Как спроектировать ложемент для оборудования

Если вам предстоит самостоятельно спроектировать ложемент, важно не просто построить контуры оборудования, а получить модель, которую в дальнейшем можно будет изготовить. Ошибка в размерах, компоновке или конструкции может обнаружиться уже на образце или, что хуже, повториться в готовой партии. Поэтому ещё до построения вектора нужно определить назначение ложемента, ограничения по габаритам, расположение вложений и рассчитать конструкцию в трёх измерениях. Причём учитывать нужно не только само оборудование, но и свойства выбранного материала, толщину стенок и то, как вложения будут извлекаться.

Мы занимаемся проектированием и производством индивидуальных ложементов с 2017 года и в этой статье собрали основные принципы, которые стоит учитывать инженеру при разработке собственной модели.

До построения модели определите, для чего нужен ложемент и в каких условиях он будет использоваться. От этого зависит не только материал, но и сама конструкция. Например, ложемент для разовой транспортировки и ложемент, из которого оборудование будут ежедневно доставать и возвращать обратно, проектируются по-разному.

При разовой доставке основной задачей становится фиксация и защита вложения при транспортировке. При регулярной эксплуатации дополнительно нужно учитывать износостойкость материала и эргономику: насколько легко достать оборудование и вернуть его на место.

Имеет значение и само вложение. Для лёгкого прибора, тяжёлого промышленного оборудования и хрупкой электроники могут потребоваться разные материалы и конструктивные решения, поэтому до начала проектирования определите:

• какое оборудование будет находиться в ложементе;
• нужен ложемент для транспортировки, хранения или регулярной эксплуатации;
• как часто оборудование будут извлекать;
• насколько оно тяжёлое и хрупкое;
• в каких условиях будет использоваться упаковка.

Эти исходные данные понадобятся на следующих этапах.

Материал лучше определить до окончательной проработки конструкции. У вспененных материалов различаются плотность, жёсткость, износостойкость, влагостойкость и другие свойства, которые влияют на эксплуатацию ложемента и его конструкцию.

Например, НПЭ — лёгкое и экономичное решение, которое преимущественно используется для одноразовой транспортной упаковки. Для частого извлечения тяжёлых предметов материал подходит хуже из-за невысокой износостойкости.

ППЭх значительно более износостойкий и рассчитан на регулярную эксплуатацию. Материал упругий, восстанавливает форму и используется в том числе для промышленного инструмента, тяжёлого оборудования и многооборотной тары.

ППЭф имеет гладкую поверхность и применяется преимущественно там, где наряду с защитой важен презентационный внешний вид. При этом для тяжёлых вложений и высокой нагрузки на фиксацию он менее предпочтителен, чем ППЭх.

ЭВА отличается высокой износостойкостью и используется в том числе для презентационных, премиальных решений и тяжёлого оборудования. ППУ, напротив, является мягким материалом с низкой износостойкостью и предназначен для более узкого круга задач — преимущественно лёгких и деликатных вложений при отсутствии контакта с влагой.

Поэтому сначала определяют условия эксплуатации, затем подходящий материал и только после этого окончательно рассчитывают конструкцию.

Следующий вопрос — во что будет устанавливаться ложемент. Это может быть коробка, ящик, контейнер, защитный кейс или другая тара. Если тара уже выбрана, необходимо определить её полезные внутренние размеры: длину, ширину и высоту. При этом учитывайте скругления, выступы, рёбра жёсткости и другие элементы, которые могут уменьшать доступное пространство. В результате нужно получить максимальные габариты, в которые должен вписаться ложемент вместе со всем оборудованием.

Если вложение одно, после этого можно переходить к его замерам. Если предметов несколько, сначала сделайте предварительную раскладку и определите их взаимное расположение.

Не стоит стремиться максимально плотно заполнить всё доступное пространство. Между соседними вложениями мы рекомендуем закладывать 15–20 мм материала, а от вложения до внешнего края ложемента — не менее 20 мм.
Стенки между ячейками не просто разделяют оборудование. Материал выполняет амортизирующую функцию и участвует в защите вложений от ударных нагрузок. Чем тоньше слой материала между соседними ячейками или между оборудованием и внешним краем, тем хуже ложемент выполняет свои защитные функции.

При этом важно учитывать и высоту стенок. Чем глубже ячейки и выше образующиеся между ними стенки, тем больше внимания нужно уделять их толщине и жёсткости. Для высоких и тяжёлых вложений может потребоваться больше материала.

Отдельно необходимо учитывать зазор между оборудованием и контуром самой ячейки. Это другой параметр: 15–20 мм — материал между соседними вложениями, а зазор определяет плотность посадки конкретного предмета.
Слишком плотный контур может затруднить установку и извлечение оборудования. Слишком большой зазор, наоборот, позволит ему перемещаться внутри ячейки. Его величина зависит от геометрии вложения, материала и необходимой степени фиксации, поэтому универсального значения для всех проектов нет.

После предварительной раскладки измерьте длину, ширину и высоту каждого вложения. Ориентироваться нужно на фактические габариты оборудования в том положении, в котором оно будет находиться в ложементе. При замерах учитывайте ручки, разъёмы, переключатели и другие элементы, выступающие за основной корпус.

Ещё до окончательного построения ячейки необходимо понять, как пользователь будет доставать из неё оборудование. Для небольшого предмета можно предусмотреть выемки, позволяющие захватить его пальцами. Если оборудование тяжёлое, небольших выемок может быть недостаточно — необходимо оставить пространство для полноценного захвата рукой.

Особенно это важно для ложементов, рассчитанных на регулярную эксплуатацию. Вложение должно не только надёжно фиксироваться, но и без лишних усилий извлекаться и возвращаться на место.
При этом пользователь не должен быть вынужден вытаскивать прибор за кабель, разъём или другой выступающий элемент, если он конструктивно для этого не предназначен.

Следующий параметр — глубина посадки оборудования в ложемент. Она должна быть достаточной, чтобы удерживать вложение в необходимом положении. При этом слишком глубокая ячейка может усложнить извлечение, особенно если вокруг оборудования не предусмотрены места для захвата. При расчёте необходимо учитывать и материал под оборудованием. Глубина ячейки не равна полной высоте ложемента: под вложением должна оставаться подложка.

Поэтому конструкцию важно оценивать сразу в трёх измерениях. Недостаточно проверить, что оборудование помещается по длине и ширине. Необходимо сопоставить его высоту, глубину посадки, общую высоту ложемента и количество материала, которое останется под ячейкой.

Перед окончательным построением контура отдельно проверьте конструкцию самого оборудования.
Разъёмы, кнопки, дисплеи, оптические элементы, антенны, ручки, переключатели и другие детали могут выступать за основной корпус и влиять на общие габариты вложения.

При этом выступающий элемент не обязательно должен становиться точкой фиксации. Например, если габарит прибора увеличивает хрупкий разъём, стенка ложемента не должна давить непосредственно на него. Для таких элементов необходимо предусмотреть свободное пространство, а фиксацию перенести на более прочные части корпуса.

Отдельного внимания требуют подвижные детали. При проектировании нужно понимать, в каком положении они будут находиться при укладке оборудования и какое пространство им необходимо. Подвижный элемент не должен случайно упираться в стенку ячейки или повреждаться при транспортировке и извлечении оборудования.
Только после того, как определены расположение вложений, размеры, глубина фиксации, зазоры, зоны извлечения и особенности геометрии оборудования, можно переходить к подготовке рабочего файла.

После того как определены размеры и расположение вложений, глубина фиксации, зазоры и зоны для извлечения, эти данные переносятся в вектор. При этом важно подробно обрисовать точный контур каждого вложения, учитывая его реальную геометрию и особенности посадки в ложементе.

Для производства мы принимаем файлы в форматах STEP, DXF, DWG и Corel. При передаче проекта в 2D-формате важно указать глубину каждого выреза. Если какой-либо контур должен быть сквозным, это также необходимо отдельно обозначить. После этого готовый файл можно передавать нам для проверки и производства ложемента.