Разработка корпуса электронного устройства: просто о сложном
Разработка корпуса — это ответственный этап производства электронной техники. Понятно, что главное находится внутри, но от внешней оболочки зависят такие важные свойства прибора, как герметичность, ударостойкость, взрывобезопасность, защита от несанкционированного считывания информации, не говоря уже об эстетике и эргономике. Часто требуется изготовить корпус по индивидуальному проекту, с учетом особых требований. Кто этим занимается и как проходит процесс, читайте в нашей статье.
Содержание статьи:
Кому требуется услуга
Без электронных устройств не обходится практически ни одна сфера жизни: они используются в быту, в промышленности, в транспорте, в медицине, в системах связи... Одна из обязательных стадий изготовления приборов — дизайн корпуса. От него зависит не только внешний вид, но и функциональные характеристики устройства, удобство его применения. Кроме того, дизайн влияет на важнейшие потребительские свойства прибора. В одном случае требуется изготовить корпус с высокой степенью устойчивости к пыли и влаге, в другом — обеспечить ударостойкость, в третьем — электромагнитную защиту. Эти задачи решаются промышленными дизайнерами. Они создают проект, который учитывает все требования заказчика к изделию. Нужные характеристики корпуса достигаются путем применения специальных технологий и материалов. Итак, кому нужна разработка корпусов электронных устройств?
Вот лишь несколько примеров сфер, где востребована услуга:
- Медицинское оборудование. Соблюдение стандартов современной диагностики и лечения заболеваний невозможно без применения надежной и точной электронной аппаратуры. Ультразвуковые сканеры, анализаторы, аппараты для физиотерапии (УВЧ, гальванизации), устройства для ЭКГ, ЭЭГ, ЭМГ, электростимуляторы, приборы для электрохирургии, — это далеко не полный перечень электронной медтехники. К корпусам медицинского оборудования предъявляются различные требования в зависимости от назначения и особенностей эксплуатации. Но в любом случае они должны обеспечивать удобство управления и возможность доступа к внутренним элементам конструкции (для осмотра или ремонта), обладать высокой механической прочностью. Говоря о дизайне современных корпусов медицинского оборудования, нельзя обойти вниманием и эстетическую сторону.
- Оборудование для специальной связи. Радиостанции, телефоны и другие устройства, рассчитанные на работу в экстремальных условиях, должны быть изготовлены в корпусе с высочайшей степенью защиты. Влагостойкость, герметичность, способность выдерживать большие механические нагрузки — обязательные требования к приборам спецсвязи.
- Производство. Промышленное оборудование часто эксплуатируется в сложных условиях. Пыль, влажность, агрессивные химические среды, вибрация, повышенные механические нагрузки — эти и другие факторы диктуют особые требования к корпусам приборов и установок.
- Системы самообслуживания. Корпуса банкоматов, терминалов и других подобных устройств должны исключать возможность несанкционированного проникновения. К оборудованию для наружной установки применяются специальные требования защиты от внешнего воздействия.
- Бытовая электроника. Конкуренция среди производителей в этой сфере очень высока. Для потребителей же внешний вид товара не менее важен, чем его технические характеристики. Чтобы новое устройство получило шанс завоевать рынок, нужно снабдить его не только качественной «начинкой», но и эстетически привлекательным, функциональным и эргономичным дизайном.
Таким образом, услугу разработки корпусов приборов заказывают очень многие: от крупных компаний, выполняющих госзаказы, до сетей бытовой электроники.
Вопрос — ответ
Чем отличается промышленный дизайн корпуса прибора от графического дизайна? Разница между этими понятиями примерно такая же, как между реальным объектом и его изображением. Графический дизайнер рисует плоскую картинку, тогда как промышленный дизайнер создает объемную модель с учетом конструктивного наполнения, технических характеристик и дополнительных требований заказчика. Получается, что этот специалист должен обладать и талантом художника, и навыками инженера.
Как выполняется дизайн корпуса
Разработка корпуса устройства — сложный многоступенчатый процесс. Успешное воплощение пожеланий заказчика требует профессиональных знаний из различных областей. Поэтому в разработке участвует целая команда специалистов: это и дизайнеры, и технологи, и конструкторы. Кроме того, во многих случаях необходимо учитывать специфику той области применения, для которой предназначено устройство. Например, чтобы разработать продуманный дизайн корпуса ультразвукового сканера, нужно разбираться в медицине, а сконструировать надежную радиостанцию для спецсвязи невозможно без понимания условий, в которых она будет функционировать. Как разработать корпус устройства?
Процесс разработки складывается из нескольких этапов:
- Проработка компоновки. От того, как будут располагаться узлы и детали внутри корпуса, зависят надежность конструкции, удобство пользования прибором, простота ремонта. На этом этапе специалисты изучают внутреннее наполнение устройства, продумывают, где лучше разместить компоненты, каким образом их зафиксировать, как расположить на корпусе кнопки управления, индикаторы, сколько разъемов предусмотреть. Если требуется обеспечить охлаждение нагревающихся при работе прибора элементов, нужно рассчитать скорость и направление воздушных потоков.
Разработка компоновки ведется на основании технического задания. Детали обсуждаются и согласуются с заказчиком. По завершении заказчик получает 3D-файлы с несколькими вариантами компоновочных решений. - Промышленный дизайн. На этой стадии ведутся поиски стилистического решения. Учитываются выбранный заказчиком вариант компоновки, особенности технологии, материалы. Чтобы разработать оптимальную концепцию, дизайнеры изучают аналоги, определяют их сильные и слабые стороны. Варианты стилистических решений оформляются в виде эскизов (векторных или 3D).
Понравившийся заказчику эскиз становится основой для дальнейшей детальной проработки. Сначала создается дизайнерская 3D-модель внешних поверхностей изделия, делается ее визуализация. Затем прорабатываются технологические элементы — пока только в черновом варианте. Результаты оформляются в виде буклета или презентации. - Рабочее проектирование. За эту стадию процесса ответственны инженеры-конструкторы. На основе утвержденной дизайнерской модели подробно прорабатываются конструктивные и технологические элементы изделия. Инженер-конструктор определяет окончательное количество деталей, способы их соединения и крепления, создает 3D-модели каждой из них. На этом же этапе выполняются расчеты — прочности конструкции, направления потоков воздуха или жидкостей и так далее, — если это предусмотрено технологией. С помощью специальной программы производится виртуальная сборка корпуса или же посредством 3D-печати создается прототип — макет будущего изделия. Это необходимо для оценки собираемости и технологичности: прототипирование позволяет понять, так же практично и функционально решение в реальности, как «на бумаге».
- Разработка документации для производства. 3D-модели внешних поверхностей корпуса и отдельных деталей — это еще не все, что необходимо для изготовления. Чтобы изделие получилось качественным, нужен полный комплект документов для производства. В них содержится информация, которую следует учесть в процессе изготовления: требования к технологии и оснастке, чертежи деталей, спецификации материалов, способы обработки поверхностей, порядок сборки и другое.
- Организация и сопровождение производства. Если разработка дизайна корпуса на заказ осуществляется под ключ, это обязательная стадия. Авторы проекта должны лично проконтролировать процесс производства, убедиться в том, что он полностью соответствует документации. На стадии сопровождения заказчику предоставляется техническая поддержка по вопросам, связанным с изготовлением изделия.
Если заказчик готов организовать и проконтролировать производство самостоятельно, последние два этапа можно исключить. Но в этом случае он должен понимать, что полностью берет на себя ответственность за качество деталей.
Индивидуальный дизайн корпуса — задача более сложная, чем может показаться на первый взгляд. Чтобы изделие получилось качественным и пригодным для серийного производства, исполнитель должен учитывать множество тонкостей, владеть знаниями из различных областей. Поэтому к выбору студии промышленного дизайна следует подходить со всей ответственностью.