Rynek oferuje szeroki wybór uniwersalnych obudów, które można użyć do projektowanego układu elektronicznego. Często jednak w takim przypadku obudowa nie współgra z układem elektronicznym i wymagana jest jej korekta, w skład której może wchodzić np.: wykonanie dodatkowych otworów. Cała uniwersalna odbudowa po przeróbce, może nie wyglądać dobrze, a na pewno nie będzie wyglądała profesjonalnie ponadto może stracić swoją sztywność i stabilność. W tym artykule przedstawimy krok po kroku proces stworzenia obudowy dopasowanej pod zaprojektowany układ elektroniczny. Kształt obudowy, miejsca otworów i gabaryty wynikają bezpośrednio z założeń produktu i funkcji jaką ma pełnić. Tak stworzona obudowa wraz z układem elektronicznym wygląda profesjonalnie i z pewnością spełni swoje zadanie.
Ustalenie podstawowych założeń obudowy
Pierwszym etapem realizacji jest zrozumienie założeń i oczekiwań klienta. W tym celu musimy przeprowadzić wywiad z którego dowiemy się o szczegółowych założeniach i oczekiwaniach klienta. Omówić należy tematy takie jak: temperatura pracy urządzenia, rodzaj montażu obudowy (szyna DIN, przykręcane itp.). Należy również ustalić wymiary pożądane lub graniczne obudowy. Musimy poznać dokładne numery części które będą użyte w projekcie – numery katalogowe złącz. Trzeba omówić kwestie materiału z którego ma być wykonana obudowa, należy wziąć pod uwagę kwestie EMC i bezpieczeństwa przy wyborze materiału. Klient bazując na swoim doświadczeniu może zasugerować dodatkowe otwory wentylacyjne lub stworzenie układu chłodzenia całego podzespołu, to również musi zostać omówione. Trzeba również ustalić kwestie PCB, ile ich będzie, jak wygląda połączenie miedzy kolejnymi PCB, jaka jest odległość miedzy płytkami.
Po ustaleniu wszystkich tych szczegółów będziemy mieli wystarczającą wiedzę na temat tworzonego produktu i możemy przystąpić do prac projektowych.
Projekt i stworzenie prototypu PCB wraz z elementami mechaniki
Prace projektowe rozpoczynamy od stworzenia modelu płytek PCB wraz z komponentami mechanicznymi takimi jak: złącza lub inne elementy elektroniczne które mogą wpływać na kształt docelowej obudowy. Od projektanta PCB potrzebujemy modelu 3D płytki PCB w formacie .STEP (wraz z zaznaczonymi miejscami złącz). Do złożenia wstawiamy modele 3D dokładnych numerów złącz. Bazując na dostarczonych przez klienta danych ustalamy i dobieramy odpowiednie dystanse i mechanizmy pozwalające zamontować płytki PCB w obudowie.
Gdy mamy gotowy projekt złożenia układu elektronicznego, przed przystąpieniem do kolejnych prac projektowych, wykonujemy fizyczny model układu elektronicznego. Kształt docelowy płytek PCB otrzymujemy za pomocą frezowania CNC uniwersalnej płytki prototypowej pokrytej miedzią, dodatkowo wykonujemy otwory tak by umożliwić wstawienie złącz do prototypu. Następnie jeśli projekt składa się z kilku PCB, są one składane ze sobą zgodnie z projektem po czym prototyp porównywany jest z projektem 3D w celu sprawdzenia jego poprawności i potwierdzenia, że nie ma w projekcie błędów które mogły by się uwydatnić podczas montażu urządzenia.
Projekt obudowy dopasowanej do układu elektronicznego
Mając zbudowany prototyp układu elektronicznego i potwierdzoną poprawność modelu 3D złożenia płytek PCB przystępujemy do tworzenia komputerowego modelu 3D obudowy. Podczas etapów projektowych tak tworzymy elementy obudowy by ich wytworzenie było możliwe przy użyciu metod frezowania CNC oraz druku 3D. Częstą praktyką jest tworzenie ścian obudowy jako niezależnych arkuszy możliwych do wycięcia za pomocą frezarki CNC. Metoda ta pozwala utrzymać późniejsze koszty seryjnej produkcji obudowy na niskim poziomie a na etapie tworzenia prototypu ewentualna pomyłka w projekcie może być szybko naprawiona poprzez korektę tylko 1 elementu. Technologie druku 3D wykorzystujemy do tworzenia wsporników, łączników które będą znajdowały się wewnątrz tworzonej obudowy i usztywnią całą konstrukcje.
Podczas tworzenia projektu obudowy bazujemy na wcześniej stworzonym projekcie złożenia płytek PCB, z którego bezpośrednio przenosimy miejsca występowania otworów. To pozwala na idealne dopasowanie obudowy do kształtu i miejsca występowania złącz w układzie elektronicznym.
Dalej do projektu obudowy dodajemy kanały wentylacyjne lub ustalamy umiejscowienie wentylatora, również biorąc pod uwagę techniczne aspekty układu elektronicznego takie jak miejsca, w których osiąga on wyższą temperaturę lub pozycja złącza zasilającego wentylator.
Jeśli obudowa ma być montowana na szynie DIN to projektowany jest adapter, który umożliwi montaż gotowej obudowy w wygodny sposób.
Wykonanie obudowy metodą druku 3D oraz Frezowania CNC
Wraz z końcem tworzenia modelu 3D obudowy wiemy już które części zostaną wykonane metodą frezowania CNC, a które stworzymy przy użyciu druku 3D.
Elementy które zostaną poddane metodzie frezowania CNC rozkładamy w komputerowym programie CAM na jednym arkuszu np. materiału POM-C co pozwala nam na wyznaczenie gabarytów arkusza potrzebnego do wykonania kompletu elementów. Następnie oprogramowanie CAM generuje ścieżkę narzędzia zawierającą obrys frezowanych elementów, otwory na złącza, otwory wentylacyjne i montażowe. Po wyfrezowaniu zaprojektowanych elementów i wydrukowaniu pozostałych części na drukarce 3D przechodzimy do etapu składania całej obudowy wraz z wcześniej wykonanym prototypem PCB. Podczas procesu składania sprawdzamy czy frezowane wyroby mają otwory w odpowiednim miejscu, czy wykonane komponenty psują do siebie oraz czy podzespoły nie posiadają wad konstrukcyjnych typu: zbyt cienka ścianka, podatność na odkształcenie lub zerwanie itp. Gotowy wyrób prezentowany jest klientowi wraz z uwagami i spostrzeżeniami. Na prośbę klienta możemy w tym momencie przedstawić ofertę na wykonanie seryjne tak zaprojektowanego wyrobu.
Tworzenie obudów profesjonalnych podsumowanie
Jeśli jesteś zainteresowany stworzeniem prototypu obudowy dopasowanej do Twojego układu elektronicznego, zapraszamy do kontaktu i omówienia tego zagadnienia. Oferujemy podejście całkowite do tego tematu od stworzenia projektu złożenia PCB i projektu obudowy poprzez wykonanie prototypów aż po produkcję seryjną. Możemy również zrealizować takie zlecenie bazując na projektach dostarczonych przez klientów, zarówno złożenia PCB jak i projekt obudowy powinny być dostarczone w formacie .STEP. Każdorazowo usługa tworzenia obudowy jest wyceniana indywidualnie.