Куб: от объёма к деталям

Сначала определяются объёмы деталей, воздушные каналы и обслуживание. Оболочка подчиняется этой геометрии.

Для самостоятельной сборки удобнее разборная рама, чем цельный сложный корпус. У неё понятные базовые плоскости, заменяемые панели и возможность исправить одну деталь, не печатая всё заново. Опорный вариант Koobique — куб на профиле 2020 с металлическим поддоном платы, съёмной передней фильтрующей кассетой и радиопрозрачной зоной для антенн.

Рассмотреть схему

Параметрическая система координат#

Примем наружную грань рамы 320 мм, профиль 20 × 20 мм. Внутренний чистый размер между профилями — 280 мм. Ось X направлена вправо, Y — от передней панели к задней, Z — вверх. Начало координат находится на наружном переднем левом нижнем углу рамы. Внешние панели толщиной 2 мм увеличат габарит примерно до 324 мм; ножки и антенны учитываются отдельно.

Для конкретной схемы стыковки можно использовать четыре поперечины длиной 320 мм и восемь отрезков 280 мм. Полноразмерные элементы идут вдоль X на передней и задней гранях верхнего и нижнего квадратов; боковые горизонтальные и четыре стойки вставляются между ними. Эта ведомость не подходит автоматически для других уголков, скрытых соединителей или профиля с иной геометрией.

Размерная цепь должна содержать не только номинал, но и допуски резки, заусенец, толщину покрытия и зазор сборки. Прямоугольность рамы проверяется диагоналями до установки панелей. Панель не должна насильно выправлять перекошенный каркас: это создаёт остаточные напряжения, щели фильтра и шум.

Реальная укладка Mini-ITX#

Плата Mini-ITX имеет собственную монтажную систему координат. Её задние I/O сначала совмещают с фактической плоскостью I/O shield; от неё откладывают глубину 170 мм. Прежний условный прямоугольник Y = 130…300 нельзя использовать как монтажную базу при задней панели Y = 320: он создаёт около 20 мм колодца. X, Z, стойки и вырез утверждаются только по конкретной плате и штекерам.

Процессорный кулер высотой 125 мм над верхней плоскостью CPU оставляет запас до крыши только после учёта высоты сокета и платы. Его координаты определяются фактическим сокетом, а не центром материнской платы. Область вокруг RAM, VRM и крепёжной рамки проверяется в 3D и затем физически. Файлы размеров производителей полезнее усреднённого «кубика процессора». [3][5]

SFX можно исследовать в нижнем отсеке как объём порядка 125 × 100 × 63,5 мм, но его вентилятор должен иметь отдельный незагороженный вход по чертежу модели. Положение Z = 30…94 при поддоне Z ≈ 105 оставляет лишь около 11 мм над БП и не утверждается как пригодное. Предпочтительный макет: собственный вход БП снизу/сбоку и независимый выход назад; ориентация и зазор подтверждаются до резки. Перед модульными разъёмами резервируется отдельный объём для штекеров, выхода и допустимого изгиба родных кабелей. Габарит корпуса SFX без этого объёма не задаёт монтажную оболочку; её проверяют по выбранной модели и макету жгута.

Рассмотреть схему

Расположение вентиляторов#

Два 120-мм вентилятора с центрами X = 160, Z = 90 и 230 геометрически помещаются на раме, но нижний проём Z = 30…150 пересекает поддон около Z = 105. Эти координаты сохраняются как эскиз фасада, не готовый воздушный тракт. В рабочем макете поддон получает проверенный канал/вырез либо нижний вентилятор переносится. Доли потока по одной площади рассчитать нельзя: нужны сопротивления обеих ветвей и измерение. [4]

Задний вентилятор предлагается поставить в верхней зоне, например с центром X = 160, Z = 235 мм. Его нижняя кромка не должна перекрывать I/O shield. Это проверяется по фактической высоте платы и выступам штекеров. Если места нет, не следует сдвигать плату вслепую: возможны верхняя вытяжка, боковой 120/140-мм вентилятор или увеличение корпуса.

Доступ, который стоит заложить сразу#

Фильтр извлекается снаружи без снятия материнской платы. Кнопка питания и отдельная кнопка сопряжения различаются на ощупь. Сервисный USB и индикатор диагностики доступны сзади либо под небольшим лючком. Крепёж панели имеет удержание или хранится в подписи на детали; выпадение винта на работающую плату недопустимо.

Внутри нужны точки крепления жгутов, запас для вынимания SSD и свободный доступ к защёлкам RAM. Накопитель не должен оказаться под несъёмным воздуховодом. Провод антенны не прокладывается через острое отверстие без защиты края.

Альтернативы корпуса#

Компактная оболочка для мини-ПК проще: собственная рама несёт готовую машину, USB-модуль и фильтр. Штатный кулер не переделывается, но добавленная оболочка проходит отдельный тепловой тест.

Цельный печатный корпус оправдан для Pi или небольшого хаба. Большой куб выгоднее разбить на угловые стойки, панели и кассеты. Это снижает риск деформации длинной печати и позволяет заменить одну функциональную часть.

Куб с GPU — другая компоновка. Длину видеокарты, питание и радиус кабелей нельзя считать уже учтёнными в 320-мм варианте. Для неё создаётся отдельная конфигурация CAD, например с увеличенной гранью, а не незаметное расширение ведомости того же корпуса.

До заказа металла#

Из картона или дешёвой печати собрать полноразмерные объёмы платы, БП, кулера и вентиляторов. Добавить реальные кабели. Проверить вынимание фильтра, SSD и платы. Только после этого выпускать панели в металл. Такое испытание быстрее исправляет компоновку, чем окончательная фрезеровка.

Приведённые параметры позволяют подготовить чертежи и испытания корпуса. Перед изготовлением необходимо сверить реальные детали и посадки; исходных размеров недостаточно для отправки всего корпуса в резку.

Для рамы 320 мм и наружной панели 2 мм используется учебный контур 324 × 324 мм. Координаты этой панели локальные: начало в её нижнем левом углу. Центры двух вентиляторов относительно панели — (162; 92) и (162; 232) мм. Смещение на 2 мм относительно рамы учитывает наружный размер панели.

Рассмотреть схему

Для межосевого квадрата 105 мм получаются восемь отверстий вентилятора: X = 109,5 и 214,5 мм; нижние Z = 39,5 и 144,5 мм; верхние Z = 179,5 и 284,5 мм. Диаметр 4,5 мм показан только как пример проходного отверстия под выбранную схему M4. Самонарезающий винт вентилятора, резиновое крепление и резьбовая вставка требуют другой детали соединения. [4]

Круглые проёмы диаметром 116 мм — исходная геометрия для примерки. Они не являются обязательным паспортным размером любого 120-мм вентилятора. Проверяются сечение входа, доступ к винтам, решётка, виброразвязка и отсутствие контакта лопасти при деформации. Защитная решётка и фильтр остаются отдельными элементами, их нельзя забыть при оценке сопротивления.

Крепления к раме можно расположить по центрам лицевых пазов, около 12 и 312 мм от края панели в принятой системе. Реальная геометрия T-гаек, уголков и торцевых соединений определяет окончательные отверстия. Панель предварительно накладывается на собранный каркас и проверяется без усилия.

Допуски и сборочные зазоры#

Предположим, рама по одному размеру получилась 320,0 ±0,3 мм, а паз кассеты напечатан с отклонением ±0,4 мм. Если назначить нулевой номинальный зазор, худшее сочетание даёт натяг до 0,7 мм. Это арифметический пример, не гарантированная точность конкретного производства.

Для скользящей кассеты сначала печатают короткую пробу с несколькими зазорами и проверяют её после охлаждения и отделки. Выбранный зазор зависит от длины направляющей, материала, ориентации слоёв, покрытия и ожидаемой температуры. Универсальная фраза «добавить 0,2 мм» не заменяет такой купон.

Один размер не должен одновременно базировать деталь по всем осям через несколько жёстких креплений. Дополнительные крепления могут иметь продолговатые отверстия, позволяющие компенсацию и не требующие изгиба панели. Базы обозначаются на чертеже: откуда отсчитывается отверстие и какая грань действительно задаёт положение.

Для гибки металлической панели учитываются радиус, толщина и нейтральный слой. Развёртку получают из подтверждённых параметров исполнителя или пробного гиба. Отдельная плоская панель на профиле проще для первого куба именно потому, что убирает эту неопределённость. [13]

Компоновочный выпуск после примерки#

Сохранённый DXF фасада — шаблон рамы и вентиляторов, не разрешение изготавливать весь корпус. В рабочий выпуск входят четыре независимых подтверждения: доступ штекеров к I/O; сечение воздушных каналов после установки поддона; вход и выхлоп БП; траектория извлечения фильтра и SSD. Ни одно из них нельзя заменить красивым общим видом.