硬件創業資源：原型製作和製造

創建硬件公司是困難的。使其更加困難的是找到線上資源的難度，特別是為硬件公司提供的服務。

在遇到許多不知道有趣服務的人並偶然自己了解到一些其他服務後，我決定編制自己的列表，希望對他人有用。

這不是旨在成為一個全面的目錄，我也不打算創建一個。這是我的列表：我親自使用了這裡列出的大多數服務和工具，或者聽說過它們的好話，這就是為什麼我可以推薦它們。

這份清單也著重於那些相對便宜且快速的服務。硬件初創公司通常沒有大量資金，且需要快速迭代，因此使用一些人們可能認為屬於"業餘"級別的工具往往是有意義的。

將您的PCB設計上傳到MacroFab，給他們您的物料清單，指定使用確切的元件，點擊“訂購”幾周後收到您的完全組裝好的設備。整個過程快速、無痛苦且完全自動化。他們將負責訂購PCB、鋼網、元件，並將其全部組裝在一起。

一般來說，他們將組裝任何東西，包括THT（通孔）和大型SMD組件。

如果您決定與他們合作，請考慮調整您的設計以使用他們的“自有零件”，因為這將顯著降低成本。

我從他們那裡收到的所有板都是優質的。我遇到了一個小問題，那就是二極管橋放置不正確——但鑑於元件上的標記不清楚，我真的不能怪他們，而且他們的支持非常棒。如果建造時間更短、更可預測，我會更頻繁地使用MacroFab，但在我的情況下，一家本地的合同製造商（CM）能夠提供更快的服務。

如果您沒有合作的本地CM，MacroFab是您的原型和低量產的絕佳選擇。

Small Batch Assembly的目標是提供負擔得起的低量產電子組裝。對於可以生產的內容有限制，因此可能不適合每一種設計。

不要忘記當地的CM（合同製造商）。在許多情況下，他們可以為您提供更好的服務：更快的周轉時間，良好的溝通，定期反饋。四處看看，問問周圍，他們並不總是容易找到。

我發現對於我的需求，本地CM效果最好，所以我現在就是這麼用的。

來自 OSHPark 的紫色 PCB 在業餘/製造者世界中非常著名。簡單的定價、低成本和相對快速的周轉時間意味著該服務變得非常受歡迎。

有些人可能沒有意識到的是，OSHPark 的板子質量優秀，規格相當好，特別是他們的四層產品。如果您需要用於內部原型的板子，ENIG 鍍層使得 SMT 焊接更加容易。

這是使用OSHPark板的快速原型的一個例子：

這裡是另一個設備原型。兩者都使用來自OSHPark的電路板、來自OSH Stencils的模板和手動放置，使用熱風站重新流焊。兩者都重新流焊得很好，沒有問題：

OSH Stencils makes inexpensive SMT/SMD stencils. They offer both ultra-cheap polyamide stencils for low-volume prototyping use, and stainless steel for precision work with durability. Pricing is calculated by square inch.

我使用過他們的聚酰胺和不銹鋼模板，它們都是頂級的。他們的交貨時間令人印象深刻，即使從全球訂購，模板也會在一周左右到達，總是比我能訂購的任何 PCB 都要快。

鑑於他們的低價格，我甚至對於一次性原型也停止使用焊膏針筒：每當我訂購PCB時，我也會訂購一個模板。

OSH Stencils與OSHPark無關，即使名稱指向共同的起源。

AISLER is the European version of OSHPark. Simple pricing, quick turnaround and excellent board quality.

來自AISLER的板範例，配有OSH Stencils的不銹鋼模板：

Seeed Studio提供Fusion PCB服務，尤其是對於具有HASL和無鉛HASL表面處理的雙層板，價格無與倫比。如果您不介意等待較長時間讓您的電路板從中國運送，這是值得考慮的服務。他們還提供鋼網甚至PCB裝配服務。

在歐洲，有Eurocircuits，它過去很貴，但最近變得更具競爭力。

對於較大數量，我建議通過您的CM進行，使用他們推薦並且滿意的任何方法。

對於電子設計，需要一個CAD。幸運的是，這裡的選擇相當容易。如果您（或您的設計師）有特定CAD系統的經驗並且您有該系統的許可證 - 使用它。在任何其他情況下 - 您應該選擇KiCAD。

KiCAD has a huge advantage in that it is free. And being free does not necessarily mean that it's worse than some commercial packages — quite the opposite. While it has its drawbacks and some things will be more tedious than expected, it is a surprisingly capable program.

實際上，4-8層板與多個受控阻抗長度匹配的差分對對於KiCAD來說不是問題。

機械設計CAD景觀變化非常緩慢，但近年來帶來了有趣的變化。特別是，不再需要為每個用戶支付超過5000美元。有趣的新參與者有：

一個非常完整的CAD/CAM套裝軟件。多平台（Mac/Windows），這是一大優勢。綁定到雲端，但有無互聯網連接都可以工作。定價非常實惠，每年300美元，此外，該軟件對業餘愛好者、製造者、教育工作者和最重要的——年輕初創公司免費提供。

適用於3D打印、注塑和CNC加工，但仍缺乏金屬板材能力（公司表示他們正在努力）。

Browser-based CAD, with an interface that is similar to that of SolidWorks. Multiplatform (any platform with a modern web browser). Does not work without an internet connection and places a particular emphasis on sharing features (other people being able to access the latest design revisions). It used to be very accessible, but the company changed the pricing and now commercial use starts at $125/month, which is rather steep compared to Fusion 360.

適用於3D打印、注塑、CNC加工和金屬板設計。

較小數量元件的知名主要分銷商有：

Digi-Key,
Mouser,
Farnell (element14),
RS Components (Allied)。

檢查分銷商是否在您所在的地區運營非常重要。通過海關處理零件可能會毀掉你的一天，引入延遲、額外成本和大量額外工作。對於位於歐洲的公司，Farnell和RS是最安全的選擇，因為它們從歐盟內部發貨。在美國，您可能會想使用Mouser或Digi-Key。

在檢查可用性時，檢查所有主要分銷商是個好主意，他們並不都存儲相同的零件。Octopart可以幫助檢查所有這些（也見下文）。

有些較小、不太知名的分銷商，經常能提供更好的定價，特別是對於被動元件。一個很好的例子是位於波蘭的TME，如果您位於歐盟，這是一個很好的來源。

一些製造商直接銷售 - 例如，德州儀器以競爭性價格提供他們的芯片，起始數量為500。值得四處看看（PartsBox 可以幫助自動選擇供應商）。

另一個直銷的有趣例子是Wuerth Elektronik。他們生產各種優質的被動和電機機械組件，並且主要直銷。您與當地銷售代表合作，使用印刷目錄和對您感興趣的零件的報價/報價。這裡的優勢是您可以獲得優秀的文檔（加上3D CAD模型）和良好的質量，價格相當合理。

如果您開始購買更大的數量，但尚未擁有自己的採購和物流部門，有時會有一些有趣的選擇。通常的第一步是基於個別報價直接購買。之後，您可以開始與專門從事大量訂單的分銷商，如Arrow或Verical合作。然而，實踐中，我發現這並不總是值得努力的。

一般來說，您的首次生產運行不會超過1,000件。在這些量級上，您不應該過多擔心優化零件成本：對於幾個昂貴的芯片可能是值得的，對於一些被動元件可能很容易，但我不會花太多時間在上面。可用性比成本更重要，還有許多更大的問題需要解決。

大多數硬件初創公司設計的是設備，而不僅僅是帶有電子元件的板，而創始人通常對機械設計的經驗有限。

擁有一台本地FDM（熔融沉積成型）3D打印機用於快速原型製作是有意義的。但FDM精度低，無法產生合理的光滑表面，而且您需要擔心支撐結構。商業3D打印服務將提供SLS（選擇性激光燒結）或SLA（立體光刻）打印，這需要對昂貴設備的巨大投資，但會產生更好的結果。您的設計將以一致的質量被打印，您這邊的時間投資最小，而且您根本不需要擔心像支撐結構這樣的事情。

Shapeways is mostly a marketplace for 3D-printed products, but this means they are continously improving and optimizing their processes. Turnaround for small SLS-printed parts is several days, and prices are very good.

他們的 SLS 打印質量非常好：雖然表面不會完全光滑，但很難看到 3D 打印的痕跡。

使用SLS（他們稱之為強韌靈活塑料）在Shapeways打印的原型的特寫：

Materialise is oriented more towards businesses (B2B) than consumers. This is both good and bad for hardware startups: on one hand, their processes are more repeatable and you can expect consistently good quality. They also support large prints. On the other hand, for small orders you might find that the minimum price is not competitive, and turnaround time isn't always great.

就質量而言，它與 Shapeways 提供的非常相似。

ProtoLabs背後的想法不僅是提供原型服務，還包括平穩過渡到低量產。他們的CNC服務定價並不非常吸引人，但他們的快速注塑服務相當有趣。

他們開發了一種使用鋁模具的過程，這種模具價格實惠且生產迅速。缺點是它們的壽命：它們最多只能用於10,000個零件。一般來說，對於硬件初創公司來說，這不是問題：在您達到10,000個零件之前，您很可能會修改設計，如果您預見到大規模生產，您可以隨時切換到鋼模具。

他們的快速注塑服務真的很好，但與與本地模具製造公司合作相比，它確實有缺點。您需要上傳您的設計，該設計應該是注塑準備就緒的。為注塑設計零件並不容易，需要相當多的知識和經驗。而ProtoLabs會指出您設計中的主要缺陷並提供一些指導，但最終風險是您的：在某個時刻，您將不得不點擊“訂購”並為首次運行支付幾千歐元/美元。如果存在重大問題，您必須回到起點。

PartsBox is a way to easily keep track of electronic parts and projects. Once you start building, you soon realize that you need a tool to help you remember how many what components you have. Many people start with spreadsheets, but they just don't cut it and quickly become a time sink.

此外，您可能還希望將其他文件與您的零件一起保存：像 PDF 數據表、應用註釋、3D CAD 模型等文件。當然，人們可以在文件服務器或 Dropbox 上維護一個單獨的存儲庫，但那樣就必須擔心文件命名、目錄結構和管理用戶訪問。PartsBox 解決了所有這些問題，成為一個存儲零件庫存信息和相關文件的單一地點。

同樣，大多數人使用電子表格來管理他們的 BOM 並計算成本。有製造商零件號碼、分銷商零件號碼（SKU）、數量和定價的列。有人搜索零件，找到一兩個供應商的分銷商定價，選擇最佳價格並將其輸入到電子表格中。

這種方法的最大問題是它不具備擴展性。即使在一個小項目中，有20-40個零件，找到定價並輸入到電子表格中也是一項大工作。

另一個問題是，電子表格是為簡單的表格數據設計的。但分銷商的報價一點也不簡單！供應商使用不同的價格分階結構，這些結構不容易比較：一個供應商將在100、500和1000的數量上報價，而另一個則在25、250和500上報價。還有限制，如MOQ（最小訂購量）和訂購倍數。

PartsBox可以快速而輕鬆地比較和選擇最佳報價，並為您提供任何數量的物料清單價格，同時也考慮到您的本地庫存。

當您考慮一個新零件時，Octopart是查詢定價和可用性的地方。當然，您可以檢查您最喜歡的分銷商，但Octopart讓您可以立即檢查所有主要分銷商的庫存和定價，同時也處理貨幣兌換。

對於計算像是期望阻抗的線寬，或差分對寬度/間距，我發現Mantaro計算器相當有幫助。我訂購了控制阻抗的電路板，至少對於差分微帶，測量結果非常準確。

這是使用Mantaro計算器計算的阻抗控制差分對的一個例子，並在MacroFab生產：