Вариант изготовления корпуса устройства. Часть 2.

Эта заметка является логическим продолжением заметки об изготовлении корпуса на 3Д принтере.
В прошлый раз был описан вариант изготовления ПРОТОТИПА корпуса. Теперь пришло время мелкой серии. :) Задача ставилась примерно так: «Требуется изготовить мелкую партию 10..15 штук изделий, при этом внешний вид должен быть пристойным.» В дальнейшем ожидаемая потребность в таких изделиях от 50 до 250 шт/год.

Объемы партии явно не годятся для изготовления нормальных прессформ. :( Но практически идеально ложится для литья в силикон. Про него и пойдет речь.

После недолгих мук выбора остановился на этом производителе. Мне Копипласт понравился еще и тем, что они делают (по желанию заказчика) негладкую поверхность (я просил что-то типа шагрени) и окрашивают в заданный цвет.

В двух словах об этапах изготовления. Сначала производитель изготавливает «мастер модель». Она, насколько я понял, изготавливается опять-же на 3Д принтере, но благодаря тому, что в качестве материала используется PLA пластик, поверхности получаются ровными и детализация вполне пристойная. Далее эту «мастер-модель» заливают силиконом и получается собственно форма для литья. Далее форму разрезают, извлекают модель, а разрезанную форму используют для отливки мелких партий.
Недостатком этого способа является то, что силиконовой формы хватает на 20..25 отливок, затем, при необходимости, нужно повторить изготовление формы. Но при этом можно использовать ту-же мастер модель, что была изготовлена раньше.
Несомненным достоинством литья в силикон является сравнительно низкая цена изготовления для небольших партий.

В качестве 3Д модели использовался немного доработанная (по результатам сборок/разборок/примерок реальных деталей) модель корпуса из предыдущей заметки.

Еще в дополнительных требованиях я просил сделать внешнюю поверхность слегка шероховатой и окрасить в черный матовый цвет.

Теперь перейдем к иллюстрациям.

Внешний вид корпусов в «таре» после распаковки. Сверху лежит мастер модель (светлая).




Корпуса.



Внешний вид крышки (лицевая часть корпуса)


(Та-же картинка в полном размере — по клику).

Подсобранный вид




(Они же в полном размере — по клику).

Ну и первая партия приборов в этих корпусах.



Свойства материала (для тех кто понимает :) ), из которого были изготовлены корпуса, здесь.
Я слабо разбираюсь во всех этих МПа, но на ощупь очень приятный пластик, более твердый чем ABS.

Про сроки. С момента оплаты счета до получения мной 20 корпусов пришло шесть рабочих дней.

Про цены. Цены достаточно точно можно определить по калькулятору на сайте Копипласта. Расхождение калькулятора с выставленным счетом не превысили 3%.

Конкретно для моего корпуса в счете получил следующие цифры:
1. Изготовление мастер модели (обе части) 5600 р.
2. Литье крышек (лицевая часть) 20 шт. 7700 р
3. Литье корпусов (тыльная часть) 20 шт. 8200р.

В реальности получил крышек 23 шт., а корпусов 21 шт.

Таким образом, цена изготовления одного комплекта в партии 20 шт. составила 795 р. (без учета цены изготовления мастер модели). С учетом — 1075р.
Из присланного Копипластом файла оценки работ по этому комплекту следует, что в партии 500 шт. стоимость будет 435р (без учета цены изготовления мастер модели). С учетом — 447р.
напомню, что повторное изготовление мастер модели при изготовлении следующей партии корпусов не потребуется. Если, конечно, в изготовленном корпусе все устраивает. Но я, вроде-бы, все нестыковки выгреб на 3Д моделировании и прототипе (см.предыдущую заметку)

Вывод из всего этого можно сделать такой — для небольших партий корпусов нестандартной (значительно отличающейся от ширпотребовской) формы удобно использовать корпуса, литые в силикон, по моделям собственной разработки.
  • +10
  • 29 августа 2014, 14:40
  • SeregaB

Комментарии (22)

RSS свернуть / развернуть
Ну слушай, неплохо все выглядит. Правда чтоб получить такое готовое изделие, надо много подготовительной работы провести. Разработать корпус, продумать размеры. Не ошибиться нигде. Прототип самому сделать и куча всего. Но итоговый результат того стоит…
0
Зачем такое кол-во болтов на передней панели?! Почему не сзади?
0
  • avatar
  • dee
  • 29 августа 2014, 19:13
Ответ в первой части.
0
А у меня вопрос немного другой — как ведёт себя в схеме соединение через гребёнку? У меня такие соединения без герметизации работали очень плохо в финале… Постоянно что-то окислялогсь и отваливалось от вибрации…
0
  • avatar
  • wowa
  • 29 августа 2014, 21:54
Гребёнка не должна нести механические нагрузки, темболее знакопеременные. Платы должны быть надёжно зафиксированы относительно друг друга. Ну и покрытие контактов тоже немаловажно. Загуглите «Стек PC104» — в таком конструктиве через множество гребёнок соединённых последовательго проходят шины ISA и PCI, с цепями питания, да ещё и контакты этих гребёнок не впаяны а запрессованы в плату. И такой конструктив используется в очень жестких условиях, от карьерных экскаваторов до космоса.
0
Это то да. Но там специальные разьёмы и очень плотно всё скручено. РС104 я видел и работал с ними. Именно потому я так и сделал. У меня как только попадает влажность начинаются глюки… Стоят подпружиненые контакты. Пока лёгкая вибрация :) всё Ок.
0
О, раз про контакты разговор, то спрошу заодно и другое. Как найти информацию про гребёнки для разных шлейфов? Что бы подключать TFT-дисплеи например.
Недавно ремонтировал принтер, так там вообще все очень красиво. Все соединено шлейфами. На плате SMD-гребёнки и к ним подключаются эти шлейфы. У них расстояние между проводниками меньше, чем у стандартных гребёнок (как и у дисплеев). Все очень компактно и удобно.
Было бы очень удобно использовать в домашних поделках, но я не могу никак найти хоть что-то по этой теме.
0
Это разъёмы серии FPC и FFC, бывают с шагом до 0.3мм. Сложность их использования в поделках в том что хоть сами разъёмы и продаются везде, но вот ассортимент шлейфов под них куда скромнее, и эти шлейфы нельзя разделать под другую длину и другое количество контактов.
0
Н почему, уменьшить количество контактов можно. Вот с длиной сложнее, да.
Ну и шлейфы в аппаратуре зачастую вообще кастомные полиимидные.
0
Но ведь удобнее сунуть шлейф от дисплея в разъём, чем тулить туда кучу проводов и паять их.
Это разъёмы серии FPC и FFC
А за это спасибо, теперь знаю какие названия искать.
0
ассортимент шлейфов под них куда скромнее, и эти шлейфы нельзя разделать под другую длину и другое количество контактов
Можно попробовать изготовить из тонкого стеклотекстолита. Я случайно купил такой, он очень легко гнется, как бумага.
0
Можно купить фольгированный полиимид. Single side Copper Foil Clad Polyimide Kapton 8«x10» Sheet Flexible PCB Circuit. Цены разные, ссылка только для примера. Искать можно по «Flexible PCB». Интересно было бы попробовать, но я пока не заказывал.
0
  • avatar
  • ACE
  • 01 сентября 2014, 12:48
А у меня вопрос немного другой — как ведёт себя в схеме соединение через гребёнку?
Нормально. Даже при малых токах через контакты (как в данном случае — ЖКИ). Просто необходимо выполнить несколько простых условий:
1. Как уже сказал mChel, обязательно закрепить механически друг относительно друга. (В данном случае и плата и индикатор закрепляются к крышке корпуса саморезами, взаимное положение зафиксировано)
2. При сборке не должно быть механических напряжений на контактах, т.е. соединение должно собираться свободно, без усилий, натягов. Здесь ОЧЕНЬ помогает 3Д моделирование, дабы не промахнуться с сопрягаемыми размерами. И отверстия в плате контроллера чуть больше диаметра самореза. При сборке закрепили индикатор, положили плату контроллера как ей «захотелось», а потом притянули саморезами.

Самый старый мой прибор скоро уже 6 лет в эксплуатации. Нареканий на соединение с индикатором не было ни одного, ни в одном приборе. Условия довольно жесткие по вибрациям и по перепадам температур зимой.
0
А никто не в курсе, из алюминия (или его сплава) подобные корпуса можно где-нибудь отлить? Интересуют такие же мелкие партии по 20-50 шт.
0
Я не уверен, но здравый смысл подсказывает, что можно штамповать или гнуть. Но отливать такие мелкие партии будет очень дорого.
0
Такое не льют, а, как правило, изготавливают методами порошковой металлургии (формовка под давлением и спекание). За оснастку с вас попросят от 3К $, детали будут дешевые.
Второй вариант — фрезеровка. Для мелкого количества будет дешевле. Кстати, фрезерованные пластиковые детали требуют мало доводки, чтобы использовать их в качестве мастер-моделей для литья в силикон.
0
фрезерованные пластиковые детали требуют мало доводки, чтобы использовать их в качестве мастер-моделей для литья в силикон.
А чем лучше фрезерованная мастер модель по сравнению с напечатанной на 3Д принтере?
0
Тем, что:
1. Точнее, в сравнении с любой технологией 3Д печати.
2. Дешевле, для простых деталей (как ваша).
3. В руках сразу и прототип и мастер-модель.
4. Лучше качество поверхности, тут конечно миллион нюансов, но в целом так.
5. Не деформируются детали во времени, а они деформируются если вы печатаете отверждаемыми полимерами.
6. Почти не нужна пост обработка.
7. Шире выбор материала.
Общее замечание: если планируется деталь выпускать серийно, то оснастка делается именно координатной обработкой, поэтому и прототипы лучше сразу делать технологичными под такую обработку.
0
1. Точнее, в сравнении с любой технологией 3Д печати.
Для конкретного применения, ИМХО, точности за глаза. Более того, поскольку мастер-модель делают та-же контора, что и собственно отливки, то учитываются всякие разные усадки на всех этапах и результирующая деталь получается с вполне приличными допусками.
2. Дешевле, для простых деталей (как ваша).
Вот это сильно интересно. Где конкретно можно заказать подобные корпуса фрезеровкой и дешевле, чем 5600 за комплект?
3. В руках сразу и прототип и мастер-модель.
Про усадки писАл выше. Не факт, что литье получится правильным.
4. Лучше качество поверхности,
На качество поверхности мастер модели, в общем-то, наплевать. :)
5. Не деформируются детали во времени,
Я понимаю, что пол-года небольшой срок, но пока деформаций модели не заметно.
6. Почти не нужна пост обработка.
7. Шире выбор материала.
Опять-же: на мастер модели — абсолютно все равно.

если планируется деталь выпускать серийно,
Про серийность — в самом начале заметки.

если планируется деталь выпускать серийно, то оснастка делается именно координатной обработкой,
То что я видел — формы делались электроэррозией. Там получалось такое, что никакой координатке и не снились.
0
Для конкретного применения, ИМХО, точности за глаза.
На качество поверхности мастер модели, в общем-то, наплевать. :)
Опять-же: на мастер модели — абсолютно все равно.
Да-да, поэтому вы свой прототип шлифовали и красили, а производитель корпусов на свой еще и фактуру наносил и размеры детали на усадку корректировал.
Вот это сильно интересно. Где конкретно можно заказать подобные корпуса фрезеровкой и дешевле, чем 5600 за комплект?
Мы заказываем в Китае. Правда деталей много разных, получаются (за заказ) от 2.5 К$. Такие как ваши (из АБС) обошлись бы в 80 $.
Про усадки писАл выше. Не факт, что литье получится правильным.
Не все материалы усаживаются так сильно. По моему опыту, лучше с материалами, дающими значимую усадку не связываться. Так как усадка зависит как от линейного размера, так и от толщины стенки.
Я понимаю, что пол-года небольшой срок, но пока деформаций модели не заметно.
На самом деле пол-года — срок достаточный. Коробление зависит от геометрии, свойств материала, которым печатают. Очень важно то, насколько быстро эту деталь потом покрасят (покрытие затрудняет гигроскопичность материала).
В моей, например, работе нужны точные прототипы и приходится хранить их долго, поэтому с 3Д печатью как-то не задалось. И такие простые детали, как ваша, мы не прототипируем, т.к. с ними в САПР все понятно.
Про серийность — в самом начале заметки.
Ключевое слово если.
формы делались электроэррозией. Там получалось такое, что никакой координатке и не снились
1. Банально конечно, но способы обработки материала не универсальны. Под ваш корпус — отлично подойдет 3х координатное фрезерование (деталь чуть подправить только надо). Под сложные шестерни — электроэрозионная обработка. Можно и наоборот, конечно, сделать, только цена и время уже будут неадекватными.
2. Детали сложной формы нередко предварительно фрезеруются.
3. Электроды (если это не проволока) для электроэрозионной обработки делаются в формах, изготовленных фрезерованием.
4. Как правило, применение электроэрозионной обработки для формы литья под давлением, увеличивает серьезно цену.

А вообще, хозяин — барин, конечно. Нравиться вам делать FDM, потом SLA, потом множить через силикон — супер. Главное, что вы довольны. У нас к процессу прототипов/мелк.серий несколько иной подход и его аргументация. Возможно, читателям будет он тоже интересен.
0
Вот это сильно интересно. Где конкретно можно заказать подобные корпуса фрезеровкой и дешевле, чем 5600 за комплект?

Мы заказываем в Китае. Правда деталей много разных, получаются (за заказ) от 2.5 К$. Такие как ваши (из АБС) обошлись бы в 80 $.
А можно еще конкретнее. Ссылочку бы какую. :) На мои запросы типа milling-cutting-abs только ссылки на резцы-фрезы вылезают.

И такие простые детали, как ваша, мы не прототипируем, т.к. с ними в САПР все понятно.
Тут ключевое слово «работа». На работе я отдаю конструктору ТЗ на конструирование и все. Здесь речь идет о хоббийности.
Прототипы делались, в основном, чтобы попробовать «вживую» функционал и «потрогать пальчиком» органы управления.
А вообще, хозяин — барин, конечно. Нравиться вам делать FDM, потом SLA, потом множить через силикон — супер. Главное, что вы довольны. У нас к процессу прототипов/мелк.серий несколько иной подход и его аргументация. Возможно, читателям будет он тоже интересен.
Ну так я как раз эту мысль и пытался донести: для поделок дома на коленке, при необходимости изготовления нестандартных механических деталей, это ОДИН ИЗ ВОЗМОЖНЫХ способов.
Фрезеровку с порошковой покраской тоже пробовал. Но, доступные мне, места изготовления поразили своей ценовой неадекватностью, поэтому о них здесь даже и не рассказывал.

Если не трудно, укажите поконкретнее место, где сделают фрезеровку «Такие как ваши (из АБС) обошлись бы в 80 $. „
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.