Материал для корпуса своими руками

Материал для корпуса своими руками Материал для корпуса своими руками 180

Преамбула. В заметке НЕ будет подробного разжевывания основ работы с CAD_ами. Будет описано общее направление движения и полученные результаты.
Понадобилось мне изготовить корпус сложной формы. Прототип имелся, но необходимы были небольшие доработки и, самое главное, заменить материал корпуса с силумина на пластмассу.

Прототип корпуса можно увидеть здесь, тот, что справа.
Это стандартный корпус авиационных приборов 2-1/4” (наподобие такого ), но прикупить корпус отдельно от внутренностей нет никакой возможности, только в составе прибора. Посему изготавливать корпус придется самостоятельно.
Примерно неделю, по вечерам, я на бумаге изображал эскиз того, что необходимо было сделать.


Еще несколько дней пришлось бы потратить на образмеривание эскиза. Но тут один хороший знакомый посоветовал — поставь SolidWorks (далее SW) и не мучайся. Зная, примерно, возможности SW было страшно, справлюсь ли я с таким пакетом. :) В результате – он меня убедил, что SW ставить и учиться работать с ним – надо. Как только в бумаге появилась первая дырка от ластика, сразу скачал и поставил SW. :)
Оказалось, что все не просто, а очень просто. Один вечер ушел на разбор первого примера из встроенной справки и вуаля — я уже могу построить трехмерную модель своего корпуса. А через 10 дней после установки SW у меня на столе уже лежал выращенный на 3D принтере корпус.
Дальше — по порядку.
SW позволяет сделать разработку в любом направлении, хоть «сверху – вниз», хоть «снизу – вверх». Т.е. либо создавать модель готового прибора, а потом резать его на отдельные детали, либо из отдельных деталей собирать прибор.
Поскольку общая концепция компоновки была ясна, я стал строить модели от деталей к сборке. Тем более, что уже на бумаге все было практически готово. :)
Сделал модель крышки, как самую сложную (для меня) деталь.
Вид спереди:

Вид сзади:

Сделал модель корпуса.
Вид спереди:

Вид сзади:

Состыковал, проверил на пересечения — сходится.

На этом этапе уже можно было отдавать в 3D печать. Но интересно же еще и платы свои «приделать» и посмотреть как они стыкуются.
Перед тем как сделать сборку всего прибора необходимо сделать модели сборочных единиц. В моем случае это индикатор с контактными штырьками и плата мозгов со светодиодами и
Делаем модель индикатора. (Заготовку взял отсюда, и добавил соединительные штыри оттуда-же).


Присоединяем к крышке.


Смотрим зазоры и вырез в крышке под индикатор


Вроде все нормально.
Теперь делаем модель печатной платы, путем экспорта из OrCadа в IDF. Здесь у меня надо было поправить в настройках экспорта дюймы на миллиметры.


Очень хорошо и подробно процесс экспорта из программы трассировки в трехмерную модель описал Ultrin здесь.
Элементы можно расставить и средствами SW, это лишние телодвижения, но зато не требуется согласование точек привязки элементов в OrCad и трехмерных моделей радиоэлементов.
Поскольку мне интересны только детали, влияющие на конструктив, то кроме светодиодов, разъема к индикатору и внешнего разъема остальные радиоэлементы не расставлял.
Делаем сборку, размещая светодиоды и разъемы на плате.


Теперь собираем все вместе – сборку платы размещаем на крышке, совмещая оси крепежных отверстий. Винтики и саморезики берем, как обычно, с 3dcontentcentral.





Надо сказать, что несмотря на то, что вроде — бы все тщательно промерял, но разъем на плате и разъем индикатора не совпали. Поскольку плату в этот момент еще не начал разводить, поэтому поправить ситуацию оказалась несложно. Немного подвинул разъем на плате — и все стало хорошо. Вот одно из самых больших преимуществ предварительного механического моделирования! К сожалению, «кривой» файл платы не сохранил, чтобы можно было здесь показать.
Посмотрели — на сборке все нормально. Теперь можно закрыть корпус и посмотреть всю сборку целиком, добавив рюшечки в виде винтов и раскрасив индикатор.


Тут же можно посмотреть, как будет выглядеть сборка через «прозрачный» корпус

Ну и при желании всякие анимашки – представляшки:
.avi
Там можно делать тоже все что захочешь – собирать, разбирать, делать разрезы, двигать эти разрезы и т.д.
Теперь можно преобразовывать в STL и отдавать в изготовление на 3Д принтер, например сюда. Преобразование в STL делается, насколько я понял, для того, чтобы производитель независимо от формата трехмерной модели мог изготовить Вашу задумку. Некий аналог гербера для изготовителей печатных плат. При заказе обязательно оговорите материал и цвет. Если цвет можно исправить покраской, то материал — нет. Основное различие у материалов для 3Д печати — температура полимеризации (или как-то похоже называется). При использовании пластиков с низкой температурой полимеризации (40-50 град.С) качество поверхности получается лучше, но в руках может растаять. :)
Ближайшую контору, занимающуюся 3Д печатью легко нагуглить по запросу: «3D печать». :) У меня оказалась в 300 метрах от моей работы.
Теперь можно посмотреть фотки готовых корпусов.


Несжатые картинки здесь и здесь.
Ну и, конечно, готовый прибор.




Несколько замечаний по технологическим ограничениям 3Д печати (то с чем столкнулся я лично).
1. Инструмент представляет из себя, образно говоря, тюбик с ABS пластиком с шириной сопла в моем случае примерно 0,8 мм. Из этого тюбика выдавливается расплав толщиной около 0,2 мм, который, застывая, и образует деталь. Тюбик умеет двигаться по трем осям, но по горизонтальным осям результат получается значительно лучше.
2. Поверхность после 3Д печати получается шершаво-слоистой.
3. Отверстия хорошо получаются в плоскости основания, поскольку около отверстий движение инструмента превращается из прямолинейного в круговое и получается практически идеальное отверстие.
4. Отверстий перпендикулярных плоскости основания быть не должно. Кроме того, что они получаются на принтере очень погано (по словам владельца принтера), потом, если отдавать в литье – их придется делать отдельно (сверлить, вырезать ножиком и т.д.).
Из-за п.2, получается, что если требуется гладкая поверхность, ее необходимо грунтовать и красить. Я сходил в магазин «Тикурилла», попросил грунтовку и краску для АБС пластика. Мне мужик продал грунтовку по пластмассе, которую тут-же и отколеровал черным цветом. Где-то на просторах И-нета встречал способ выравнивания поверхности путем вываривания в парах ацетона. Но что-то мне лично не понравился такой способ.
Теперь о приземленном – ценах. В разных местах предлагается 3D печать из ABS по разным ценам. От 25 до 60 руб. за кубический сантиметр объема детали. Две детали моего корпуса имеют объем около 39 см3. Т.е. цена такого корпуса, изготовленного из ABS на 3D принтере, будет от 1000 до 2000 руб. Для прототипов и единичных экземпляров – пожалуй единственно пристойный вариант решения проблемы корпусирования, особенно при нетривиальном исполнении. Если корпус представляет из себя просто четыре стенки и закрывается прямой крышкой, то, конечно, проще, быстрее и дешевле склеить и из оргстекла дихлорэтаном. :)
UPD.
Фотографии загрунтованного и окрашенного корпуса. Тот корпус не грунтовал и не красил, но сейчас в работе другой корпус из-под 3Д принтера.

В полном размере — тыц
На этой фотографии отмечены оставшиеся артефакты от принтера

Слишком глубокими оказались щели.
Эта фотка — вид внутрь, где не красил и не грунтовал.Видны следы от нитей принтера

Материал для корпуса своими руками 38 Материал для корпуса своими руками Материал для корпуса своими руками 191 Материал для корпуса своими руками 9 Материал для корпуса своими руками 110 Материал для корпуса своими руками 60 Материал для корпуса своими руками 53 Материал для корпуса своими руками 106 Материал для корпуса своими руками 194 Материал для корпуса своими руками 9 Материал для корпуса своими руками 177 Материал для корпуса своими руками 195 Материал для корпуса своими руками 5 Материал для корпуса своими руками 5 Материал для корпуса своими руками 26