Технологии: листовой металл, литье в силикон
Материалы: сталь, ПУ, пленочные клавиатуры
Планируемый тираж: 300 шт.
Условия эксплуатации: внутри помещения, от +15 до +35°C, IP21
Защита от: ультрафиолетовых лучей, хим. растворов
Мои функции: инженер-конструктор
и затраченное время: 200 ч
Длительность проекта: 5 мес. (без учета производства)
Ключевой аспект, вокруг которого крутилось проектирование, — себестоимость производства. И хоть у любого заказчика всегда есть заранее просчитанная, вплоть до рубля, цифра в бизнес-плане продаж на десять лет вперёд, конструктив нельзя разработать под конкретную цену. Упор на себестоимость в контексте малых тиражей означает, что кроить будем на всём, на чём можно, полимерные детали будут делаться литьём в силикон, металлические — лазерной резкой и гибкой, а электро-компоненты вроде сетевой кнопки (а это, по сути, визитная карточка любого устройства — ведь с неё начинается взаимодействие) — закупаться в условном "мир электроники". Где выбор всегда почему-то отличается скудностью и кондовостью. Данный проект не стал исключением
К счастью, существуют плёночные клавиатуры — или, как их ещё называют, мембранные. Проще говоря, это плоская панель с кнопками, под которыми нет отдельных механических переключателей. Их прелесть в том, что, потеряв немного в эргономике (тактильная отдача у них хуже, чем у «механики»), за сравнительно небольшие деньги можно получить электронный компонент очень хорошего визуального качества, который заменяет целую россыпь электронных и механических элементов.
Таким образом, принципиальный конструктив линейки устройств стал понятен ещё до составления ТЗ для дизайнеров: основной металлический корпус с двумя несколько отличающимися лицевыми панелями и тремя разными плёночными клавиатурами
На этапе разработки конструкции сразу же всплало основное проблемное место — герметизация косого стыка металлического кожуха и пластиковой передней части. Выше я отмечал, что по степени защиты корпус соответствует IP21. Это и так, и не так одновременно — и по двум причинам.
Во-первых, клиент упорно не хотел признавать, что у медицинского корпуса вообще может быть какой-то IP: в его понимании, корпус должен выдерживать проливание колбы с каким-нибудь хим. раствором (что я интерпретировал как IPX1). Во-вторых, гнутая и разная по толщине кромка кожуха (в том виде, как она в итоге реализована) требует повышенных трудозатрат для ручной герметизации и последующего контроля. Но это был осознанный выбор клиента. Поэтому да — по степени защиты корпус формально соответствует IP21.
Я предлагал вариант конструктива, более подходящий для ручной герметизации и с эстетичной задней частью, но он был отклонён по соображениям себестоимости. Как по мне — то на то и выходит: если мы чего-то не доделываем на этапе проектирования или производства, то потом компенсируем это вниманием и ручным трудом
Высокие ножки обеспечивают достаточную циркуляцию воздуха (вентиляционные отверстия, из-за требований герметичности, сделаны только снизу). Это вдвойне важно, если аппараты ставят друг на друга. Кроме того, высота просвета позволяет завести пальцы, чтобы взять устройство. Иначе потребовались бы отдельные ручки для переноски
Множество крепежа — от прикрученных к днищу пластиковых стоек, к которым крепится плата (для изоляции от металлического корпуса)
Когда клиент приходит с уже готовой электроникой (что не редкость), — это всегда плохо: сужаются рамки и для дизайнера, и для конструктора. В данном случае электронная часть разрабатывалась параллельно с корпусом. Если бы было иначе, то у клиента оказалась бы одна плата на переднюю панель, где стояли бы одновременно индикаторы (те, что показывают числа) и энкодер (тот, на котором закреплена «крутилка»). Это привело бы к тому, что индикаторы оказались бы глубже клавиатуры (что некрасиво уже само по себе), а значит, потребовались бы глянцевые прозрачные зоны над ними — дороже в изготовлении и хуже из-за бликов.
К тому же всё это стояло бы не там, где дизайнер хотел видеть эти элементы, проектируя эргономику панели. То же касалось бы и разъёмов подключения клавиатуры — они не могут быть где угодно. И, возможно, это были бы вообще не те разъёмы (с неправильным шагом контактов или вовсе не под шлейф), под которые производитель клавиатур делает коммутационные элементы
Если бы клиент пришёл с полностью готовой электронно-силовой частью — продолжаю бухтеть — основная плата, скорее всего, имела бы неудачные пропорции и прямоугольный контур. Это означало бы, что блок питания пришлось бы ставить над платой и крепить к «потолку» корпуса (самое логичное по компоновке решение). А это, в свою очередь, потребовало бы дополнительных кронштейнов, загромождающих доступ к остальным компонентам, и, само собой, увеличило бы высоту устройства. Не говоря уже про то, что доп. деталь = доп. расходы
На этапе разработки внешнего вида дизайнер нарисовал милую миниатюрную сетевую кнопку, ритмично продолжающую ряд с выходными разъёмами. Однако выбранный на этапе конструктива реально существующий, подходящий по принципу работы и самый визуально удачный включатель оказался вдвое больше. Пришлось корректировать угол наклона клавиатуры, увеличивая вертикальную часть, чтобы кнопка хоть как-то влезла. Приемлемо
Всего — 11 уникальных деталей. На которые ушло восемь месяцев разработки (включая этап промышленного дизайна) и 200 часов конструкторских работ. Можно ли быстрее? Теоретически — да. Практически — нет. С точки зрения статистики, это нормальные цифры.
Если бы клиент мгновенно отвечал на все вопросы и моментально согласовывал предложения со стороны разработчиков, срок проектирования сократился бы до двух-трёх месяцев. Но так бывает только при авралах, когда заказчику нужно “вчера”. Это уже не про «здоровое» проектирование, а про срочное получение результата с ущербом качеству.
В обычном режиме со стороны клиента всё происходит неторопливо: подумать неделю-две или просто пропасть на три — стандартная история. Плюс не забываем, что заказчик параллельно проектировал электронную и электронно-силовую часть. Производством он тоже занимался сам, поэтому опытные образцы появились только спустя ещё три месяца.
Что касается конструктива, то чтобы прийти к лаконичному результату, гармонично увязывающему дизайнерскую и электронную части вместе со всеми остальными требованиями ТЗ, нужны десятки итераций и тонны переписки. Например, если суммировать всю мою только письменную коммуникацию по этому проекту, получится около 16 тысяч слов. Что такое 16 тысяч слов? Это, к примеру, один номер National Geographic или Esquire. Или обстоятельная статья уровня «History of the Byzantine Empire» на Википедии
Файлы для производства
включающие спецификацию, содержащую перечень всех компонентов и узлов в порядке сборки, с описанием ключевых технологических параметров и распределением по подрядчикам. А также комплект чертежей/моделей
Кратко о проделанной работе: разработал конструкцию медицинского устройства для мелкосерийного производства, сохранив визуальную концепцию дизайнерской модели и адаптировав её под технологические, электронные и производственные ограничения