![Пресс форма для одной из деталей Flipper Zero Пресс форма для одной из деталей Flipper Zero](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/546/246/b55/546246b5518c289583aa0887ae7a6ba2.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://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/979/d0a/43c/979d0a43caf3335096f64fbaddcae62d.jpeg)
Особого внимания требуют отверстия в корпусе: гребёнка GPIO, отверстие под USB-порт и т.д. Чтобы сделать такие боковые отверстия, в пресс-форме используется слайдер с формообразующими спицами, который при размыкании пресс-формы отъезжает от детали вбок.
![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://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/73e/0cb/7af/73e0cb7afde968155cab7bdb6bf244b8.jpeg)
Но как тогда извлечь корпус из формы, если его удерживают иголки? Для этого их делают подвижными, и форма заливается в несколько этапов:
Слайдер со спицами смыкается в форме
Заливается пластик
Слайдер отъезжает вбок и формы размыкается
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://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/111/dbd/c04/111dbdc044464156fcec1754813806c9.jpeg)
![Форма для нижней крышки Форма для нижней крышки](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/16c/22e/834/16c22e83462ec9aed010a853197e040a.jpeg)
![Форма для крышки экрана Форма для крышки экрана](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/145/714/6a3/1457146a36505ea4a01507073c386347.jpeg)
![Форма для кнопок Форма для кнопок](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/63d/284/c8c/63d284c8c442e88c7a0a55491250539b.jpeg)
Помимо самих форм, пресс-форма состоит из множества литьевых каналов, содержит электронику для подогрева, толкатели, пружины, датчики температуры, коннекторы и многое другое.
Итоговый размер и вес формы настолько большие, что ее перевозят на мостовом кране, который подвешен под потолком цеха. На фото ниже показана только одна форма для нижней крышки. Всего у нас шесть таких штук.
![Пресс-форма для нижней крышки Flipper Zero в сборе Пресс-форма для нижней крышки Flipper Zero в сборе](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/54e/c81/b18/54ec81b184110082d62096158f43c58e.jpeg)
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/a1b/5f0/991/a1b5f09913afacd2ffc94c9863fe768e.jpeg)
![Пресс-форма для нижней крышки Flipper Zero (вид сбоку). Виден электрический коннектор Пресс-форма для нижней крышки Flipper Zero (вид сбоку). Виден электрический коннектор](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/5aa/b6c/912/5aab6c9129fedda45332f1154921322b.jpeg)
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. 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://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/ded/016/33b/ded01633b9dbdc2d5a98d58208df07cf.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://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/a7b/58d/9cd/a7b58d9cdcb72a1214c9d00ae5e039e7.png)
![Симуляция остывания и напряжений Симуляция остывания и напряжений](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/2ea/88e/5ae/2ea88e5ae0bbad111a996e61b001fb6a.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://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/6f4/632/50f/6f463250f1035890c618f0a850434c85.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://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/156/b5a/e1f/156b5ae1f1d8cb7d5f2baa74facef0cb.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://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/855/555/85e/85555585e1d5ad6a2100bf2fa0919143.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://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/79f/d49/831/79fd49831d085d4f03f296a355a26da6.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://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/aac/c26/4d6/aacc264d680fbbffad467c7d3a525266.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://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/92d/1f3/24a/92d1f324a0d4f12642a5e25c14968d94.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://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/8ce/d3b/289/8ced3b289ad36af2cdf0221289fd8123.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://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/924/989/0e4/9249890e49212c4a43c9d6aa4133008d.png)
![Слишком глубокая отметка держателя игл на кромке экрана. Слишком тонкий пластик в этом месте Слишком глубокая отметка держателя игл на кромке экрана. Слишком тонкий пластик в этом месте](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/e7a/a55/d3b/e7aa55d3b2026f3c62bd58f7774ef2b5.png)
![Заметный след от литья между отверстиями подпружиненных контактов Заметный след от литья между отверстиями подпружиненных контактов](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/8fc/6ef/9ad/8fc6ef9ada700f21d2094b2c08b89044.png)
![Air trap on internal ribs which influences their shape Air trap on internal ribs which influences their shape](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/c04/0c7/516/c040c751619d271c8c314f7b21eb9a74.png)
![Световод не достаточно плотно зафиксирован Световод не достаточно плотно зафиксирован](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/62f/870/5b7/62f8705b7ab6707f4ce6e1c2ed4a128e.png)
![Эта часть не соответствует чертежам, что приведёт к невозможности сборки Эта часть не соответствует чертежам, что приведёт к невозможности сборки](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/629/844/eaa/629844eaae3f01f598787089c80c8541.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://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/c6e/145/ecc/c6e145eccc05f160e425264c7f6a69c8.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.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/7da/deb/0e6/7dadeb0e61339d21a082201f5ccb3ca2.jpeg)
Наши соцсети
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/a78/bdf/f45/a78bdff451a93923c600fb8e34ab83c1.jpg)
Все обновления по проекту я первым делом публикую в Telgeram-канал @zhovner_hub