de visión nocturna hasta instrumentación industrial, computadoras de vuelo aeroespacial, sistemas de control de fabricación de automóviles e instrumentación científica. Y con el éxito de cada nuevo cliente viene una mayor demanda de producción de fabricación. “Hoy en día, tenemos cada vez más clientes que están listos para comenzar a producir”, explica Collin, “y podrían necesitar nueve o diez mil placas. En estos casos, hacemos muchas de las partes del producto, incluida la fabricación, inspección y prueba de prácticamente cualquier placa. Luego está el mecanizado CNC, la impresión 3D, etc. para las carcasas mecánicas. Cuando se produce todo el producto de esta manera, la gestión de la calidad se vuelve crítica, especialmente a medida que se aumenta el volumen”.

Para integrar la fabricación de placas de circuito en sus servicios de entrega de productos, NVZN Labs había evaluado varias opciones de equipos de ensamblaje de PCB. Entre los contendientes, Mycronic destacó por su flexibilidad en la producción de alta mezcla. "Por lo general, quiero tener el mejor equipo para el trabajo", dice Collin. “Por ejemplo, puedes arreglártelas con una máquina CNC de 3 ejes, pero la nuestra es de 5 ejes porque es mejor. Lo mismo ocurre con nuestro equipo de ensamblaje de PCB”.

La serigrafía, aunque era una técnica fiable, se consideraba simplemente un desperdicio cuando se trabajaba en proyectos que implicaban una variedad de cantidades de tableros. Para abordar este desafío, NVZN Labs adoptó la impresora Jet MYPro MY600, que ofrecía mayor flexibilidad, precisión y eficiencia. El MY600 les permitió minimizar errores y realizar ajustes rápidos en pasta de soldadura al perfeccionar los diseños de placas prototipo.

"La impresora de inyección ha sido fantástica para nosotros, ya que parece que tenemos muchas piezas raras que pueden ser difíciles de detectar la primera vez", dice Collin. “Entonces, después del pick-and-place o después de la prueba en reflujo, podemos regresar, ajustar los depósitos de pasta e inspeccionarlo. Podemos cambiar la configuración de pegado en unos cinco minutos y lo hacemos todo el tiempo”.

De manera similar, la elección de una solución pick-and-place MY300 estuvo motivada por la necesidad de cambios rápidos y flexibles en un entorno con flujos complejos de componentes de alto valor. “En lo que respecta al proceso de recogida y colocación”, añade Collin, “los alimentadores Agilis han aumentado enormemente nuestra flexibilidad. Integramos nuestro sistema ERP directamente en el MY300, por lo que sabemos dónde está cada componente y podemos cambiar de trabajo fácilmente en cualquier momento”.

La incorporación más reciente a la línea de producción de la empresa es el sistema de inspección 3D AOI de la serie MYPro I. Habiendo dependido anteriormente de la inspección manual, el personal de producción comenzó a encontrar problemas de calidad a medida que ampliaban la producción a lotes de miles. Los problemas de coplanaridad, las ubicaciones desalineadas y los problemas de soldadura, todos los cuales eran difíciles de detectar manualmente, dieron como resultado la necesidad de un sistema integral de inspección AOI 3D.

La implementación de la serie MYPro I ha tenido un efecto transformador en la calidad y eficiencia de fabricación de la empresa. Al detectar defectos en una etapa más temprana del proceso de producción, han logrado una reducción sustancial de los errores identificados durante las inspecciones visuales finales. Además, la capacidad de detectar defectos rápidamente y realizar las correcciones necesarias en línea ha simplificado significativamente el flujo de trabajo diario del equipo de producción.

"Ha mejorado drásticamente tanto nuestra rentabilidad como la calidad del producto", dice Collin. "Hemos reducido los errores encontrados mediante inspección visual en más del 90 por ciento y los errores de coplanaridad detectados mediante inspección visual se han eliminado por completo".

En términos de ahorro de costos, Collin estima que el nuevo sistema AOI ha ahorrado varias horas por trabajo solo en inspección manual y reparación posterior al SMT. “Un prototipo típico para nosotros es de 25 a 50 unidades de placas grandes y complejas”, explica. “Incluso con tiempo de programación, ahorramos horas en cada trabajo en comparación con la inspección y reparación manual después de SMT versus la detección en línea inmediata con el AOI y la corrección para las siguientes placas. Con nuestra tarifa de mano de obra, esto puede suponer un ahorro de entre $200 y $250 por ciclo de producción en costos de oportunidad, tanto en tiempo de inspección directa (manual) como en reparación de defectos que no se detectaron hasta después de terminar SMT, porque la inspección visual se realiza demasiado lentamente para realizarla en línea. correcciones.

Como nuevo usuario de sistemas avanzados de inspección 3D, Collin quedó especialmente sorprendido por la rapidez con la que se podía poner en línea la nueva solución. “Teníamos un operador que no estaba capacitado en AOI”, explica, “pero sólo necesitó alrededor de una semana y media de capacitación. Ahora puede generar programas en aproximadamente una hora y media para que podamos ponernos en funcionamiento muy rápidamente. La velocidad de este ciclo de entrenamiento fue bastante más rápida de lo esperado”.

Se ha ahorrado aún más tiempo, afirma Collin, gracias a Escape Tracker, una función de optimización de la biblioteca de inspección automatizada diseñada para reducir las llamadas falsas con menos intervención del operador. Escape Tracker se utiliza en cada trabajo que NVZN Labs ejecuta a través de su sistema, mejorando constantemente el proceso de inspección y afinando el modelo de inspección con cada placa inspeccionada.

Medida únicamente en términos comerciales, la inversión de la empresa en diseño y fabricación flexibles e integrados está claramente dando dividendos. Además de diseñar y lanzar productos exitosos para docenas de los clientes más innovadores de Silicon Valley, NVZN Labs está en camino de lograr su tercer año consecutivo de crecimiento de dos dígitos.

Pero en un mundo impredecible, los beneficios de la flexibilidad también han surgido de otras formas más sorprendentes. “Basta con mirar las interrupciones de la cadena de suministro en los últimos años”, reflexiona Collin. “Si tuviera que depender de un determinado componente o de un determinado fabricante contratado, fácilmente podría tener que esperar meses para sacar su producto al mercado. En cambio, nos hemos centrado en nuestras capacidades internas: simplificar diseños, utilizar familias de componentes intercambiables y mantener múltiples huellas para mayor flexibilidad.

Entonces, ya sea un nuevo prototipo o una producción completa, tenemos las capacidades de ingeniería para responder sobre la marcha, y nuestro equipo Mycronic ha sido una gran parte de esta estrategia”.

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