![Пресс форма для одной из деталей Flipper Zero Пресс форма для одной из деталей Flipper Zero](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri.jpg)
Flipper Zero — проект карманного мультитула для хакеров в формфакторе тамагочи, который мы разрабатываем. Предыдущие посты [1],[2],[3],[4],[5],[6],[7],[8],[9],[10],[11],[12],[13]
Сейчас мы активно налаживаем процесс серийного производства Flipper Zero на фабриках. Компоненты Флиппера производятся на нескольких заводах: корпус и пластиковые детали на одном заводе, электроника на другом. Сегодня репортаж с завода, на котором делается корпус.
Есть много способов изготовить пластиковые детали, но единственный способ массово производить качественные детали — это литье в формы под давлением. Сначала может показаться, будто это простой процесс, но на самом деле нет. Разработка корпуса и всех оснасток не сильно проще разработки электроники. Поэтому дешевые изделия всегда видно по низкому качеству пластика. В этом посте мы расскажем как выглядит производство корпуса на фабрике.
Подготовка к литью начинается на стадии дизайна
Разработка пресс-формы начинается еще при дизайне корпуса, потому что метод литья накладывает множество ограничений: промдизайнер должен закладывать правильные углы и поверхности, чтобы деталь можно было извлечь из формы. Любая ошибка здесь приведет к тому, что производитель просто не сможет изготовить такую деталь, и модель придется переделывать.
![Деталь невозможно извлечь из пресс-формы, если она неправильно спроектирована Деталь невозможно извлечь из пресс-формы, если она неправильно спроектирована](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-2.jpeg)
Особого внимания требуют отверстия в корпусе: гребёнка GPIO, отверстие под USB-порт и т.д. Чтобы сделать такие глухие отверстия, корпус сбоку пронизывается иглами.
![Иголки для дырок GPIO блокируют извлечение детали из пресс-формы, поэтому иголки подвижные и убираются перед извлечением Иголки для дырок GPIO блокируют извлечение детали из пресс-формы, поэтому иголки подвижные и убираются перед извлечением](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-3.jpeg)
Но как тогда извлечь корпус из формы, если его удерживают иголки? Для этого их делают подвижными, и форма заливается в несколько этапов:
-
Подвижная часть с иголками заезжает в форму
-
Заливается пластик
-
Подвижная часть выезжает, когда пластик немного остыл
-
Деталь извлекается толкателем
Упрощенная схема подвижных деталей на видео:
Как устроены пресс-формы
Сами формообразующие детали маленькие по размеру. Обычно это две металлические половинки, которые смыкаются и образуют полость, в которую и заливается пластик.
На фото показаны промежуточные стадии изготовления формообразующих деталей. Маркером отмечены места, которые потом модифицировались. Всего во Флиппере 11 пластиковых деталей и 6 пресс-форм. На фото показаны только некоторые, самые узнаваемые формы.
![Форма для верхней крышки Форма для верхней крышки](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-4.jpeg)
![Нижняя крышка Нижняя крышка](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-5.jpeg)
![Крышка экрана Крышка экрана](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-6.jpeg)
![Кнопки Кнопки](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-7.jpeg)
Помимо самих форм, пресс-форма состоит из множества литьевых каналов, содержит электронику для подогрева, толкатели и моторы для них, пружины, датчики температуры, коннекторы и многое другое.
Итоговый размер и вес формы настолько большие, что ее перевозят на тележке. На фото ниже показана только одна форма для нижней крышки. Всего у нас шесть таких штук.
3D-модель пресс формы (видео)
Внутри форма выглядит так. Посмотрите сколько деталей!
Программная симуляция литья
Очень важно, чтобы пластик в форме остывал равномерно. Если в каких-то точках остывание произойдет слишком резко или слишком медленно, то на поверхности детали появятся разводы, утяжины. Для этого форма подогревается в разных местах.
Прежде чем изготовить форму, строится ее физическая модель, с помощью которой программно симулируется литье пластика и высчитываются его температуры в разных точках.
На анимации ниже видно два варианта подвода литьевых каналов и подогрев формы в конечной точке литья. После симуляции разных вариантов выбирается лучшая конструкция формы.
![Компьютерная симуляция литья пластика в модель верхней крышки Flipper Zero. Сравниваются два варианта размещения литьевых каналов Компьютерная симуляция литья пластика в модель верхней крышки Flipper Zero. Сравниваются два варианта размещения литьевых каналов](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-11.gif)
Симулируются все важные этапы: температуры при литье, скорость заполнения, температуры при остывании, давление при извлечении.
![Симуляция температуры в разных местах детали Симуляция температуры в разных местах детали](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-12.png)
![Симуляция остывания и напряжений Симуляция остывания и напряжений](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-13.png)
Запуск литья
Процесс литья пластика не начинается в один момент. Формы тестируют и доводят до идеала в несколько этапов. На первых этапах проверяют, соответствует ли ожидаемая физическая модель реальности, и как растекается пластик внутри формы. Для этого специально льют неполные детали, постепенно добавляя пластик до полного заполнения формы.
![Пошаговая проверка заполнения формы. Детали специально заливаются не полностью Пошаговая проверка заполнения формы. Детали специально заливаются не полностью](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-14.jpeg)
Если на этапе проверки заполнения реальность не соответствует ожиданиям, форму отправляют на доработку. На этом этапе в формах еще не готовы финальные покрытия поверхностей.
![Готовые детали: крышка дисплея, ИК-окно, световод Готовые детали: крышка дисплея, ИК-окно, световод](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-15.jpeg)
Каждая форма проходит эту стадию тестирования. Важно понимать, что глянцевый блеск на поверхности корпуса — это не финальный вид. Текстура поверхности наносится на формы только в самом финале.
![Тестирование заполнения формы для верхней крышки Тестирование заполнения формы для верхней крышки](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-16.jpeg)
Все детали висят на литниках, из которых потом выламываются. Важно, чтобы место присоединения детали было максимально тонким и не оставляло лишних заусенцев и деформаций при отламывании.
![Кнопка висит на литнике Кнопка висит на литнике](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-17.jpeg)
Финальная текстура
На всех фотографиях пластиковые детали выглядят глянцевыми и убогими. Так происходит, потому что на молд пока не нанесена финальная текстура. Чтобы пластиковая деталь получилась красивая и матовая, на поверхности формы кислотой вытравливают шагрень. Только тогда деталь приобретает благородный матовый вид. Это делается в последний момент, уже после всех доработок формообразующей детали.
![Образцы поверхностей Образцы поверхностей](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-18.jpeg)
Дефекты
Как и в любом производстве, на первом этапе обнаруживаются косяки. В целом мы оцениваем первые отливки достаточно высоко, никаких фатальных дефектов не обнаружено, и основная часть правок уже вносится на момент описания статьи. Перечисленные дальше дефекты будут исправлены в финальном устройстве.
Несоответствие цветов
Цвет детали достигается замешиванием пигмента в массу жидкого пластика. Кроме цветового пигмента там есть добавки для защиты от ультрафиолета. Из-за этого не так просто попадать в нужный цвет. На фото ниже плохо видно, но в реальности готовая кнопка значительно темнее цветового образца слева.
![Кнопка темнее образца слева (на фото плохо видно) Кнопка темнее образца слева (на фото плохо видно)](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-19.jpeg)
Утяжины, стресс-марки
Из-за неравномерного остывания детали возникают минорные дефекты: заметные швы, стресс-марки. Такие дефекты исправляются настройкой подогрева и подачи пластика.
![Маркером помечены дефекты литья Маркером помечены дефекты литья](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-20.png)
Подвижные части могут оставлять шов. По нашей спецификации шов должен быть меньше 0.05 мм. Чтобы убрать шов, фабрика подгоняет стыки более точно и шлифует поверхности.
![Линия отделения подвижной части слишком выдается Линия отделения подвижной части слишком выдается](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-21.png)
![Too deep ejector pin mark on the screen edge, too thin plastic there Too deep ejector pin mark on the screen edge, too thin plastic there](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-22.png)
![Visible sink mark between pogo pin holes Visible sink mark between pogo pin holes](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-23.png)
![Air trap on internal ribs which influences their shape Air trap on internal ribs which influences their shape](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-24.png)
![The Lightpipe doesn’t sit tight when assembled to the Display housing The Lightpipe doesn’t sit tight when assembled to the Display housing](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-25.png)
![The part doesn’t match the drawing which leads to assembly failure The part doesn’t match the drawing which leads to assembly failure](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-26.png)
Чехлы
Чехлы получились нереально крутые: очень плотный матовый силикон, на ощупь дорого-бахато, как брендовые чехлы для айфона. Не ожидал, что с первого раза такие крутые семплы будут. Форма еще чуть-чуть переделается, чтобы чехол не оттопыривался в районе экрана, в остальном все отлично.
![Первые чехлы Первые чехлы](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-27.jpg)
Подготовка упаковки и артикулов
Готовимся к международной отправке. Зарегали официальные штрихкоды в GS1. Формируем таможенные классификации и прочие бумажки. Иконки еды на штрихкодах — это наши внутренние обозначения регионов и цвета устройства, чтобы легче было визуально отличать.
![Как выглядит производство корпусов Flipper Zero изнутри - 28 Как выглядит производство корпусов Flipper Zero изнутри - 28](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-28.jpeg)
Наши соцсети
![Как выглядит производство корпусов Flipper Zero изнутри - 29 Как выглядит производство корпусов Flipper Zero изнутри - 29](https://www.pvsm.ru/images/2021/05/14/kak-vyglyadit-proizvodstvo-korpusov-Flipper-Zero-iznutri-29.jpg)
Все обновления по проекту я первым делом публикую в Telgeram-канал @zhovner_hub
Автор: Павел Жовнер