Progettare una scatola con pannelli piani

Una scatola parallelepipeda ha sei facce, ma raramente sei pezzi diversi: fondo e coperchio sono di solito uguali, così come i due fianchi, e solo fronte e retro differiscono per gli intagli. Sei facce diventano così tre o quattro disegni — è il primo passo, e fa risparmiare più tempo di qualsiasi ottimizzazione successiva.

Tutti i pezzi giacciono piatti sulla stessa lastra. Ciò che nella scatola finita sta in verticale, al momento del disegno è una superficie accanto a un'altra. Questa traduzione fra l'oggetto tridimensionale e il disegno piano è il vero passo progettuale.

Quota interna o esterna — decidilo per primo

Prima di scrivere qualsiasi quota: è fissata la misura interna o quella esterna? Entrambe insieme non si può. Se dentro devono entrare una scheda, un display o un alimentatore, la quota interna è data e quella esterna ne consegue. Se la scatola deve entrare in un rack o su una superficie esistente, è il contrario.

L'errore progettuale più frequente è passare da una logica all'altra a metà disegno. Alla fine manca esattamente uno spessore — con acrilico da 3 mm la scheda si incastra, con 5 mm non entra più.

Incastro a pettine: il giunto che si allinea da solo

Il giunto d'angolo più diffuso per scatole in pannelli è l'incastro a pettine: denti e cave alternati lungo il bordo che si compenetrano. Ha tre vantaggi — allinea i pezzi da solo in fase di montaggio, aumenta molto la superficie di incollaggio e tiene già senza colla.

Come larghezza del dente si sono affermate due o tre volte lo spessore: con 3 mm, circa 6–9 mm. Denti più stretti sembrano più fini ma si rompono più facilmente, soprattutto nell'acrilico fragile. È inoltre importante che ogni bordo inizi e finisca con un dente — altrimenti all'angolo resta una linguetta sottile che si spezza al primo montaggio.

La profondità dei denti corrisponde sempre esattamente allo spessore della parete opposta. Se è minore il dente non è a filo; se è maggiore sporge e va ripreso.

Lo spessore non è preciso come sembra

Qui si annida l'errore che manda in crisi la catena di quote più pulita: « acrilico 3 mm » non significa che la lastra sia spessa 3,00 mm. L'acrilico colato si produce con una tolleranza di spessore notevole — è ammesso ± (0,4 + 0,1 × spessore) mm. A 3 mm sono fino a ±0,7 mm; la lastra può quindi stare fra 2,3 e 3,7 mm.

Chi disegna una scanalatura o una cava a esattamente 3,0 mm otterrà quindi, secondo il lotto, un giunto che stringe o uno che balla — dallo stesso identico file. Non è un difetto di produzione ma la norma del materiale.

Tre modi per gestirlo: misura lo spessore reale della tua lastra e disegna di conseguenza. Oppure progetta giunti che tollerano lo scarto — avvitati invece che a incastro, o con gioco per la colla. Oppure prendi acrilico di precisione, prodotto con ±0,1 mm; per accoppiamenti che devono davvero tornare, è la via più diretta.

La catena delle tolleranze

Ogni incastro porta con sé del gioco. Con dente e asola vale il doppio della fuga — circa 0,7 mm con acrilico da 3 mm. Su quattro angoli si somma in una scatola visibilmente storta, anche se ogni singolo pezzo è corretto.

Quindi: o compensi la fuga nel disegno, o prevedi una colla che riempia il gioco. Entrambi insieme è la soluzione più robusta. Il calcolo della compensazione è nell'articolo sulla fuga di taglio.

Come si toglie poi il coperchio

Una scatola incastrata e incollata tutt'intorno è solida ma definitiva. Per tutto ciò che contiene elettronica serve un accesso. Tre strade si sono affermate: il coperchio è avvitato, e allora servono inserti filettati o listelli incollati con fori — l'acrilico da solo non tiene una filettatura. Oppure il coperchio è inserito e appoggia su listelli perimetrali. Oppure la scatola è tenuta insieme da barre filettate passanti attraverso tutti i pannelli; si vede spesso in amplificatori e alimentatori.

In ogni caso: i punti di fissaggio vanno nel disegno prima di distribuire i denti. A posteriori un foro cade raramente dove c'è ancora materiale.

Intagli per i connettori

Prese, interruttori e display stanno quasi sempre nel pannello frontale o posteriore. Prendi le quote dalla scheda tecnica del componente, non dal calibro su un campione — e ricorda che un intaglio esce più grande del disegno per via della fuga. Su una presa tonda è gioco benvenuto, su una finestra display si vede.

Le feritoie di ventilazione costano meno di qualsiasi altro raffreddamento, ma consumano lunghezza di taglio e quindi denaro. Poche feritoie lunghe costano meno di molte corte, a parità di superficie aperta.

Come procedere

1. Fissa la quota interna — cosa deve entrare, con quanto gioco.
2. Decidi quali pareti stanno all'esterno e quali si inseriscono fra le altre.
3. Percorri una volta per intero la catena di quote e annota le misure esterne.
4. Distribuisci i denti, con un dente a entrambe le estremità di ogni bordo.
5. Inserisci intagli, fori e punti di fissaggio.
6. Compensa la fuga e ordina una sola coppia di angoli come taglio di prova prima di lanciare l'intera scatola.

I generatori come punto di partenza

Per le forme standard non devi disegnare nulla a mano. Generatori liberi come boxes.py producono scatole a incastro, intagli compresi, come file vettoriale pronto, con fuga regolabile. Noi stessi vi rimandiamo da anni quando un cliente cerca un punto di partenza.

Due cose restano comunque tuo compito: il valore di fuga del generatore deve corrispondere al nostro materiale — per questo esiste un generatore di taglio di prova dedicato. E gli intagli per i tuoi componenti specifici li inserisci poi tu.