3D-печать для радиолюбителя: 27 моделей корпусов, антенных деталей, держателей и органайзеров

Коротко: для радиолюбителя 3D-принтер — инструмент, который заканчивает проект: корпус точно под плату, стойки и держатели, ручки потенциометров и энкодеров, органайзеры для компонентов, держатели для паяльника и «третья рука», шаблоны для разметки. Корпуса печатают из PETG (термостойче PLA), с вентиляцией для греющихся элементов и термовставками для винтов; для защиты от наводок — фольга изнутри. Сетевое напряжение — только в сертифицированных корпусах и модулях. Ниже — идеи, конструкция корпуса и советы.

Идеи

Корпуса

Корпус проектируют от платы: измеряют её габариты, положение крепёжных отверстий, разъёмов, кнопок, индикаторов. Многие CAD позволяют импортировать модель платы из программы разводки (STEP) — тогда вырезы получаются точными. Для дисплеев и светодиодов делают окна или тонкие стенки из светлого пластика. Корпуса для электроники, STEP.

Проверенные модели

Все бесплатные, на Printables (после регистрации); в скобках — число опубликованных отпечатков.

Корпуса

1. Universal Parametric Project Box (44) — параметрический корпус: задаёте размеры платы, высоту, крепления, вырезы.
2. Waterproof IP65/IP67 project box (28) — параметрический корпус с уплотнением для уличных устройств.
3. Modular Raspberry Pi Case (388) — модульный корпус для Raspberry Pi 2B–4 с вариантами под OLED-экран и вентилятор, собирается на защёлках.
4. Snap-fit Raspberry Pi 4 Case (287) — корпус без винтов.
5. Arduino Uno Case (71) — корпус для Arduino Uno; с макетной платой — Breadboard Arduino Uno Holder.
6. ESP32 Case (63) и ESP32 camera case (189) — корпуса для плат ESP32 и камер ESP32-CAM.

Пайка

7. Adjustable PCB Holder Tool (574, 7 тысяч лайков) — регулируемый держатель плат для пайки; к нему есть зажимы для проводов.
8. Fully printable Helping Hands (37) — «третья рука» целиком из пластика; ещё вариант — Solder Fingers 2.0.
9. Folding soldering iron stand (144) — складная подставка для паяльника. Жало касаться пластика не должно — только металлическая спираль или корпус паяльника.
10. Kirby 40mm Fume Extractor (64) — компактный дымоуловитель на вентиляторе 40 мм с угольным фильтром.
11. Resistor lead forming tool (43) — шаблон для формовки выводов резисторов и диодов под шаг платы.

Хранение и монтаж

12. Gridfinity SMD Component Storage — хранение SMD-компонентов в системе Gridfinity.
13. Stackable Resistor Storage Box (97) — штабелируемые ящички для резисторов и мелочей.
14. Gridfinity wire spool holder (43) — держатель катушек провода.
15. WAGO 221 DIN rail holder (85) — держатель клемм WAGO на DIN-рейку; универсальная клипса — DIN rail clip, общественное достояние.
16. Cable labels (48) — бирки для маркировки кабелей.
17. Oscilloscope probe holder — держатель щупа осциллографа, общественное достояние.

Радиосвязь

• Телеграфный манипулятор (ямбический ключ) (Adam Kimmerly, 52 печати) — для работы телеграфом в эфире.
• Изолятор для проволочной антенны (Joshua Kaiser, 8 печатей) — лицензия CC BY; для улицы печатать из ASA.
• Изоляторы для УКВ-антенны «волновой канал» (OK1HRA, 2 печати) — лицензия CC BY-SA.
• Складная антенна «волновой канал» на 2 м (SwiftyTheFox, 2 печати) — для портативной работы и охоты на лис.
• Держатель тангенты для радиостанции (calisomething, 6 печатей) — лицензия CC BY.

Стол и прототипирование

• Держатель макетной платы и Arduino Uno (Ubiquities, 19 печатей) — всё на одной подставке.
• Параметрический держатель аккумуляторов 18650 (k014, 42 печати) — на любое число элементов, лицензия CC BY.
• Ручки для потенциометров (Idee 3D, 13 печатей) — лицензия CC BY-SA.
• Подставка для мультиметра (NoWarrenty, 7 печатей) — общественное достояние.
• Инструмент для зачистки проводов (Michal Fanta, 44 печати) — под лезвие от канцелярского ножа.

Материалы

• PETG — основной выбор: выдерживает нагрев компонентов, прочный.
• ASA — для уличных устройств и сильного нагрева.
• PLA — для прототипов и холодных устройств.
• Огнестойкие пластики — для корпусов блоков питания и силовой части. Огнестойкий пластик.
• Антистатические пластики — для держателей и лотков чувствительных компонентов. Проводящие пластики.

Для эфира: антенны, ключи, станция

Радиолюбителям-коротковолновикам и УКВ-шникам принтер даёт то, что трудно купить: изоляторы и центральные элементы проволочных антенн, траверсы и держатели элементов антенн «волновой канал», корпуса согласующих устройств, держатели тангент, телеграфные ключи и манипуляторы. Печатный ямбический ключ с подшипниками и магнитным возвратом работает не хуже покупного, а настраивается под руку. Для антенных деталей на улице — только ASA или PETG с УФ-стабилизацией: PLA на солнце становится хрупким, а влага и мороз разрушают его быстрее. Изоляторы под нагрузкой оттяжек печатают с 5–6 стенками и 100 % заполнения, ориентируя так, чтобы нагрузка шла вдоль слоёв. Важно: пластик с углеволокном или металлическим наполнителем проводит ток и для изоляторов не годится. ASA, карбоновые пластики.

Пластики глазами электронщика

Все обычные пластики для 3D-печати — хорошие диэлектрики при низком напряжении. Но они горючи, поэтому корпуса для сетевых устройств печатают только из огнестойких марок и с правильными изоляционными зазорами, а лучше используют заводские блоки питания. Огнестойкий пластик, электропроводящий пластик.

Принтер как станок для печатных плат

Некоторые радиолюбители используют 3D-принтер не только для пластика: вместо хотэнда ставят маркер для рисования дорожек на текстолите перед травлением, лазерный модуль для засветки фоторезиста или маленький шпиндель для фрезеровки изолирующих канавок. Это требует доработки механики и отдельной подготовки управляющего кода, а точность хуже, чем у фрезерного станка, но для простых односторонних плат работает. Для серьёзных проектов дешевле заказать платы на производстве. Ещё одно простое применение — печатные трафареты и кондукторы для сверления отверстий под выводы. 3D-принтер своими руками.

Экранирование

Пластик не экранирует электромагнитные помехи. Если устройство чувствительно к наводкам (аудио, приёмники), изнутри корпуса наклеивают медную или алюминиевую фольгу и соединяют её с общим проводом. Электропроводящие пластики экранируют слабо и не заменяют фольгу.

Рабочее место

Принтер обустраивает стол электронщика: держатель паяльника и губки, держатели катушек припоя и проводов, «третья рука» с зажимами на гибких сегментах, подставки для плат при пайке, органайзеры для резисторов и конденсаторов с подписанными ячейками, держатели щупов осциллографа и мультиметра. 3D-печать для мастерской, органайзеры.

Мелочи, которые выручают

• Ручки для потенциометров, переключателей, энкодеров под нужный вал. Ручки для аудио.
• Стойки и проставки нужной высоты.
• Кабельные вводы и держатели разъёмов.
• Шаблоны для сверления отверстий в металлических корпусах.
• Крепления антенн. FPV и антенны.

Проектирование корпуса шаг за шагом

1. Измерьте плату: габариты, отверстия, положение разъёмов и кнопок, высоту самых высоких компонентов.
2. Если есть STEP-модель платы — вставьте её в CAD, иначе нарисуйте упрощённую плату по замерам.
3. Постройте корпус вокруг с зазором 1–2 мм по сторонам и 3–5 мм над компонентами.
4. Добавьте стойки под отверстия платы с отверстиями под термовставки.
5. Сделайте вырезы под разъёмы с запасом 0,3–0,5 мм.
6. Добавьте вентиляционные щели у греющихся элементов.
7. Спроектируйте крышку на винтах или защёлках.
8. Напечатайте сначала тонкий «срез» корпуса с вырезами — проверьте их положение до полной печати.

Такой подход экономит время: ошибка в положении разъёма обнаруживается за 15 минут печати, а не после трёхчасовой печати целого корпуса. Как сделать 3D-модель, допуски.

Безопасность

Мелкая серия корпусов

Если устройство собирается в нескольких экземплярах — для друзей, клуба или продажи, — 3D-печать позволяет выпустить малую серию корпусов без пресс-формы. Печатайте несколько корпусов за раз, используйте одинаковые настройки и один пластик, чтобы корпуса совпадали по цвету и размерам. Логотип или название устройства добавьте рельефом на крышке. Логотип.

Пример: корпус для метеостанции на ESP32

Плата 50×30 мм, датчик температуры и влажности, дисплей. Корпус из PETG в двух отсеках: плата с дисплеем в закрытом, датчик — в выносном вентилируемом отсеке, чтобы тепло ESP32 не искажало показания. Стойки под плату с термовставками M2, окно под дисплей, вырез под USB. Крышка на защёлках. Печать — 3 часа. Умный дом, защёлки.

Видео по теме

• 3D-принтер на службе у радиолюбителя — что печатает коротковолновик.
• Телеграфные манипуляторы (ключи) на 3D-принтере.
• Держатель печатных плат на 3D-принтере.
• Фрезеровка платы на 3D-принтере — эксперимент с печатной платой.
• 3D-печать для электроники? — канал Hi Dev! — Электроника.
• 3D-печать для радиолюбителей: принтеры и материалы — канал Vladimir Medintsev.
• Как не надо проектировать корпуса для 3D-печати — канал Te Cat: типичные ошибки.

Где брать модели

Ищите по названию платы или модуля: «Arduino case», «ESP32 enclosure», «soldering helping hands». Где скачать модели.

Частые вопросы

Из какого пластика печатать корпус для электроники?

Для дома — PETG: он держит нагрев от стабилизаторов и блоков питания до 70 °C. Для улицы и антенн — ASA. PLA подходит для прототипов и слаботочных устройств без нагрева.

Экранирует ли пластиковый корпус?

Нет: обычный пластик радиопрозрачен. Для экранирования изнутри наклеивают медную или алюминиевую фольгу, наносят токопроводящую краску или ставят металлический экран на плату, соединив его с общим проводом.

Как крепить плату в корпусе?

На стойках с латунными термовставками M2,5–M3 — для устройств, которые будут разбирать; в направляющих пазах или на защёлках — для лёгких плат. Высота стоек 4–6 мм оставляет место под выводы снизу. Корпуса для электроники.

Можно ли печатать корпус для устройства на 220 В?

Не рекомендуется — используйте сертифицированные корпуса.

Что напечатать для пайки?

Держатель паяльника, «третью руку» и держатель плат, вытяжку под 40-мм вентилятор с угольным фильтром, гибочник для выводов, органайзеры для компонентов — проверенные модели собраны выше.

Как сделать точные вырезы под разъёмы?

Импортировать 3D-модель платы (STEP) в CAD и строить вырезы по ней или измерить положение разъёмов штангенциркулем от края платы и добавить 0,5 мм на сторону. Сначала печатают только стенку с вырезами — это проверка за 15 минут.

Можно ли напечатать изоляторы для антенны?

Да, из ASA или PETG с 100 % заполнением, ориентируя нагрузку вдоль слоёв. Пластики с углеволокном и металлом для изоляторов не подходят.