2022/4/2

機械設備的“衣服”

基本上我是屬於功能導向的工程師,
機器設備設計會考慮進出料、組裝、安裝、維修、人體工學,
對設備外觀不是那麼在意,過得去就好。

以往台灣使用設備進行生產的廠商為了提高設備生產效率,有時會將設備外殼蓋板拆下,方便檢、維修、改造、散熱等等,
但是近年來工廠內的專業分工越來越明顯,
設備的檢維修改造很少會由生產單位進行,
這種拆設備蓋板、外殼的現象越來越少,
有的廠商甚至重頭到尾沒動過蓋板,都是叫設備供應商或代理商來處理,
加上半導體、無塵室設備氣流管理要求,
還有代工產業給客戶參觀需要,
設備外觀越來越受重視。

在這種產業氛圍下,設備廠不得不開始重視設備外觀,
甚至會請專門的工業設計團隊進行設備外觀設計,也就是幫設備穿上漂亮的"衣服"。

當年在CAD軟體代理商工作時,公司內就養了一個團隊作設備外觀設計,
第一個客戶"碩奇",有一台織布打樣設備想作外觀設計弄漂亮一點,
一邊有需求,一邊想作出第一筆案例就成案了,
以當時案子投入的人力工時來說其實這個案子是虧錢的,
但是有成功作出口碑跟讓設計師累積一定的實績經驗,可以將成功案例擴展到其他設備客戶,
幾次展覽也跟碩奇借了設備作展示,在展場中確實吸引到不少目光。
圖片來源:碩奇科技網站
從中上藍黑小台到最前面橘灰,外型差很多

不過這個部門很難賺錢,生存不易,在總經理更替後,公司策略方向改變後已不復存在,有點可惜*2。

工具機雖然都是硬碰硬的金屬冷加工設備,
但是像某水果牌大廠的金屬機殼有大量加工需求,
因為客戶對產品外觀要求多,連帶的代工廠也希望讓設備好看,讓客戶參訪時看了開心,
加上設備需求數量多,工具機廠自然會願意在設備外觀上多花心思,
這也造就成台中地區出現專門的外觀設計公司*2,以滿足設備廠的需求,
風氣形成後就回不去了,
硬碰硬的工具機也開始講究起設備外觀,更不用說一些其他更貼進消費端產品的生產設備。

不過以上游原物料或零組件端產業的設備需求來說,
這些以大量有效率生產為主要考慮的產業會對設備外觀會有比較高的容忍度,
例如鋼廠、銅箔廠、印刷電路板廠、輪胎廠等等,
這些依靠特殊技術與進入門檻高的產業基本上很少看到設備會想加上漂亮"衣服"。

基本上越貼近終端消費產品市場的產業會對設備外觀要求越高。

像儀器、醫療設備、辦公室用設備,由於使用者與環境關係,通常對外觀也會有一定的要求。

考慮設備外觀設計時,因為設備的的主要目的機能是靠關鍵模組完成,再以支撐結構(機架)固定相關需求的關鍵模組,
設備的外觀"衣服"簡單來說就是在這些機架結構上加上外殼與操作介面;

說得容易,實際設計上要考慮很多:
為了加上外殼、蓋板、外罩,
機構需在主結構上增加固定支撐點用以固定蓋板、外罩,
通常主結構機架以鋼構或鋁擠型為主,
鋼構的鋼管、型鋼上就要增加鎖固件,厚度夠就直接攻螺紋,厚度不夠可以用拉帽等,
鋁擠型就方便,有溝槽跟對應螺帽可以用來固鎖;
蓋板、外罩可以使用鈑金或塑膠件製作,
看量的需求來決定是否要開發模具來製作,
一般設備的尺寸大小跟數量很少會考慮開發模具來製作蓋板、外殼,

原因是設備尺寸通常不小,蓋板的尺寸也不會太小,
而大尺寸模具的成本往往很高,製作量不多很難將模具成本攤提降低。
因此常見設備外殼、蓋板多會以鈑金製作,
以雷射切割鈑金需要的外型、開孔、開槽等,
再以折床折彎、折邊補強或當固定支撐用,
有些位置就用焊接補料上去,
最後再進行表面處理:除鏽、脫脂、酸洗、清洗、烤乾、上漆等等。

少數有量的設備若想使用相對有溫度的材料如塑膠,
可以考慮真空成型,以便宜木模當底成本最低,有大量時再改用鋁模,方法是加熱塑膠板軟化後,將塑膠貼在模上,以真空吸引塑膠板配合木(鋁)模形狀成型,
很多浴缸、行李箱類的大型厚板塑膠外殼幾乎都是利用這種方式完成製作的,
這種方法可以作出比鈑金件外殼更圓潤有型的塑膠外殼,成本又不至於像塑膠射出模那麼高*1;
另外一種是玻纖強化,木模上噴玻纖、樹脂成型,修整拋光後上漆,一些遊樂場兒童音樂車外殼常用這種作法。
但是坦白說以塑膠作外殼、外罩在一般電子設備並不常見。

設備用的外觀設計除了要考慮不能妨礙設備技機能以外,還要注意一些工廠安規,
例如安全警示燈、緊停按鈕位置距離、消防要求等等,
以及製作的可行性,不是外觀漂亮就可以。

參考:
3. 形碩