Запуск нового устройства — это всегда выбор. Один из первых и самых непростых вопросов, с которым сталкиваются как стартаперы, так и крупные компании при выводе нового продукта на рынок: стоит ли разрабатывать уникальный корпус с нуля или лучше использовать готовое покупное решение?
Кажется, что для опытных разработчиков ответ очевиден, но на деле он далеко не однозначен. Чтобы этот вопрос не стал для вас камнем преткновения, давайте разберем несколько практических примеров. Наш обзор поможет вам взвесить все «за» и «против» и принять верное решение.
Корпуса для 19” стойки
Рассмотрим пример самого простого корпуса размером 1U (высота 44мм) для 19” стойки (ширина 448,5мм).
Покупной корпус
На фото ниже показано, как выглядит готовое серийное изделие при заказе через интернет.
Для этого корпуса производитель предоставляет 3D-модели для скачивания. Однако так бывает не всегда: многие корпуса поставляются либо без 3D-моделей, либо с чертежами, содержащими неполную информацию.
Модель в сборе выглядит так:
Ориентировочная стоимость корпуса в единичном экземпляре — порядка 115$.
Но, как видно на фото, у него нет ни стоек для крепления платы, ни отверстий для охлаждения, ни разъемов на задней панели, а передняя панель полностью гладкая.
Следовательно, в проект неизбежно закладываются затраты на работу инженера-конструктора: он разместит компоненты внутри и подготовит чертежи под производство.
А вот как тот же покупной корпус выглядит после доработки:
Брендирование в таком случае сводится к наклейке стикера с логотипом на переднюю панель. Но это не делает корпус уникальным — он остается серийным и легко узнаваемым.
Кастомный корпус
Такой путь требует полноценной разработки. Однако это открывает широкие возможности:
продумать удобное расположение компонентов;
выбрать оптимальные материалы;
спроектировать эффективную циркуляцию воздуха;
задать нужные габариты;
унифицировать дизайн под целую линейку устройств.
Пример кастомного корпуса:
На первый взгляд он мало чем отличается от покупного. Однако стоит взять оба в руки — и даже непосвященный сразу почувствует разницу: этот корпус надежнее, солиднее, выглядит дороже. Корпус состоит всего из двух деталей — верхней крышки и нижнего основания. При этом в нижнем основании предусмотрено множество решений, которых нет в покупных аналогах:
запрессованные стойки для монтажа плат;
пуклёвки для надежного соединения заземления двух деталей корпуса;
отверстия под вентиляторы;
другие конструктивные элементы, повышающие функциональность и ряд других решений, которые в покупных корпусах попросту отсутствуют.
Верхняя крышка:
Нижнее основание:
Такие корпуса изготавливаются преимущественно из листового металла с применением лазерной резки и гибки.
Корпус для электрооборудования
Рассмотрим герметичные металлические корпуса. Если устройство предназначено для индустриального применения, не имеет требований к внешнему виду и располагается в месте, скрытом от пользователя, в таких случаях вполне оправдано использование готовых покупных решений.
Покупной корпус:
Такие корпуса производятся методом литья алюминия под давлением. Для этого требуется дорогостоящая оснастка, но выбор готовых решений на рынке весьма широк: доступны различные типоразмеры, с крепежным фланцем или с резьбовыми отверстиями.
Производители также предлагают широкий набор аксессуаров: пластины для монтажа плат, кронштейны для крепления к столбу, навесные фланцы для корпусов с резьбовыми отверстиями.
Пластина для монтажа плат:
Кронштейн для крепления к столбу:
Навесной фланец для корпуса с резьбовыми отверстиями:
Конечно, такие корпуса требуют доработки под конкретные задачи. Многие производители предоставляют услуги механической обработки по чертежам заказчика.
Достаточно скачать с сайта 3D-модель корпуса, разместить внутри плату, компоненты и разъемы — и можно получить готовые доработанные корпуса, не занимаясь самостоятельным производством.
Кроме того, покупной корпус можно «приукрасить» наклейками или нанести собственный логотип — в результате получится вполне достойный продукт.
Ниже приведены примеры использования таких покупных корпусов:
Герметичное устройство без требований к внешнему виду на базе покупного корпуса:
Брендированное герметичное устройство на базе покупного корпуса:
Для наглядного сравнения приведем примеры кастомных корпусов
Оригинальный дизайн:
Устройство с отведением тепла на корпус:
В чём принципиальные отличия?
Внешний вид. Не «безликий» покупной корпус, а оригинальный, узнаваемый дизайн.
Эргономика. Расположение разъемов и крепежных отверстий не случайно — оно продумано и вписано в общую концепцию.
Удобство монтажа. Внутри предусмотрены стойки и крепления для платы.
Терморегулирование. Корпус спроектирован так, чтобы отводить тепло от греющихся компонентов — он сам работает как радиатор.
Пластиковые корпуса
Модульные корпуса для электроники
Модульные корпуса для монтажной рейки отличаются высокой степенью унификации — как по способу крепления, так и по форм-фактору устанавливаемых компонентов. Доступны версии как с дисплеем, так и без него.
Ассортимент на рынке широк, и производители предлагают различные вставки для основной детали, что позволяет гибко настраивать переднюю панель под вашу задачу.
Вставка покупного корпуса:
Покупной корпус без дисплея:
Покупной корпус с дисплеем:
В таких корпусах применяются сложные пластиковые детали. Для каждой из них требуется дорогостоящая оснастка (литьевая форма). Если оснастка используется не на постоянной основе, а эпизодически, возникает необходимость в ее консервации и организации хранения.
Целесообразность изготовления таких кастомных корпусов возникает при необходимости выпуска больших партий, соблюдения только своей системы модульности, подстройки под индивидуальный форм-фактор и обеспечения уникального внешнего вида.
Пример как выглядит кастомный модульный корпус:
Корпуса носимой электроники
Корпуса для носимой электроники в большинстве случаев изготавливаются кастомными. Это связано с отсутствием стандартного форм-фактора: ключевое значение имеют эргономика (так как устройство непосредственно контактирует с пользователем), минимизация (чем меньше — тем лучше), оригинальный дизайн для узнаваемости и возможность различных сценариев ношения (в кармане, на поясе, на руке в чехле). Тем не менее на рынке представлены и готовые решения для таких устройств.
Примеры покупных пластиковых корпусов для носимой электроники различного форм-фактора:
Безличные корпуса нуждаются в доработке под разъёмы, дисплей и кнопки. Кроме того, они не обладают оригинальным дизайном.
Кастомные корпуса, напротив, позволяют не только реализовать оригинальный дизайн, но и вести проектирование параллельно с разработкой электроники — это критически важно при минимизации устройства. Кроме того, обеспечивается свобода при проектировании печатной платы и расположении компонентов. Рассмотрим несколько примеров кастомных корпусов.
Корпус отличается оригинальным дизайном, наличием сменных насадок и софтач-вставками, выполненными методом двухкомпонентного литья:
В этом корпусе реализованы резиновый бампер, специальный слот для прокладки и закрепления кабеля, а также отсек для хранения дополнительных инструментов:
В этом корпусе реализованы необычный форм-фактор с креплением на ремень, большой экран и водонепроницаемость со степенью защиты IP67.
Устройство носится на руке, имеет водонепроницаемый корпус со степенью защиты IP67, а также оснащено кнопкой и USB-разъёмом.
Рассмотренные примеры показывают, что такие корпуса требуют кастомизации. В зависимости от серийности можно применить один из нескольких подходов к производству.
1. 3D-печать
Дешёвая, низкого качества – применяется для проверки внешнего вида, эргономики и собираемости.
Дорогая, высокого качества – используется для изготовления выставочных макетов (с дополнительной ручной обработкой или без неё). Единичное производство.
2. Литьё в силиконовые формы
Применяется для мелкосерийного производства, например, когда необходимо выпустить небольшую партию для проверки рынка.
Важный момент: не всегда удаётся отлить в силиконовые формы изделие, спроектированное под металлические формы. Для силиконового литья требуется бо́льшая толщина стенки, что зачастую ведёт к разработке отдельного комплекта конструкторской документации.
3. Литьё в металлические формы
Используется для средних и крупных серий. Оснастка (литьевые формы) достаточно дорогая, поэтому запуск такого производства требует тщательного обоснования. Стоимость оснастки может быть компенсирована либо высокой ценой готового изделия (когда корпус составляет малую долю в себестоимости), либо большим объёмом выпуска.
Выводы
Покупные корпуса могут использоваться для мелких серий или на этапе стартапа, однако в большинстве случаев без доработки и дополнительного проектирования не обойтись. Если требуется оригинальный дизайн или специфические условия эксплуатации, корпус должен быть кастомным. На ранних этапах (например, при проверке сборки или выходе на рынок) целесообразно применять недорогие технологии изготовления перед переходом в массовое производство.
Кастомный корпус
Достоинства
Уникальность, оптимизация под электронику, удобный конструктив
Недостатки
Сложность разработки, трудоёмкость изготовления, высокая стоимость.
Покупной корпус
Достоинства
Низкая цена, быстрый запуск
Недостатки
Недостаточная документация то производителя, типовой внешний вид, ограниченный выбор размеров, возможное низкое качество, расходы на доставку, необходимость доработки, риск снятия с производства.
