Корпуса для электроники на 3D-принтере с лазерной резкой акриловых панелей: экономика, оборудование, сбыт

Что и кому

Корпус нужен там, где плата уже работает на столе и пора превращать её в устройство: самодельные приборы, контроллеры, метеостанции, пульты, светильники. Покупатели у него радиолюбители, мелкие производители электроники и стартапы, которым не нужна литьевая форма на тираж в сотню штук. Напечатанный корпус заменяет форму и появляется за день.

В выборке Яндекс Маркета готовые корпуса стоят от 285 до 2 700 рублей. Дешёвые варианты стоят так: под плату ESP32 с экраном 3,5 дюйма 285 рублей, под ESP32-CAM 466, пластиковый корпус для Raspberry Pi 5 503. Корпус под ESP32 с дисплеем 7 дюймов обходится в 1 600–1 850, водонепроницаемый пластиковый 115×90×55 мм в 1 800, а корпус 80×250×65 мм из пластика RAL 7035 в 2 700. Цена растёт вместе с размером и с защитой от воды.

Технология

Основание печатают из PETG: он размягчается около 68 °C (теплостойкость Prusament PETG по паспорту), не боится влаги и просто печатается. ABS выдерживает чуть больший нагрев, но усаживается и требует закрытой камеры принтера. Толщину стенки берут 2–2,4 мм при сопле 0,4 мм и высоте слоя 0,2 мм. Плату крепят на стойках и резьбовых латунных вставках, которые запаивают в пластик паяльником, а резьба, напечатанная прямо в пластике, быстро срывается. Допуски на посадку отверстий закладывают 0,2–0,3 мм, потому что печать даёт небольшое смещение размеров.

Лицевая панель из акрила 3 мм режется на CO2-лазере чисто и с полированной кромкой. Окно под дисплей, вырезы под кнопки и логотип гравируют в том же файле. Акрил можно сделать матовым, прозрачным или тонированным под дисплей.

Защита и безопасность

Степень защиты корпуса указывают по ГОСТ 14254-2015 (код IP). Печатный корпус из PETG без уплотнителя защищает разве что от пыли и случайных брызг, а степень защиты без испытаний не заявляют. Для влажных помещений делают канавку под уплотнительный шнур и закрывают швы герметиком. Для сетевых устройств с опасным напряжением нужен материал с классом горючести (например UL 94 V-0), и обычные PETG и ABS такое требование не выполняют. Для устройств на низком напряжении это не критично.

Режимы и время

Основание занимает принтер на три-четыре часа в зависимости от объёма. Этот этап не требует оператора, поэтому ферму из нескольких принтеров запускают вечером и забирают корпуса утром. На резку акриловой панели уходит около минуты на CO2-станке. Больше всего ручной работы приходится на снятие поддержек, закладку вставок и контроль посадки платы.

Время станка в таблице пересчитано в условные минуты, потому что принтер стоит значительно дешевле лазера. Реальная мощность одного принтера составляет несколько корпусов в сутки, а объём в сотни штук в месяц требует нескольких принтеров.

Каналы

Маркетплейсы покупают готовые корпуса под популярные платы. Для разработчиков, которым нужен корпус по своим размерам, работа идёт по заказу: клиент присылает 3D-модель или чертёж, а вы печатаете корпус и вырезаете крышку. Студии печати вроде SIBMAKER принимают заказы на печать и моделирование, а рядом у них работает лазерный станок Wattsan 1290 LT, и это пример связки принтера и лазера под одним зонтом.

Старт

Понадобятся принтер для PETG с закрытой камерой и CO2-станок с полем 600×400 мм для акрила. Для акрила 3 мм подходят настольные CO2-станки, например Zerder Mini 6040 или Wattsan 6040, а при поле 900×600 мм модель 6090 от того же производителя. Начните с каталога из 10 корпусов для популярных плат и пробной партии на маркетплейс.

Документация и файлы

К готовому корпусу полезно приложить файлы для самостоятельной печати и чертёж крышки, потому что радиолюбители ценят возможность изменить вырез под свой разъём. Для корпуса под другую плату понадобятся размеры платы и высота разъёмов, а пробный образец печатают с малой высотой слоя и проверяют посадку до серии.