Формлаб I 2018

Приёмник системы подземной локации бурения

Разработка дизайна и эргономического решения корпуса локатора. Весь проект поэтапно и в деталях
Этап #1

Постановка задачи

Этот прибор не надо разрабатывать с нуля — его давно уже продают, причём не только на российском рынке. Специфика этого рынка заключается в том, что китайские конкуренты часто переманивают клиентов на свою сторону, демонстрируя приятный внешний вид продукта. Покупатели делают стойку на хороший дизайн прибора и уже не такое пристальное внимание уделяют его характеристикам.

Убедившись в этом, заказчик вовремя пришёл к нам за рестайлингом.
Конкурентные разработки
Вот старая версия прибора:
Приёмник системы подземной локации бурения. Существующая версия
Приёмник системы подземной локации бурения. Существующая версия
Приёмник используется в процессе горизонтального бурения: с его помощью оператор может одновременно следить за положением бура (в буре есть зонд — источник переменного магнитного поля) и определять места расположения подземных коммуникаций — чтобы не зацепить их в процессе бурения трубопровода.

Основные электронные блоки и компоновка прибора остаются теми же, что и в старой версии, но добавляется функционал и изменяется отображение информации на дисплеях приёмника и повторителя.
Как работает приёмник системы подземной локации бурения — схема
Как работает приёмник системы подземной локации бурения — схема
Степень пыле- и влагозащиты прибора — IP65, масса — 2 кг; элементы — корпус с рукояткой (обязательно с накладкой, чтобы не выскальзывала из рук), дисплей, плёночная клавиатура с пятью кнопками, аккумуляторы разной ёмкости и конфигурации (в зависимости от комплектации), 3D-антенна для определения вектора магнитного поля, антенны радиомодемной связи и ультразвукового сенсора определения дистанции между прибором и поверхностью. Компоновку блоков менять можно только в случае крайней необходимости: существующая "завязана" на главный элемент прибора, 3D-антенну.

В техзадании сплошные ограничения: отдельные элементы должны быть "обёрнуты" в алюминиевые кожухи — чтобы обеспечить электромагнитную совместимость, их расположение точно изменить не удастся. Практически постоянно прибор ставят на землю, поэтому для того, чтобы удобно было смотреть на дисплей, он должен быть расположен горизонтально.

И едва ли не самое главное: порядок сборки прибора нужно определить едва ли не на этапе эскизов. Ок, ну на следующем этапе — 3D-моделирования — он уже точно должен быть.

При разработке помним, что серийно корпус будет производиться по технологии литья пластика под давлением.
Этап #2

Разработка дизайна корпуса

Эскизирование
Функций на новый дизайн заказчиком возложено более чем достаточно: он должен быть и современным, и технологичным, и определяющим принадлежность к строительной отрасли, и желательно ярко-оранжевого цвета — чтобы одновременно и в фирменных цветах производителя, и чтобы его не так легко было потерять.

Условия эксплуатации — исключительно на открытом пространстве, "на улице", — определяют фактуру материала корпуса: только матовые поверхности, без глянца.

Мало того: на ближайшее будущее разработчик запланировал создание прибора попроще и подешевле, а может, и вовсе линейки продуктов — с разным функционалом, но в одном корпусе. Нужно предусмотреть для всей этой "армии" устройств повторяющиеся элементы дизайна: визуально разница между приборами линейки будет обозначена за счёт "своих" для каждой модификации наклеек и расположения надписей на корпусах. Но пока делаем один вариант — для самой массовой модели.
— Если планируете модернизировать линейку своих устройств, начать лучше не с флагмана или самой дешёвой модели, например, а с той, которая даёт максимально ровные продажи и выручку уже сейчас.

Андрей Востриков
Руководитель бюро инженерного дизайна Формлаб
Дополнительное пожелание: пусть корпус создаёт впечатление принадлежности устройства к премиум-сегменту аппаратуры.

Порисуем?
Стадия чернового эскизирования:
Отбор самых лучших эскизов произведён, переходим к чистовикам:
Выбранный концепт. Как и заказывали, оранжевый цвет:
Этап #3

Разработка дизайна корпуса

3D-моделирование
На этом этапе, как уже было сказано, мы не просто занимаемся 3D-моделированием, а сразу создаём технологическую схему сборки. Схема включает в себя принципы разбиения конструкции на детали, принципы соединения деталей, а также последовательность технологических операций при производстве по технологии литья пластмасс под давлением.

Но прежде нужно рассчитать развесовку прибора (с несколькими типами аккумуляторов), чтобы у оператора, который пользуется прибором, не так сильно уставала рука. Получили массу компонентов, ищем. Центр тяжести будет где-то между указательным пальцем и средним:
Дорабатываем модель по замечаниям:
А может, вообще попробовать обратить внимание заказчика на другой концепт, который визуально "полегче"?
Вариант дизайна приёмника "полегче"
Вариант дизайна "полегче"
Важный элемент — рукоятка прибора. О ней говорилось в техзадании — для ручки обязательна накладка, чтобы устройство не выскальзывало из рук. Нарисовать накладку — пять минут, а вот реализовать нарисованное немного сложнее: например, если приклеивать, то рано или поздно, но клей не выдержит, и накладка отвалится. Поэтому здесь необходимо придумать что-то другое, но надёжное и легко реализуемое при производстве. Может быть, таким решением станет двухкомпонентное литьё (но осторожно, чтобы стык не был заметен).

Решение с двухкомпонентным литьём ощутимо дороже при запуске (и форма стоит в два раза больше, чем при однокомпонентном, и отливка), но затраты отобьются крупной партии за счёт экономии на сборке: "минусуется" операция по наклейке обрезиненной детали.

Эргономическое решение существующей ручки тоже впечатления не производило: прямоугольного сечения, сделана грубовато, — в общем, ощутить её удобство никак не получалось. Что придумать, чтобы брать приёмник в руки было комфортно? Предусмотреть выемки под пальцы? Но они часто оказываются неудобными. Отказаться от строго горизонтального положения и сделать скос?

Похоже, здесь без вариантов: нужно делать макет и проверять "живьём". Поэтому сначала мы слепили макет рукоятки, отсканировали его и сделали 3D-модель. Вот она.
Модель рукоятки
Модель рукоятки приёмника
В "нашей" модели рукоятка короче, чем в старом, её надо как-то состыковать с корпусом. Пришлось немного увеличить габариты последнего и подрезать ручку. Проверили на макете — рукой в рукавице держать прибор удобно. Пошли дальше.
Габариты старой рукоятки больше, чем новой
Габариты старой рукоятки больше, чем новой
Обновлённая модель с прорезиненной рукояткой (да, будет двухкомпонентное литьё):
Ещё немного правок — на рендерах, в частности, показан разный рисунок "подошвы":
Всё хорошо, подойдёт "подошва" с первого рендера, только её рёбра нужно слегка увеличить.
Допиливаем — уточняем уклоны, окончательно формируем разбивку на детали, выводим переходы поверхностей:
Ещё немного правок — и можно приступать к макетированию.
Этап #4

Макетирование

Печать полногабаритного макета
Документация для производства макета сдана заказчику, и вот уже изготовлен макет — с доводкой поверхности и покраской.

Только вот при сушке в камере макет сжался и потерял геометрию — подрядчик клиента был отличный маляр, но не учёл, что пластик, используемый для 3D-печати, не выдерживает температуры в сушилке и сжимается.
Готовый приёмник:
— Если вы планируете выходить на валютные рынки, то полагаться только на дешевизну или хороший функционал своего продукта не получится, — даже и не найдетесь! Чем конкурентнее рынок, тем больше свойств изделия надо улучшать, и невнятный дизайн прибора легко может сыграть здесь роль стоп-фактора.

Андрей Востриков
Руководитель бюро инженерного дизайна Формлаб
Если вы планируете выходить на валютные рынки, то полагаться только на дешевизну или хороший функционал своего продукта не получится, — даже и не найдетесь!
Официальный сайт производителя устройства: