Вариант изготовления корпуса устройства

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
  • +13
  • 20 января 2014, 12:43
  • SeregaB

Комментарии (61)

RSS свернуть / развернуть
Детали изготовленные 3D печатью из ABS имеют еще одну неприятную особенность — они текут. Могуг деформатроваться даже под собственным весом. PLA пластик немного лучше себя ведёт в этом плане.
0
Здесь, ты, видимо, перепутал. Это как раз PLA имеет температуру размягчения 50 град.С и может потечь под руками или на солнце. Тот прибор, что на фотографии — обкатывается сейчас на снегоходе с Ротаксом. По МЕХАНИКЕ вопросов нет вообще. :)
0
Если корпус представляет из себя просто четыре стенки и закрывается прямой крышкой, то, конечно, проще, быстрее и дешевле склеить и из оргстекла дихлорэтаном. :)
Еще проще будет купить готовый корпус и под него плату разводить.
А еще я вот сейчас думаю над другим вариантом — использования корпуса другого устройства под свои цели, например сейчас думаю взять готовый павер банк, убрать от туда плату и вставить свою.

Но спасибо конечно за такое экскурс и главное за цены)) Давно думаю, что если что-то делать то заказывать корпус.
0
готовые корпуса удручают скудным выбором и/или ценами…
0
Ну цены в большинстве своем нормальные, а вот проблема чертежей их имеется. Например делал одно устройство, нашел какой никакой чертеж, нарисовал в солиде, сделал под него плату. Пришли платы и корпус и опа на а корпус то чертежу не соответствует, в итоге слесаря сделали из алюминия))
0
И еще, можно фото уже с грунтовкой?
0
Этот отдан «как есть». Завтра, сфотографирую другой, но загрунтованный и покрашенный.
0
фото уже с грунтовкой?
Добавил в конце заметки.
0
Еще проще будет купить готовый корпус и под него плату разводить.
Если внимательно посмотреть картинку по первой ссылке, то можно заметить, что левый прибор как раз сделан в доработанном готовом корпусе G300MF. :) А тот, что приведен в качестве примера в этой заметке, ДОЛЖЕН вписаться в стандартное, для некоторых применений, посадочное место.

Если тебе известно, где взять такой корпус — моя благодарность на будет знать границ. :)

Давно думаю, что если что-то делать то заказывать корпус.
Это точно. Удобнее и напильник и дрель можно пореже расчехлять. :)
Хотя механику делать своими руками мне тоже нравится. Только со временем сильные напряги. :(
0
Насколько я помню то приборы подобного типа предназначены для монтажа сверху передней панели (без снятия всей панели). Ваш корпус для этого не предназначен, поэтому он мало подходит для применения по стандартам авионики
0
приборы подобного типа предназначены для монтажа сверху передней панели
Только никому не говорите об этом. С удивлением разглядывая УС-250 и высотомер, вижу, что они устанавливаются ТОЛЬКО сзади.
Если не секрет, когда вы видели, заключительный раз, авиационный прибор? Ниже давал ссылку. На верхней картинке видно, что все приборы крепятся сзади. Исключение, пожалуй, АЧС-1.

поэтому он мало подходит для применения по стандартам авионики
Сразу вспоминается слОган: «А мужики-то не знают!!!» ;)
0
АЧС-1 вставляются снаружи, а их упорная скоба — изнутри.
0
применения по стандартам авионики
А где в заметке было про авионику? Речь идет про изготовление КОРПУСА.
0
Теперь можно посмотреть фотки готовых корпусов.
Осталось доработать напильникомзашпаклевать внешние плоскости и покрасить. и будет макет, неотличимиый от литья.
Отверстий перпендикулярных плоскости основания быть не должно.
параллельных наверно? перпендикулярная ось это как раз таки все что у вас, параллельно это «не так как у вас»
а в целом отличная работа. ну и за то чтоб в серию пошло c|~|
0
  • avatar
  • xar
  • 20 января 2014, 13:10
параллельных наверно?
Был неправ, я имел ввиду основание, от которого выращивает принтер. Ну, в общем запутался. :) Самое главное, чтобы принтер мог «круги» нарисовать своим соплом. На несжатых фотографиях хорошо видно.
Осталось доработать напильником зашпаклевать внешние плоскости и покрасить. и будет макет, неотличимиый от литья.
Сфоткаю завтра завершенный корпус.
0
теперь я тоже как то запутался. в общем отверстие «сбоку» не приветствуется. а с лица/жопы — нормально.
0
Да. Если сопло может нарисовать образующую отверстия — все хорошо. :)
0
расславивание отмениле?
0
Если планируете запускать корпус в серию, заказывая пресс-форму, учтите что модель придется менять, судя по фоткам, место крепежа платы имеет толщину чуть ли не 10 мм, усадка будет, приличная, скорее всего и трещины пойдут в усадке(но тут от материала зависит, пластмасса бывает разная) плюс углы для нормального выхода детали из пресс-формы, зазоры (непонятно есть или нет на модели), вообщем пообщайтесь с теми, кто льет пластик под давлением, они подскажут.
Автор, такой вопрос, в силумине использовались такие же крепежные отверстия? на саморезах собирали и силумин не ломался? Вылить такую модель из силумина проще, он для литья и предназначен, но собрать корпус из силумина с таким крепежом, автор, вы должно быть мастер.
0
посмотрел ссылку на прототип, понял как делался крепеж на силумине, вопрос отпал
0
Если планируете запускать корпус в серию, заказывая пресс-форму
Тираж маловат для пресс-формы. :(
А про особенности всяких технологий — действительно общаюсь ч производителями и очень продуктивно. Спасибо за желание помочь!
0
… проще, быстрее и дешевле склеить и из оргстекла дихлорэтаном
Ненадёжная и хрупкая конструкция. Ну хотя бы на винты(в потай).
Для корпуса есть хороший материал — винипласт. Хороший в смысле прочный, не откалывается, детали можно нарезать ножовкой или «резаком», его легко сверлить и нарезать резьбу. При механической обработке образуется стружка. Держит температуру. Бывает листовой и в виде прутка. Вот про доставаемость не скажу. В сети предлагают разные организации.
0
если на то пошло — данный корпус без особых проблем можно фрезернуть из куска. выйдет дешевле или дороже — как договоришься в обоих случаях. мне лично проще фрезернуть. ну и по прочности будет идеал.
0
Мне вот такой корпус фрезеровали и красили (там где циферки «21 21»). Вышло дороже в три с половиной раза, чем напечатать, загрунтовать и покрасить. Есть с чем сравнить.
Проблем нет, но станок, а особенно грамотный станочник, нынче дорог. :(
Если-бы у меня был фрезерный станок, может быть и не искал-бы другие варианты. :)
0
ну тут зависит от того что более доступно. фрезеровщик как правило берут за работу меньше ибо их больше и деталь такого плана делается быстрее
0
фрезеровщик как правило берут за работу меньше ибо их больше
В Ижевске пока может быть и так, но в МСК и окрестностях комплект фрезеровщик-станок-материал-инструмент найти уже, практически, очень тяжело. :( По кр.мере значительно труднее, чем 3Д принтер. А если и найдещь, то в 2 тыр. такой комплект не влезет. :(
+1
там где циферки «21 21»
— интересные индикаторы, кстати. Надо будет «пощупать»!
0
Этот индикатор (ISC01P) и вправду стоит так дорого? ISC01P цена :-O
0
вправду стоит так дорого?
Там цена с «нашенской» накруткой. Я беру здесь.
Они заметно подорожали за два года, раньше былы чуть дороже 50$, в декабре покупал за 83,7$.
0
сваривать пластик дело тоже не особо благодарное. с одной стороны просто, с другой гарантированно криво.
0
Насчет «держит температуру» это Вы зря… Выше 100 град — плывет.
0
Имею свой 3д-принтер, сопло 0.4мм. Отверстия перпендикулярные плоскости печати возможны и вполне нормальны — небольшого диаметра 2-15мм без проблем, а больше с небольшими нюансами, но тоже возможно.
Первый слой, который ложится на стол получается гладким (из за подогрева стола) с немного заметным рисунком движения сопла — он идеально подходит для лицевой стороны корпуса — хорошо липнут наклейки (можно заказать в рекламных фирмах или своими руками)
0
Имею свой 3д-принтер, сопло 0.4мм.
Хочу иметь дружбу с Вами. :)
Отверстия перпендикулярные плоскости печати
Такие ограничения, как я понял, в основном относятся к невозможности достать деталь из формы. Чтобы потом не переделывать, лучше сразу — «перезаклад». :)
Если честно, то я никогда не видел 3Д принтер в работе, видел и щупал только результат, поэтому спорить не буду. Вроде бы тот принтер на котором изготавливались образцы тоже с подогревом стола и выращивают от лицевой панели. Наклейка ляжет хорошо. Но в качестве морды без дополнительной обработки, эта поверхность годится только для опытных образцов, IMHO.
0
Было бы интересно посмотреть фото поверхностей, сделанных на Вашем принтере. И узнать тип/марку принтера.
0
Это поверхность первого слоя. Две линии и пузыри слева и свехру вдоль края — это неровности стола из за криво наклееной пленки. При необходимости можно пленку переклеить и будет идеально.
Принтер RepRap Mendel Prusa
0
Это поверхность первого слоя.
Если я правильно разглядел, то поверхность тоже не идеально гладкая.
Было бы неплохо на фотографии приложить линейку, для определения масштаба, иначе достаточно непросто определить размер неровностей.
И еще интересно узнать Ваши личные впечатления от пользования ЭТИМ принтером в домашних условиях. Нравится/не нравится, полезная/бесполезная в хозяйстве вещь, достоинства и недостатки. По цене кит набор вполне пристойный.
0

На ощупь не заметно канавок между слоями, если поскрести ногтем, то заметны. Возможно при окрашивании канавки заполнятся краской, надо пробовать. Под наклейки поверхность идеальна.
Пользуюсь принтером больше месяца. Очень доволен. Для творчества, тем более для прототипирования — очень нужный инструмент. На фото видно какую точность можно получить — расхождения с 3д-моделью обычно 0.1мм
Мне этот принтер обошелся в 700 долларов. Покупал на Aliexpress как набор деталей. Если покупать детали отдельно, а соединения отпечатать у знакомых (или не дорого), то можно уложиться в 400 баксов. Но без опыта сборки это может затянуться — есть там нюансы.
Чтобы описать достоинства и недостатки надо поработать с другими принтерами. На форумах об этом уже достаточно написано. Что то улучшать или переделывать пока не считаю нужным. Только сопло попробую 0.3мм
+1
Спасибо за фотки.
На ощупь не заметно канавок между слоями, если поскрести ногтем, то заметны.
На картинке со штангелем (на блике около правой губки) хорошо видно, что следы от нитей гораздо менее выраженные, чем на том принтере, которым я пользуюсь.

Пользуюсь принтером больше месяца. Очень доволен. Для творчества, тем более для прототипирования — очень нужный инструмент.
Как раз интересны ЛИЧНЫЕ впечатления людей, которые занимаются похожими задачами.
0
Мое отношение к принтеру как к инструменту, которого раньше не хватало. Ощущение такое, что заполнилась пустота. Раньше останавливало то, что надо сидеть со штангелем, дрелью и напильником, чтобы вырезать нужные дырки в стандартном купленном корпусе, а сейчас это не проблема, плату можно проектировать любой формы. Уже куча свежих идей в голове.
Я сейчас собираю фрезеровально-сверлильный станок reprap.org/wiki/Cyclone_PCB_Factory
Как получу шаговые двигатели, планирую написать статейку
0
У меня два вопроса:
Какую версию SW поставили? И тут же — удивительно, как быстро освоили — какой литературой или докум. пользовались?
Можно точно название и производителя грунтовки и краски для пластмассы? Еcли фотки приложите, вообще спасибо заранее.

Ко всем: Делают ли у нас под заказ 3В печать из металла?
0
рекомендую поискать на рутрекере и отсортировать по количеству сидов. Версии 2013-2014 не сильно отличаются. Освоить действительно очень просто — достаточно видео на ютубе
0
Какую версию SW поставили?
2012
удивительно, как быстро освоили
Дык я сам был поражен простотой освоения. Именно это побудило написать заметку. :) Для человека, который хоть раз занимался мех.обработкой сам — интуитивно все понятно. Примерно с 2000 года были хотелки освоить «чертилку», но дальше распечатки готовых чертежей из AutoCad я не продвинулся. ;( А тут как поперло. :)
какой литературой или докум. пользовались?
Один вечер полностью был занят ползанием по встроенной справке. Этого достаточно для получения результата, как описано выше. Но, для того чтобы полноценно и эффективно работать, лучше посмотреть видеоуроки. Мне понравился курс Романа Саляхутдинова. Первые шесть уроков он раздает бесплатно, по подписке. Очень правильно будет начинать с них.

Можно точно название и производителя грунтовки и краски для пластмассы?
Грунтовка — точно не скажу. Поверх банки была наклеена бумага с названием, я ее снял, чтобы «не закрасить» и сохранить. Но при подготовке заметки не нашел. :(
Баллончик с краской сфотографирую и выложу сюда. ИМХО, краска должна быть матовой, тогда не видны огрехи окраски и не так выделяются мелкие царапины.

PS. Вроде мы с Вами были на «ты». Еще со времен выставки с ИПН-2. Или я что-то путаю?
0
:) ИПН2 знакомое слово, можно и на ты, было, но давно — напомни
0
Давно, где-то в конце 90-х на какой-то выставке и через ФИДО (5020/603:38) общался. Вроде Вы ИПН-2 изготавливали мелкими партиями. У кого-то из пермяков покупали.
0
Краска, которой пользуюсь для окончательной покраски.

Это сторона наклейки
0
В свое время в альмаматер освоил Sold, но потом попался в руки КОМПАС и пересел на него. Если конечно не нужно моделить физ процессы с Вашими деталями…
И освоить его легко, Все на русском, справка хорошая + азбука КОМПАС где основы в виде уроков расписаны.
0
ИХМО. Овчинка не стоит выделки, даже из дерева намного красивей получилось бы.
Долго, дорого, не надежно, не красиво
0
Данный тридэ принтер — гамно. Очень грязная печать.
На предыдущей работе был охрененный принтер — с изолированной камерой, поддержкой и промывочной ванной.
Напечатанная из него деталь почти не пропускала воду.
0
можешь дать ссылку где посмотреть этот принтер с изолированной камерой? Как то не могу представить такое
0
0
Начитался, задумал накануне нарисовать корпус текущего проекта в SolidWorks…
Когда увидел размер установщика в 14 Гб — плюнул. Это слишком.
0
Ну там 2 образа — х86 и х64. И в наше время 7 гигов это фигня.
0
Все равно дохрена.
Дохрена в сравнении с пользой, которую получил бы на рисовании своей задачи.
0
Учитывая, что 7 гигов под программу ныне практически ничего не значат, то «дохрена» это разве что по сравнению с вообще нулевой пользой.
0
Google Sketchup — 70 Мб
Gimp — 250 Мб
Netbeans — 220 Мб
LibreOffice — 320 Мб

Мне не жаль места, мне:
а) ясно, что основная часть объема — мусор от программистов;
б) жаль времени на заказчку мусора.
0
Не от программистов. Из этих 7 гигов 6.9 — справка, примеры, библиотеки моделей/шаблонов/etc и прочий контент. Насколько нужный, впрочем, не знаю.
Скачать же семь гигов нынче проблема еще меньшая, чем найти под них место на винте. Сравнивать с нетбинсом, где идет голая программа (да и остальные врядли сильно отличаются) не совсем корректно.

Лично я предпочитаю оценивать, насколько хороша сама программа, место на винте меня в лучшем случае волнует на уровне «есть ли столько».
0
«Portable» версия SolidWorks идет на 3 с лишним гигабайта.
Может, эта программа и суперполезна, я не спорю. Для случаев более сложных, нежели мой «одна кривая коробка из плоскостей над другой кривой коробкой».
Но когда для достижения одинаковой цели у меня есть вариант «качать 3 часа» и «подумать головой, нарисовать в закачанной непрофильной программе» — я пока выбираю второе.
0
Ну тут есть два варианта:
1) Один раз потратить три часа на закачку (хотя реальная трата времени — пара минут, остальные 2:58 оно само работает) и затем тратить по часу на чертеж
2) Тратить каждый раз по полтора часа на чертеж
0
Типа, SW за меня сам все нарисует ;)
0
Тогда бы на чертеж потребовался не час, а считанные секунды)
0
На эту коробочку — минута… три +15мин на замеры комплектухи. Солид действительно прост и удобен. Однако на некоторые матрицы у меня например уходит 5 дней а когда берешься за сборки так вообще сдохнуть охота. Но при всем при этом даже самые примитивные знания работы в солиде очень помогают по жизни. Кстати сегодня на работе речь шла про 14-ю версию и как я понял цена вопроса 12 ЕВРО ну не знаю правда или нет… дороговато как-то.
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.