Projektowanie obudów z płyt

Prostopadłościenna obudowa ma sześć ścian, ale rzadko sześć różnych elementów: dno i pokrywa są zwykle takie same, oba boki również, a różnią się tylko front i tył swoimi wycięciami. Z sześciu ścian powstają więc trzy lub cztery rysunki — to pierwszy krok i oszczędza więcej czasu niż jakakolwiek późniejsza optymalizacja.

Wszystkie elementy leżą płasko na tej samej płycie. To, co w gotowej obudowie stoi pionowo, przy rysowaniu jest powierzchnią obok innej. To tłumaczenie między obiektem trójwymiarowym a płaskim rysunkiem jest właściwym krokiem konstrukcyjnym.

Wymiar wewnętrzny czy zewnętrzny — zdecyduj to najpierw

Zanim wpiszesz jakikolwiek wymiar: czy ustalony jest wymiar wewnętrzny, czy zewnętrzny? Oba naraz się nie da. Jeśli w środku ma się zmieścić płytka, wyświetlacz albo zasilacz, wymiar wewnętrzny jest zadany, a zewnętrzny z niego wynika. Jeśli obudowa ma pasować do racka albo na istniejącą powierzchnię, jest odwrotnie.

Najczęstszy błąd konstrukcyjny to zmiana sposobu myślenia w połowie rysunku. Wtedy na końcu brakuje dokładnie jednej grubości materiału — przy akrylu 3 mm płytka się zakleszcza, przy 5 mm w ogóle nie wchodzi.

Połączenie na palce: złącze, które samo się ustawia

Najpowszechniejszym złączem narożnym obudów płytowych jest połączenie na palce: naprzemienne czopy i wycięcia wzdłuż krawędzi, które się zazębiają. Ma trzy zalety — samo ustawia elementy przy montażu, znacznie zwiększa powierzchnię klejenia i trzyma już bez kleju.

Jako szerokość palca sprawdza się dwu- do trzykrotność grubości materiału: przy 3 mm około 6–9 mm. Węższe palce wyglądają subtelniej, ale łatwiej się wyłamują, zwłaszcza w kruchym akrylu. Ważne jest też, by każda krawędź zaczynała się i kończyła czopem — inaczej w narożniku zostaje cienki języczek materiału, który pęka przy pierwszym składaniu.

Głębokość palców odpowiada zawsze dokładnie grubości ściany przeciwległej. Jeśli jest mniejsza, czop nie licuje; jeśli większa, wystaje i wymaga obróbki.

Grubość materiału nie jest tak dokładna, jak brzmi

Tu czai się błąd, który wywraca najczystszy łańcuch wymiarowy: « akryl 3 mm » nie oznacza, że płyta ma 3,00 mm. Akryl lany produkowany jest ze znaczną tolerancją grubości — dopuszczalne jest ± (0,4 + 0,1 × grubość) mm. Przy 3 mm to nawet ±0,7 mm; płyta może więc mieć od 2,3 do 3,7 mm.

Kto narysuje rowek albo wycięcie na dokładnie 3,0 mm, otrzyma zatem — zależnie od partii — połączenie, które się zakleszcza, albo takie, które luzuje. Z identycznego pliku. To nie błąd produkcji, lecz norma materiałowa.

Trzy sposoby, by sobie z tym poradzić: zmierz rzeczywistą grubość swojej płyty i rysuj według niej. Albo projektuj połączenia tolerujące odchyłkę — skręcane zamiast wtykanych, albo ze szczeliną klejową. Albo weź akryl precyzyjny, produkowany z tolerancją ±0,1 mm; dla pasowań, które naprawdę muszą się zgadzać, to najkrótsza droga.

Łańcuch tolerancji

Każde złącze wtykane wnosi luz. Przy czopie i gnieździe jest on dwukrotnością szczeliny — przy akrylu 3 mm około 0,7 mm. Na czterech narożnikach sumuje się to w obudowę stojącą widocznie krzywo, choć każdy element z osobna jest poprawny.

Zatem: albo kompensujesz szczelinę w rysunku, albo planujesz klej, który wypełni luz. Oba naraz są najbardziej niezawodne. Jak kompensacja działa rachunkowo, opisuje artykuł o szczelinie cięcia.

Jak zdjąć potem pokrywę

Obudowa dookoła połączona na palce i sklejona jest stabilna, ale ostateczna. Do wszystkiego z elektroniką potrzebny jest dostęp. Sprawdziły się trzy drogi: pokrywa jest skręcana, wtedy potrzebne są wkładki gwintowane albo przyklejone listwy z otworami — sam akryl nie utrzyma nacinanego gwintu. Albo pokrywa jest wkładana i spoczywa na obwodowych listwach. Albo obudowę spinają pręty gwintowane przechodzące przez wszystkie płyty; tę konstrukcję widuje się często we wzmacniaczach i zasilaczach.

W każdym razie: punkty skręcania trafiają do rysunku przed rozmieszczeniem palców. Później otwór rzadko wypada tam, gdzie jeszcze jest materiał.

Wycięcia na złącza

Gniazda, przełączniki i wyświetlacze siedzą prawie zawsze w panelu czołowym lub tylnym. Wymiary bierz z karty katalogowej podzespołu, nie z suwmiarki na próbce — i pamiętaj, że wycięcie przez szczelinę wychodzi większe niż narysowane. Przy gniazdach okrągłych to mile widziany luz, przy okienku wyświetlacza to widać.

Szczeliny wentylacyjne kosztują mniej niż jakiekolwiek inne chłodzenie, ale zużywają długość cięcia, a więc pieniądze. Kilka dłuższych szczelin kosztuje mniej niż wiele krótkich przy tej samej powierzchni otwartej.

Sposób postępowania

1. Ustal wymiar wewnętrzny — co ma się zmieścić i z jakim luzem.
2. Zdecyduj, które ściany biegną na zewnątrz, a które wchodzą między nie.
3. Przelicz raz cały łańcuch wymiarowy i zapisz wymiary zewnętrzne.
4. Rozmieść palce, z czopem na obu końcach każdej krawędzi.
5. Nanieś wycięcia, otwory i punkty skręcania.
6. Skompensuj szczelinę i zamów jedną parę narożników jako cięcie próbne, zanim ruszy cała obudowa.

Generatory jako punkt wyjścia

Dla kształtów standardowych nie musisz rysować niczego ręcznie. Darmowe generatory takie jak boxes.py tworzą pudełka na palce wraz z wycięciami jako gotowy plik wektorowy, z regulowaną szczeliną. Sami odsyłamy do nich od lat, gdy klienci pytają o punkt wyjścia.

Dwie rzeczy pozostają jednak twoim zadaniem: wartość szczeliny w generatorze musi pasować do naszego materiału — służy do tego osobny generator cięcia próbnego. A wycięcia na twoje konkretne podzespoły nanosisz potem sam.