Корпус глубиномера «Практик»
Заказчик
Русонар – российская научно-производственная компания, разработчик и производитель контрольно-измерительной техники: портативных эхолотов, других сопутствующих устройств для любительской и профессиональной рыбалки и ТОС-анализаторов (приборы для контроля качества деионизованной воды).
Задача
Разработать дизайн и конструкцию корпуса глубиномера в соответствии с требованиями заказчика к форме, дизайну, характеристикам устройства и бюджету.
Решение
Мы помогли клиенту запустить в производство корпус нового глубиномера. Наши дизайнеры и конструкторы учли мельчайшие детали на всех этапах от проработки концепции до изготовления прототипа и постановки на производство.
Свойства плавучести и герметичности позволяют использовать устройство для измерения глубины в необходимой точке водоема. Возможно использование зимой через лед и для замера воды в лунках. Кроме того, глубиномер может измерять уровень жидкости в сосудах.
1. Концепция
Наши конструкторы изучили техническое задание заказчика и разработали концепцию устройства: структурными элементами глубиномера стали датчик эхолота, трубка, основной корпус, верхняя накладка и стекло. Для изготовлении трубки выбрали метод экструзии, позволивший значительно удешевить конструкцию.
Первые наброски дизайнера:
Первые дизайн-концепции:
2. Промышленный дизайн
Дальнейшая проработка концепции позволила конструкторам значительно упростить корпус для изготовления. Из первоначально имеющихся одиннадцати деталей корпуса осталось три – стекло, кнопка и корпус.
В это же время появились дополнительные требования по дизайну и конструкции:
- наличие среза на корпусе, предотвращающего скатывание глубиномера по поверхности;
- удобное расположение кнопки управления; определена оптимальная длина глубиномера и размер дисплея для удобного и надежного хвата рукой с толстой перчаткой и без неё;
- соблюдение бренд-бука изделий заказчика (фирменные цвета, очертания кнопки и иконки дисплея).
Дизайнер учел данные требования и предложил пять новых вариантов дизайна глубиномера.
Проработка дизайн-концепций:
Moon:
Solid:
Tide:
Для дальнейшей работы выбрана концепция Moon. Ее отличают следующие особенности:
- Круглая форма оголовка с дисплеем.
- Расположение кнопки сбоку на скошенном месте оголовка. Нажатие большим пальцем.
- Цвет корпуса – чёрный.
- Цвет кнопки – контрастный оранжевый.
- Диаметр корпуса у датчика равен диаметру имеющегося датчика.
- Увеличение диаметра корпуса к дисплею для обеспечения минимального литьевого угла.
- Расположение отверстия для шнурка напротив кнопки.
Параллельно дизайнеры разрабатывали варианты дизайна дисплея. Он должен показывать три цифры с разделительной точкой, индикатор заряда батареи, иконку для информирования о наличие рыб. Для минимизации стоимости конечного продукта дисплей выполнен в монохроме и без наличия подсветки.
Финальные варианты дизайна дисплея:
Конструкторы и дизайнеры предусмотрели все необходимые требования и согласовали финальные дизайн-концепции устройства. На последних этапах приняли требуемую шероховатость поверхности корпуса, добавив вокруг кнопки глянцевую поверхность. Конечный вариант дизайна изображен ниже.
3D-модель глубиномера:
3. Прототипирование корпуса
На основе 3D-модели мы приступили к изготовлению прототипа глубиномера при помощи технологии 3D-печати. Некоторые особенности процесса:
- наружная поверхность корпуса окрашена спрей-краской с “софт-тач” эффектом для получения шероховатости корпуса;
- изготовление двух вариантов контакта из нержавеющей стали: толщиной 0,5мм и 0,8мм для проверки требуемой жёсткости;
- отдельное изготовление кнопки из эластичного полимера и ее интеграция в корпус;
- изготовление стекла 3D-печати. разработка макета платы и микрокнопки для нее в целях проверки собираемости изделия.
Первый прототип глубиномера перед нанесением покрытия софт-тач:
Заказчик принимал участие и в процессе прототипирования. По его желанию мы произвели необходимые доработки и приступили к изготовлению финального прототипа и проверке его на собираемость. Все работы велись на производственной базе китайских партнеров.Методом производства прототипа корпуса и кнопки стал метод фрезеровки. Прототип корпуса изготовили по 3D-моделям из цельного бруса пластика, а кнопки – из эластичного полимера. Стекло выполнено из листа оптически прозрачного пластика с реальной шелкографией (цветная печать).
Вид внутренней полости с местами установки и крепления платы и контакта:
Прототип глубиномера в сборе (фрезеровка+склейка+покраска):
4. Постановка на производство
После согласования прототипа с заказчиком мы приступили к подготовке к массовому производству. В рамках этого этапа мы изготовили оснастку, пресс-формы для литья корпуса из полимера и для кнопки корпуса, а также проработали варианты фиксации защитного стекла в корпусе.
Для кнопки мы выбрали способ заливки эластичного полимера в отлитый корпус. Такая технология называется «овермолдинг» или двухкомпонентное литье, различие лишь в применяемом оборудовании. Основные преимущества технологии – абсолютно герметичное соединение двух деталей, отсутствие человеческого фактора и брака.
Пресс-форма корпуса в разрезе по формообразующим. В центре видны очертания двух корпусов глубиномера.
Пресс-форма (в разрезе) для литья кнопки в готовый корпус, который заранее вставляется в гнездо пресс-формы:
Для проработки вариантов фиксации защитного стекла мы рассмотрели два варианта:
- Фиксация клеем — не технологично, присутствует риск ошибки при нанесении клея в процессе сборки.
- Фиксация на специальный двухсторонний скотч 3М — риск возникновения ошибок минимизирован.
Мы выбрали второй способ, так как скотч удобно и надёжно приклеивается к внутренней поверхности по периметру стекла, его удобно транспортировать благодаря защитной плёнке. Из десятка вариантов скотчей различными толщиной и материалами удалось выбрать один, оптимальный.
Первый вариант заливки эластичным полимером кнопки в сравнении с окончательным вариантом:
Готовое рабочее устройство:
Результат
Заказчик получил уникальный прибор для измерения глубины в конкретной точке водоема, работающий даже через лед. Стильный дизайн, удобная конструкция, морозостойкий дисплей, плавучесть – лишь некоторые из многих преимуществ устройства. Мы выпустили первую партию размером в 6000 устройств. Они успешно прошли все возможные тесты, в том числе на герметичность. Заказчик выпустил видео-презентацию глубиномера и стартовал продажи.