Небольшая история создания кастом-корпуса

1 октября 2009, четверг 11:27
Доброго времени суток, оверклокеры
Представляю вашему вниманию небольшую статью, в которой я расскажу об истории создания кастом-корпуса и основных трудностей, связанных с этим процессом. Все картинки "кликабельны" (осторожно, по ссылкам некоторые картинки >500 КБ, за качество некоторых фоток не пинайте, делал наспех ).


Вступление

Идея создания кастом-корпуса появилась в моей голове внезапно, как следствие мучений по обслуживанию компонентов ПК и СЖО, разместившихся на тот момент (в августе 2008 года) в обычном китайском бюджетном корпусе.


Бюджетный корпус


Несмотря на свою бюджетность, корпус с честью и достоинством перенёс смену трёх платформ, установку СЖО, а также установку с небольшими хирургическими вмешательствами видеокарты класса GTX285. В ходе этих событий сразу начали вырисовываться требования к корпусу:

  • Форм-фактор – ATX Midi-Tower;
  • 3 отсека 5.25” + 1 отсек 3,5” без передних дверц
  • Многоцелевая ориентация – как для любителей СЖО, так и для сторонников воздушных кулеров;
  • Нижняя секция для БП и дополнительного оборудования;
  • Верхняя секция для основных компонентов ПК и корзин;
  • Минимум одна внутренняя корзина на четыре накопителя форм-фактора 3,5”;
  • Поперечное расположение внутренней корзины накопителей HDD с виброизоляцией последних от корпуса;
  • Быстросъёмная монтажная пластина материнской платы;
  • Возможность установки "топовых" видеокарт длиной 270-290 мм;
  • Возможность размещения радиаторов СВО и/или другого оборудования.


Перед любым «изобретением велосипеда» был произведён обзор «доступных» (для жителя российской глубинки) корпусов для «энтузиастов», с перечисленными выше требованиями. В ходе обозревания из основной массы было выделено два интересных корпуса: Antec Perfomance One P190 и 3Q T-001 (не сочтите за рекламу данных продуктов ).

Antec Perfomance One P190 (Общее описание, Сборка и тестирование)

Данный корпус был интересен в первую очередь своим качеством изготовления и внешней отделки, а также возможностью поддержки двух(!) блоков питания, но тут же отрицательное влияние было от дверцы, двух блоков питания идущих в комплекте и общей стоимости (которая и по сей день держится для розничных покупателей в районе $650-700 + доставка).

3Q T-001 (Обзор)

Этот корпус оказался интересным с точки зрения полной сборки-разборки (видимо сказалось тяжёлое детство – не наигрался в конструктор в достаточной мере), но реально в рознице не смог его найти.

Также были изучены корпуса от Lian-Li, Ikonik и Silverstone, но ничего особенного в конструкции за исключением некоторых мелочей найдено не было.

Идея объединения основных требований с поддержкой двух блоков питания, возможностью полной сборки-разборки в одно целое с бюджетом на изготовление до 13000 рублей/корпус (при условии единичного производства) мне показалась весьма заманчивой. С такого вот замысловатого «технического задания» началось проектирование корпуса. Был произведён поиск единомышленников в близких кругах, в результате чего один приятель согласился поучаствовать - разделить все тяготы, лишения и невзгоды, связанные с процессом проектирования и изготовления, но при условии, что второй экземпляр влезет в его нишу компьютерного стола.


Разработка каркаса и выбор материала

Основной идеей при проектировании было создание полностью алюминиевого каркасного корпуса со съёмными боковыми крышками и облицовочными панелями (в целях достижения разумных весо-прочностно-габаритных характеристик с расчетной массой ~8-9 кг).
В первых версиях каркас планировалось изготовить из алюминиевого (сплав АМг2/АМг5) уголка толщиной 2 мм.


Каркас корпуса (v1)


Как видно из рисунка каркас представлял бы из себя две сварные рамы, соединённые «гнутыми» перемычками, но в ходе изысканий от этой идеи пришлось отказаться из-за сложностей, возникающих в процессе сварки левой и правой рамы, да и точность отечественного проката оставляет желать лучшего (а его кривость – худшего в адрес изготовителя ). Кроме этого, в целях попадания в рамки бюджета, в процессе поиска изготовителя пришлось отказаться от «официального изготовления» и искать обходные пути и выходы на конкретных рабочих, из-за чего стало трудно найти сварщиков по алюминию на производствах без пропускной системы. Естественно, о каких-либо кондукторах и точности изготовляемых рам пришлось сразу забыть. Кроме того, рамы, изготовляемые из уголка, пришлось бы отдавать на фрезеровку, что тоже вызвало бы лишние затраты. Поэтому выходом из данной ситуации было выбрано решение – изготовить рамы из уголков, полученных гибкой листа, таким образом, удалось бы исключить фрезеровку и упростить сварку, и как следствие затраты на изготовление прототипа. Окончательная версия каркаса показана на рисунке ниже


Каркас корпуса (v2)


Вроде бы решение с каркасом найдено, но возникает другая проблема. Планировалось все детали делать из алюминиевого листового проката толщинами 1мм и 2мм, но такой вариант быстро отпал при анализе заготовительного процесса, связанного с покупкой как минимум двух целых листов размерами 2х1500х3000 и 1х1500х3000, что вылилось бы в немалую сумму, и самое неприятное – осталось бы чуть больше половины неиспользованного материала. Эта проблема (опять же в рамках бюджета) заставила отказаться от идеи полностью алюминиевого корпуса, и решено было сделать из алюминия только силовые узлы, несущие основную нагрузку (каркас, перемычки каркаса, монтажную пластину, силовые профили). Также из-за экономии в качестве боковых и облицовочных пришлось применить композитные панели Dibond. Все остальные детали пришлось изготавливать из чермета, что вылилось в утяжеление всего корпуса (расчетная масса приблизилась к 12,5-13 кг).


Разработка корзин

Вместе с тем необходимо было разработать две корзины:

  • «Большая» на 3х5.25” + 1х3.5” устройства;
  • «Маленькая» для HDD.

В этом месте тоже была куча «подводных камней», например, при разработке «маленькой» корзины пришлось долго метаться между тремя взаимоисключающими факторами – виброизоляция, быстросъёмность накопителей и технологичность изделия.
«Большая» корзина претерпела всего два изменения:

  • первая версия разрабатывалась как безвинтовое быстросъёмное решение, но от неё также пришлось отказаться после пробного изготовления (и первого эксплуатационного опыта);
  • вторая версия - более простая с точки зрения изготовления с винтовым креплением устройств.

Разработка только корзин заняла по объёму ~50% времени проектирования. Конечные варианты корзин:


Корзина "большая" (v2)


Корзина "маленькая" (v2)



Разработка боковых и облицовочных панелей

Также много изменений пришлось вносить в конструкцию боковых панелей, особенно в их механизм крепления к корпусу. В основном много ограничений было вызвано нишей компьютерного стола товарища по несчастью, поэтому к корпусу предъявлялись жесткие ограничения габаритных размеров, а также ограничения на свободные боковые ходы крышек в этой нише. Изначально предлагалась следующая конструкция крышек


Крышка боковая (v1)


Крышка боковая на корпусе (v1)


Снятие крышки (если корпус находится в нише стола) должно сводиться к трём движениям – сначала вдоль корпуса, потом – вбок, а потом снова вдоль. Фиксация спереди винтами с накатной головкой. Предвидя, что, точность гибки будет хромать, пришлось отказаться от такого варианта, тем более что спереди получились бы стыки с зазорами между крышкой и лицевой панелью. Опять же рамки бюджета заставили упростить конструкцию всех панелей.


Крышка боковая (v2)


Крышка боковая на корпусе (v2)



Вентиляторы и пылевые фильтры

В качестве продувочных корпусных вентиляторов были выбраны Scythe Kaze Maru SY1425SL12L. Также были спроектированы пылевые фильтры универсальной конструкции, подходящие для вентиляторов типоразмера 120х120 – 140х140.


Пылевой фильтр (v3)



Кнопки и светодиоды

Выбор кнопок оказался скудным – в «радиодетальных» магазинах в основном торгуют промышленными кнопками, а планировалось сделать компактные, малошумные кнопки, и желательно уже со встроенной подсветкой (для кнопки питания).
После продолжительных поисков удалось найти следующие позиции:

  1. на роль кнопки «Power» выбрана кнопка PBS28B;
  2. на роль кнопки «Reset» выбрана кнопка SWT-6;
  3. светодиод «Power» – GNL-5033PGC;
  4. светодиод «HDD» – GNL-5033URC;

Подключение кнопок и светодиодов к материнской плате реализовано посредством 8-жильного шлейфа трёх коннекторов BLS-2 и одного коннектора BLS-3 (для светодиода «Power»).


Изготовление и сборка

Шли месяцы кропотливой работы вечерами, менялись версии корпуса, и к началу февраля 2009 года основные проектные работы подошли к концу.
Окончательная версия корпуса

с панелями:


Проекции 3D модели корпуса с панелями


3D модель корпуса с панелями


без панелей:


Проекции 3D модели корпуса без боковых панелей


3D модель корпуса без панелей


Пришла пора заказывать изготовление. Через знакомого вышел на человека, работающего на производстве с гибочным и лазерно-режущим оборудованием. В ходе долгих переговоров и подсчётов стоимости «шабашки» решено было раскроить и выгнуть все основные узлы корпуса, а сварку произвести в другом месте, при этом боковые крышки и облицовочные панели изготавливались в третьем месте. Со всеми договорились, и выдалась парочка недель отдыха и как говорится «ничего не предвещало беды» (с).

В один прекрасный зимний день звонит человек с производства и приносит «весёлую» весть – всё вырезали, но не согнули, из-за того, что сломался гибочный станок. Кстати, раскроили, мягко говоря, не совсем точно (шайтан-лазер нарезал с отклонениями от размеров +0.2…+0.4 мм ). Пришлось в срочном порядке искать производство, где бы мне всё это дело согнули, и тут я вспомнил, что один мой бывший сокурсник работает на машиностроительном предприятии правда, в другом городе, который находится недалеко (~40 км) в области. Переговорил с ним, и тот согласился загнуть детали, несмотря на некоторые технологические трудности, связанные с подгонкой под допустимые размеры (правда, ему это не совсем удалось проконтролировать, но и на том спасибо). Шли месяцы, терпение начинало заканчиваться, и в один прекрасный летний день июня 2009 года, мне звонит сокурсник с производства и говорит, что всё сделано и готово к отправке, и через неделю я стал счастливым обладателем кучи металлолома.


Распакованная посылка


Сходил к сварщику по алюминию, и он мне «на коленке» подварил рамы – получилось относительно дёшево, сердито и криво


Сваренные и зачищенные рамы


В процессе сборки выявилось небольшое количество недочётов, связанных с кривостью измерений начального этапа проектирования корпуса, а также связанных с кривостью гибки деталей. Все они были устранены с помощью тисков, молотков, напильников и надфилей (как в известном и правдивом советском анекдоте).

Сам процесс сборки выглядел следующим образом:

  1. сборка каркаса из рам и перемычек;
  2. сборка «большой» и «маленькой» корзины;
  3. фиксация ограничителя «маленькой» корзины на перегородке;
  4. фиксация втулок на монтажной пластине;
  5. установка перегородки в каркас;
  6. установка силовых профилей в каркас;
  7. размещение и фиксация на тыловой панели прижимной планки;
  8. установка тыловой панели на каркас;
  9. размещение и фиксация на лицевой панели кнопок и пылевых фильтров с решётками;
  10. установка в каркас «большой» корзины;
  11. установка в каркас «маленькой» корзины;
  12. установка лицевой панели на каркас;
  13. установка нижней панели на каркас и закрепление опор;
  14. установка верхней панели на каркас;
  15. сборка боковых панелей и установка их на корпус;

Корпус собран


Заключение

Задача построения универсального кастом-корпуса довольно сложная, и полной универсальности вряд ли возможно добится из-за наличия большой номенклатуры различных комплектующих, по крайней мере достижение критерия универсальности возможно теоретически, если нет ограничений на весо-габаритные характеристики и материально-производственные составляющие. Частично цель была достигнута, но в рамках бюджета и технологических ограничений. Изготовление стандартной конфигурации корпуса (показана на рисунках) обошлось в сумму ~12000 рублей/корпус (это себестоимость по смете, на самом деле конечно же нужно понимать, что на пробное изготовление и обкатку некоторых решений пришлось тоже вкладываться), есстественно в условиях единичного производства. На мой взгляд мне сильно повезло
Потенциал шасси корпуса получился довольно интересным - на базе этого корпуса можно сделать как минимум 4 модификации:

  1. Standart Edition (показана на рисунках);
  2. Extreme Edition (показана на фотографии, модификация под водяное охлаждение);
  3. Data Storage Edition (непоказана, есть варианты в эскизах с установкой 2х корзин для HDD в нижний отсек);
  4. Double Edition (модификация товарища, с установкой в нижний отсек домашнего сервера на основе Mini-ITX платы , и корзины на 2 HDD для задач роутинга, даунлоада, NAS, etc и выводом разъёмов на специальную панель-заглушку в тыловой панели компьютера);


Также есть идеи о полностью модульной конструкции корпуса, когда конфигурация корпуса собирается из отельных модулей, обеспечивающих требуемую пользователем функциональность, этакое универсальное шасси с дополнительными модулями.

Нас с товарищем посещали идеи коммерциализации данного проекта, т.е. сделать этот корпус-конструктор доступным для тех, кому нужна гибкость переконфигурирования корпуса под свои нужды. Есстественно, затраты на изготовление можно было бы снизить, при некоторых условиях и количестве заказов хотя бы от 10 штук, и делать корпусы полностью из алюминия. При этом, работая с потенциальными заказчиками, встаёт вопрос о сроках изготовления корпуса, и вот тут начинают возникать самые интересные вопросы:

  1. "Официальное" изготовление вызовет повышение стоимости корпуса, но при этом будет определенная юридическая ответственность в соответствии с договором на изготовление.
  2. "Неофициальное" изготовление позволит снизить себестоимость, но при этом сроки изготовления будут непредсказуемыми (в моём случае всё растянулось на 10 месяцев).
  3. Круг заинтересованных потенциальных заказчиков довольно узок, потому что многим не интересно возиться со сборкой корпуса 2 часа. Большинство пользователей хотят получить готовый красивый, сверкающий и блестящий корпус, с безвинтовыми технологиями сборки
  4. Необходимы довольно большие суммы на изготовление и обкатку прототипов и каких-то новых решений. В данном случае получается, что "один в поле не воин" (с).
  5. В условиях "жестких" сроков - банальная нехватка времени, на конструирование и организационно-производственные вопросы (я работаю на двух работах и времени попросту не хватает).
  6. Отсутствие мастерской, все работы по доводке до ума приходилось производить дома


Исходя из этих вопросов, идея коммерциализации этого корпуса видится мне как минимум не оптимистичной, не проработанной и туманной .

На этом хотелось бы закончить данную статью, и поблагодарить читателей за внимание

Предложения, пожелания, отзывы можно оставить здесь.

З.Ы: Результаты "полевых испытаний" будут в отдельной заметке
Оценитe материал

Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают