Герметичные корпуса IP54: 3D-печать с уплотнением, без мифа о сертификате

Герметичный корпус на 3D-печати — это не «магия слоя», а геометрия под уплотнение плюс честный тест сборки. Закупщик пишет в ТЗ «сделайте IP54». Мы отвечаем иначе: напечатаем канавку, крышку и посадочные под прокладку, подберём материал, проверим пилот. Сертификат IP по ГОСТ/IEC выдаёт лаборатория заказчика, не ферма.

Ниже — как проектировать корпус под пыль и брызги на FDM, что реально даёт прокладка, когда берут ASA вместо PETG и как считать партию от 50 шт на 3D ZIPPER.

Что означает IP54 для печатного корпуса

По шкале IP первая цифра — пыль, вторая — вода. IP54: ограниченное попадание пыли и защита от брызг с любого направления. Это не погружение (IP67/IP68) и не «абсолютно пыленепроницаемый» шкаф.

На литье IP закрывают пресс-формой, уплотнением и протоколом испытаний. На FDM слой даёт микроканалы вдоль Z. Без прокладки корпус «как с принтера» пыль и брызги не держит — даже если стенка 3 мм и заполнение 100%.

Рабочая постановка для нас:

• напечатать канал/канавку под O-ring или плоскую прокладку;
• заложить зазор и прижим крышки (винты или вставки);
• собрать 1–3 пилота и проверить у заказчика (душ, пыль, камера);
• зафиксировать ориентацию и материал, тиражировать от 50 шт.

Общие правила стенок и посадок — в статье про корпуса. Здесь — только герметичность.

DFM: канавка, прокладка, крышка

Канавка под O-ring

Кольцо работает, если канавка держит сечение и не рвёт резину острыми кромками. На FDM:

• скругления R0,5–R1 на дне и кромках канавки;
• глубина и ширина — по таблице производителя кольца, плюс припуск печати 0,2–0,3 мм на сторону (подгоняем на пилоте);
• лучше ориентировать плоскость уплотнения в XY: меньше риск щели по слою по всему периметру.

Если канавка идёт «стоя» по Z на весь периметр — один плохой слой = дорожка для воды. Тогда либо меняем ориентацию, либо усиливаем прижим и берём более мягкую прокладку.

Плоская прокладка / вырубной лист

Для прямоугольных крышек чаще плоский лист (EPDM, силикон, иногда TPU-прокладка с фермы). Канал — мелкий уступ по периметру. Толщина листа 1–2 мм; сжатие задаём высотой уступа и моментом затяжки винтов, не «защёлками как у литья».

TPU 95A на ферме годится на мягкие накладки и черновые прокладки. Это не сертификат IP и не замена покупного EPDM с паспортом, если у заказчика жёсткий регламент.

Крышка и крепёж

Герметичность держит прижим, не красота стыка. Для серии надёжнее:

• саморезы в бобышку 2,4–3,0 мм или латунные вставки;
• шаг винтов равномерный по периметру — иначе один угол «дышит»;
• живые защёлки по периметру уплотнения почти не ставим: на тираже разброс зазора убивает прокладку.

Допуск FDM ±0,2–0,3 мм на характерных размерах. Поэтому пилот обязателен: подогнали канавку — потом тираж.

Материалы: PETG, ASA, ABS, PA

*Ориентиры с live /tseny. Минимум расчёта в калькуляторе — 2 500 ₽. Не оферта.

Стенка корпуса под уплотнение — обычно 2,0–2,5 мм; нагруженные бобышки толще. Рёбра лучше тонкие и частые, чем одна толстая плита: меньше усадка, стабильнее плоскость крышки.

Смолу mSLA для герметичных корпусов на тираже берём редко: дороже и хрупче на клипсах. Уместна для мастер-модели канавки или окна с жёстким допуском. Металл MIM/MEX — если корпус несёт нагрузку или греется выше пластика; для типичного IoT-бокса это исключение.

Разъёмы, гермовводы, кнопки

Самый частый провал «IP на бумаге» — не стык крышки, а отверстия:

• USB / разъём без крышки — брызги идут внутрь мимо прокладки. Нужна заглушка, мембранная кнопка или герметичный разъём с паспортом.
• Кабель через стенку — гермоввод (PG/M) с контргайкой; отверстие печатаем с припуском и усиливаем бобышкой.
• Световод / кнопка — отдельное уплотнение или покупной элемент; дырка «впритык» по STL течёт.

Мы печатаем посадочные. Выбор и сертификацию гермоввода/разъёма заказчик закрывает в своём регламенте — как и формальный протокол IP.

Пилот → серия от 50 шт

Типичный путь герметичного корпуса у нас:

1. 1–3 шт — проверка посадки прокладки и винтов. Часто на PETG, даже если серия пойдёт в ASA.
2. 3–10 шт целевым материалом — сборка с платой, душ/пыль у заказчика.
3. Партия от 50 шт — фиксируем ориентацию, заполнение, канавку. Параллельная печать на ферме из 119 принтеров.

Скидки с /tseny: 10–49 шт −10%, 50–199 шт −20%, 200–999 шт −25%. КП на тираж — до 24 ч на /seriynoe-proizvodstvo-b. Срок компактной партии после пилота обычно 5–14 рабочих дней — зависит от массы, поддержек и постобработки.

Постобработка (шлифовка, грунт, RAL) в грамм не входит и на герметичность влияет слабо: IP держит уплотнение, не краска. Шлифовать плоскость стыка имеет смысл, если слой мешает прокладке сесть равномерно.

*После согласования файла. Цех — Пушкино МО. Договор, ЭДО, NDA.

Чего мы не обещаем

• Не выдаём сертификат IP54/IP65. Печатаем геометрию и собираем пилот. Протокол — у заказчика или в лаборатории.
• Не гарантируем IP «без прокладки». Сплошной FDM-монолит без уплотнения — не промышленная пылезащита.
• Не путаем IP54 с погружением. Нужен IP67 — другая конструкция, другие испытания, часто другие материалы.
• Не подставляем чужой процент экономии vs ТПА. Сравнение — двумя КП. Пороги тиража — в 3D vs литьё.

Нет CAD — можно снять образец через 3D-сканирование и добавить канавку под печать. Инженерия посадок — /inzhiniring.

Частые вопросы

Можно ли напечатать корпус с IP54 «под ключ»?

Можно напечатать корпус под уплотнение и помочь с пилотом. Сертификат IP «под ключ» с фермы не выдаём — это испытания у заказчика.

FDM без прокладки даст пылезащиту?

Нет. Слой оставляет микроканалы. Без кольца или листа корпус для IP54 не проектируем.

Какой пластик для уличного герметичного бокса?

Чаще ASA (УФ) или ABS под покраску. В помещении — PETG. Ориентиры ₽/г — на /tseny.

С какого тиража серия?

Серийный расчёт и КП за 24 часа — от 50 шт на мелкосерийном производстве. Прототип — от 1 шт.

Входит ли прокладка в цену печати?

Печать корпуса — по массе и прайсу. Покупной O-ring/EPDM и сборка считают отдельно, если закладываете в заказ.

Нужен ли пилот, если канавка уже в STL?

Да. Припуск FDM и жёсткость крышки на бумаге не видны. Один пилот дешевле перепечатки 200 шт.

Где производство?

Пушкино МО, 119 принтеров. Тел. +7 (499) 350-90-16, email info@3dzipper.ru, Telegram @zipper3d.