Контейнер для магнитометра

Этап #1 Постановка задачи

Дизайн корпуса у нового магнитометра МБС-05 СКИФ уже имелся.

Нам предстояло разработать его конструкцию и обеспечить производство прототипа (а потом взять на себя и производство серийных корпусов небольшими тиражами).

По сути, корпус состоит из двух частей: основной и транспортировочного защитного чехла. Последний должен сохранить его начинку в целости даже при падении с метровой высоты.

Всё вроде бы просто, если не считать того, для чего именно прибор предназначен — для измерения характеристик магнитного поля и магнитных свойств веществ — обычный магнитометр для газо- и нефтепроводов.

Такие девайсы должны хорошо отрабатывать в любых условиях, включая непролазную грязь, пустыни и болота, так что к их корпусам предъявлялись требования как к космическим аппаратам: прочный (его роняют, на него падают, на нём даже могут повисеть), надёжный, безотказный, лёгкий, складывающийся, стойкий к УФ-излучению, подходящий для апгрейда, способный нормально функционировать при температурах от -20 до + 50 °C и влажности до 100%, IP — минимум 64.

Но если бы это были все требования. Цена у магнитометра очень ощутимая, и её надо оправдать в том числе и внешним видом прибора. Да, устройство будет выпускаться мелкими сериями, но выглядеть оно должно так, чтобы при демонстрации ни у кого не возникало ощущения что оно собрано на коленке. Изменить дизайн здесь — не проблема, проблема — суметь изменённое реализовать.

Ну и вишенка на торте — корпус должен быть искробезопасным.

Уже на этапе эскизной конструкции мы провели анализ доступных технологий и материалов и предложили несколько вариантов для корпуса магнитометра (с учётом как характеристик материалов, так и предстоящего мелкосерийного производства). Эти варианты — полиуретан, отлитый в силиконовые формы, анодированный алюминий и листовой акриловый пластик.

Заказчика устроил лишь пластик. Для обеспечения искробезопасности — снятия статического электричества — корпус придётся покрывать лаком.

Этап #2 Инжиниринг. CAD-моделирование

Цвет корпуса неспроста выбран таким ярким: прибор должно быть видно и сумерки, и ночью — чтобы его можно было легко найти в темноте. Кстати, в «серии» на магнитометре будут и световозвращающие полосы

Дизайн и цвета определены, модели компонентов от заказчика прибыли, можно спокойно заниматься конструкцией.

Хотя... «спокойно» — не про этот корпус.

Он складывающийся — чтобы было удобно перевозить. Но нам нужно придумать, как его складывать — и как при этом обеспечить контакт электроники в правой и левой частях прибора плюс, разумеется, герметичность. Допустимы либо разъём, либо кабельное соединение частей корпуса — как у ноутбуков. Остановились на кабельном соединении.

На исходной модели прибора расположены несколько отсеков — два из них используются часто (в них размещены дисплей с кнопками и одометр с катушкой), поэтому их крышки должны быть прозрачными. Всегда прозрачными, потому что на старых версиях сквозь них быстро становилось ничего не видно: стёкла царапались моментально, и, чтобы посмотреть, что показывает прибор, пользователи были вынуждены держать их открытыми постоянно. Лучше сделать крышки составными: рамка плюс стекло. Поменять последнее выйдет гораздо дешевле и быстрее, чем заменить всю крышку. Да и вообще, можно объединить два небольших окошка в одно побольше.

Непрозрачной крышкой будет закрыт аккумуляторный отсек.

Ещё одна «фишка» магнитометра — крепления для ранцевого подвеса: прибор приходится носить на себе. Нужно придумать надёжный способ крепления ремней.

Разработанная Формлабом модель:

И всё-таки технологией производства станет литьё в силиконовые формы. Во-первых, сыграла роль цена. Во-вторых, полиуретан проверили на износ, провернув в бетономешалке с гравием, и то, что вытащили из бетономешалки после теста, заказчика приятно удивило.

Петли под ранцевый крепёж будут стальными, ручка и нижние крышки — анодированный алюминий.

Подобрали лак, сделали выкраски и проверили, как краска ведет себя с лаком. Адгезия оказалась на высоте.

Делаем рендеры:

Уточняем цвета и текстуры:

Этап #3. Конструкторская документация

Этап #4. Прототипирование

Материал для прототипа выбирали исходя из его жёсткости — самый близкий к полиуретану. Им стал поликарбонат. Из-за того, что окрашенного в «наш» цвет поликарбоната в природе не водится, пришлось его красить — чтобы устройство выглядело так же, как и в жизни.

Выяснилось, что замки на крышках открывались и закрывались с трудом — это произошло из-за слоев краски на деталях. Проявились и другие вроде бы мелочи наподобие «не тех» отверстий крепежа, недостаточной жёсткости крышек, надёжности защёлок и т.д. Но прототип для того и нужен, чтобы такие недостатки корпуса не пошли в «серию».

Скоро предстоит тестирование нового магнитометра в реальных условиях эксплуатации. То есть в болотах, сугробах и других замечательных местах.

— Проект по разработке конструкции корпуса магнитометра — очередной из той серии, когда заказчик приходит в Формлаб с уже готовым дизайном: чтобы мы этот дизайн «отехнологичили» и довели продукт серийного образца. И скажу честно — крайне редко бывает так, что такой дизайн — со стороны — у нас получилось бы реализовать без существенных правок.

Причин этому может быть несколько. Скажем, в «обычной» жизни дизайнер специализируется на чём-то другом (например, web-дизайнер, скорее всего, далёк от технологий производства пластиковых корпусов и не может при разработке учитывать многие важные нюансы). Или он не может в полной мере понять требования ТЗ по «начинке» (рисуя корпус, дизайнер зачастую не задумывается, как потом его будут собирать).

Но в этом проекте нам повезло с дизайн-концептом — он оказался достаточно технологичным. Изменения были не столь значительны, как обычно в таких случаях, и от первоначальной идеи мы практически не отошли (ну, разве что немного улучшили прибор :).

Поэтому совет тем, кто захочет найти промышленного дизайнера для своего корпуса: сначала изучите портфолио исполнителя на предмет реализованных идей в заданных технологиях — сравните эскизы/рендеры продукта с фотографиями реального изделия. Найдите разницу. Если она бросается в глаза, то, скорее всего, человек не сильно разбирается в промдизайне (хотя он может быть отличным художником и уметь рисовать красивые картинки).

Евгений Аракас,
руководитель проекта

Крайне редко бывает так, что дизайн «со стороны» у нас получилось бы реализовать без существенных правок. На этот раз всё получилось.