Корпус для электроники на 3D-принтере: как спроектировать, 20 готовых моделей

Коротко: корпус для Arduino, ESP32, Raspberry Pi, датчика или своего устройства легко напечатать: снимите точные размеры платы и разъёмов, заложите зазор 0,5–1 мм до стенок, сделайте стойки под винты или резьбовые вставки, вырезы под разъёмы с запасом 0,5 мм, вентиляцию и крышку на защёлках или винтах. Пластик выбирайте по нагреву: PLA/PETG для слаботочной электроники, PETG для Raspberry Pi и зарядок, ASA/ABS/PC для блоков питания и горячих устройств. Для многих популярных плат готовые корпуса уже есть на сайтах моделей, а для своих — удобны генераторы корпусов. Ниже — правила проектирования, программы и настройки печати.

Готовые корпуса и генераторы

• Готовые — подборка проверенных моделей ниже; ещё больше — на Printables и MakerWorld по запросу «Raspberry Pi 5 case», «ESP32 enclosure», «Arduino Uno case». Где скачать модели.
• Параметрические генераторы — модели-конструкторы (например, на OpenSCAD) и генераторы на MakerWorld: задаёте размеры, отверстия, разъёмы — получаете STL. OpenSCAD.
• Свой корпус — Fusion, FreeCAD или Tinkercad. Fusion, FreeCAD.

Для популярных плат производители публикуют чертежи и 3D-модели (STEP) — их можно вставить в CAD и строить корпус вокруг.

Проверенные модели

Raspberry Pi

• Модульный корпус на защёлках для Raspberry Pi 2B–4 (Sneaks, 388 печатей) — опции с OLED-экраном и вентилятором.
• Корпус без винтов для Raspberry Pi 4 (Malolo, 287 печатей) — с подставками.
• Корпус для Raspberry Pi 3/4 B+ (Stamos, 284 печати).

ESP32, ESP8266

• Корпус для камеры на ESP32 (Michal Fanta, 189 печатей) — с креплением.
• Корпус для ESP32 (Predy, 63 печати).
• Корпус для ESP32-CAM (bkgoodman, 56 печатей).
• Корпус для Wemos D1 mini (Murdoc, 18 печатей) и версия под WLED (Rubin Starset) — общественное достояние.

Arduino

• Корпус для Arduino Uno (Kazik, 71 печать) — лицензия CC BY-SA.
• Корпус Arduino Uno с макетной платой (ItzAsila, 31 печать) — удобно для экспериментов.
• Корпус Arduino Uno на защёлках (morozgrafix, 25 печатей) — лицензия CC BY.
• Тонкий корпус для Arduino Nano (El Manu, 11 печатей) — лицензия CC BY.
• Корпус для дисплея 1602 с модулем I2C (Alien3D) — лицензия CC BY-SA.

Генераторы корпусов

• Универсальный параметрический корпус (zx82net, 44 печати) — размеры задаются под плату.
• Параметрический влагозащищённый корпус IP65/IP67 (pb-tec, 28 печатей) — для уличных датчиков.
• Ultimate Box Maker (Joel) — генератор коробок с вырезами под разъёмы.
• Корпус на защёлках для Fusion 360 (PicoNano) — параметрический исходник, общественное достояние.

Монтаж и питание

• Крепление клемм на DIN-рейку (3D Design SBK, 21 печать) — лицензия CC BY.
• Крепление реле умного дома на DIN-рейку (LayerCake, 25 печатей).
• Кейс для 50 аккумуляторов 18650 (Whity, 10 печатей) — для хранения элементов питания.

Правила проектирования

Размеры и зазоры

• Измерьте плату штангенциркулем, особенно положение отверстий и разъёмов от края платы.
• Зазор плата — стенка 0,5–1 мм. Высокие компоненты (конденсаторы, радиаторы, штыревые разъёмы) учитывайте при высоте корпуса.
• Вырезы под разъёмы — на 0,5 мм больше с каждой стороны: штекер с корпусом должен входить.

Крепление платы

• Стойки под саморезы 2,5–3 мм или под резьбовые вставки М2,5/М3 — надёжнее при частой разборке. Резьба и вставки.
• Направляющие пазы — плата вставляется сбоку без винтов.
• Защёлки-лапки — для лёгких плат.

Крышка

• На винтах — самый надёжный вариант, винты снизу корпуса.
• На защёлках — зазор 0,2–0,3 мм, защёлки ориентируйте так, чтобы гибкая часть лежала в плоскости слоёв.
• Сдвижная — паз по периметру, удобно для батарейных отсеков.

Вентиляция и охлаждение

• Щели внизу и вверху корпуса — для естественной конвекции.
• Под вентилятор — посадочное место с отверстиями под винты и решёткой.
• Для Raspberry Pi под нагрузкой — радиатор и вентилятор, иначе процессор снизит частоту.

Прочее

• Окна под светодиоды — тонкие стенки (0,4–0,8 мм) из белого или прозрачного пластика пропускают свет. Прозрачная печать.
• Кнопки — гибкий «язычок» в стенке корпуса, который нажимает на тактовую кнопку.
• Кабельные вводы — с фиксатором или под сальник.
• Надписи и значки — выдавленные на 0,4–0,6 мм.

Общие правила — проектирование под 3D-печать.

Выбор пластика

Пошагово: свой корпус за вечер

1. Соберите устройство на столе со всеми проводами, разъёмами и модулями — корпус проектируют под реальную сборку, а не под голую плату.
2. Снимите размеры: габариты платы, координаты крепёжных отверстий, высоту самого высокого компонента, положение каждого разъёма, кнопки и светодиода. Если есть STEP-модель платы — вставьте её в CAD.
3. Нарисуйте коробку: внутренний размер = плата + 1 мм с каждой стороны, стенка 2 мм, дно 1,6–2 мм, высота с запасом 3–5 мм над компонентами.
4. Добавьте стойки высотой 4–6 мм под отверстия платы — под платой останется место для выводов и проводов.
5. Прорежьте окна под разъёмы, кнопки, индикаторы, вентиляцию. Окна в боковых стенках делайте с аркой или фаской сверху, чтобы печатать без поддержек.
6. Спроектируйте крышку с бортиком-«юбкой» внутрь на 2–3 мм — она центрируется и не болтается.
7. Напечатайте только дно без стенок высотой 3–5 мм и примерьте плату: это проверит стойки за 15 минут. Затем печатайте целиком.

Пластик по условиям

Печать

• Ориентация: корпус — дном на стол, крышку — внешней стороной на стол (гладкая поверхность от PEI). PEI.
• Без поддержек: вырезы под разъёмы сверху делайте с фаской 45° или ромбом; горизонтальные отверстия — каплевидными. Нависания.
• Стенки: 3–4 линии, заполнение 15–20 %.
• Точность: проверьте поток и слоновью ногу — иначе крышка не наденется. Слоновья нога.

Внешний вид и отделка

Чтобы самодельное устройство выглядело как покупное, лицевую панель печатают лицом вниз на текстурный лист — получается ровная матовая фактура без видимых слоёв. Надписи у разъёмов и кнопок делают вдавленными на 0,4 мм или вторым цветом со сменой пластика по высоте. Тёмные пластики скрывают мелкие дефекты лучше светлых. Светодиоды прячут за тонкой стенкой 0,6 мм из белого пластика — светится аккуратная точка, а не яркий диод. Винты лучше утопить в потайные отверстия на дне, а на дно наклеить резиновые ножки или напечатать их из TPU. Текст на модели, многоцветная печать.

Ориентиры по времени и цене: корпус для Arduino Nano или ESP32 — 30–60 минут и 10–20 г пластика, для Raspberry Pi — 2–3 часа и 40–60 г, влагозащищённый корпус уличного датчика — 3–5 часов. Даже с пробными печатями это дешевле и быстрее, чем искать подходящую покупную коробку и пилить в ней отверстия.

Пример: корпус уличного датчика температуры

ESP32 и датчик температуры-влажности, питание от USB. Корпус 70×50×30 мм из PETG, стенка 2 мм. Плата — на четырёх стойках с термовставками M2,5. Датчик вынесен в отдельный отсек снизу с жалюзи: так он не греется от платы и не мокнет. Кабель входит снизу через вырез с капельной петлёй, крышка — на четырёх винтах с уплотнением из TPU толщиной 1 мм. Сверху — козырёк от дождя. Печать — 3,5 часа, 45 г пластика. Корпус висит под навесом второй год; PLA на этом месте покоробился бы в первое же лето. Умный дом, герметичная печать.

Типичные ошибки

• Разъём не входит — вырез впритык к гнезду, а штекер кабеля шире; добавляйте 0,5 мм с каждой стороны и учитывайте корпус штекера.
• Плата не встаёт на стойки — отверстия меряли от края «на глаз»; берите размеры из чертежа платы.
• Крышка не закрывается — не учли высокие компоненты и провода; оставляйте 3–5 мм над самым высоким элементом.
• Перегрев — глухой корпус без вентиляции; Raspberry Pi снижает частоту, а PLA рядом с регулятором напряжения размягчается.
• Стойки лопаются — саморез в тонкой стойке; делайте стойку диаметром не меньше 2,5 диаметра винта или ставьте вставки.

Видео по теме

• Как смоделировать корпус для электроники в Fusion 360 — пошаговый урок.
• Кастомный корпус Arduino в Autodesk Fusion 360.
• Как создать корпус для самодельного устройства в Компас-3D.
• Как НЕ надо проектировать корпуса для 3D-печати — разбор ошибок.
• 3D-печать корпуса для Arduino и модулей — от модели до готового устройства.
• Perfect PCB project boxes in minutes — быстрый способ построить корпус вокруг платы (англ.).

Частые вопросы

Как сделать корпус для Arduino на 3D-принтере?

Скачать готовый или смоделировать по размерам платы с зазором 0,5–1 мм, стойками под винты и вырезами под разъёмы, затем напечатать из PLA или PETG.

Какой пластик выбрать для корпуса электроники?

PLA или PETG для слаботочной электроники, PETG для Raspberry Pi, ASA, ABS или PC для горячих устройств.

Какой зазор делать для крышки?

0,2–0,3 мм на сторону для защёлок и посадки «в натяг»; точное значение для своего принтера проверьте тестом допусков. Защёлки.

Как крепить плату в корпусе?

На стойки с саморезами или резьбовыми вставками (для частой разборки), в направляющие пазы или на защёлки (для лёгких плат). Резьба и вставки.

Где взять готовый корпус для Raspberry Pi или ESP32?

На Printables и MakerWorld: проверенные модели с сотнями отпечатков собраны в подборке выше. Сверяйте ревизию платы.

Можно ли печатать корпус для блока питания 220 В?

Нужна осторожность: обычные пластики горючи, а ошибка в изоляции опасна. Лучше использовать заводские сертифицированные блоки питания в своих корпусах и печатать корпус только для низковольтной части. Если всё же печатаете, выбирайте огнестойкий пластик (ABS или PC с классом V-0). Огнестойкий пластик.

Как печатать вырезы под разъёмы без поддержек?

Сделайте верх выреза с фаской 45° или ромбом — он напечатается без поддержек.