- Škola
- SPŠ a VOŠ Brno, Sokolská
- Obor
- Strojírenství — počítačová grafika
- Rok
- Školní rok 2023/2024
- Software
- SolidWorksFlow SimulationVisualizePhotoView 360Cinema 4D
- Značka
- MTYL — Made To Your Likings, vlastní logo a identita
- Výstup
- Model · varianty · rozložený pohled · výkres · rendery · logo
Úvod
Moje maturitní práce na SPŠ a VOŠ Brno, Sokolská — obor strojírenství s počítačovou grafikou, školní rok 2023/2024.
Zadáním byla grafická studie počítačové skříně, která musí zůstat funkční — proudění vzduchu, odolnost proti prachu a vnitřní skladba komponentů. K tomu několik variant designu, rozložený pohled, rendery, výkres s hlavními rozměry, propagační list a vlastní logo.
Hlavní myšlenku jsem si přidal sám. Hodně jsem hrál hry, a když jsem se díval po skříních, všechny byly stavěné jen pro jednu stranu stolu: sklo k uživateli, jen když počítač stojí vpravo od monitoru. Kamarádi i bratr ho ale měli vlevo a skříň museli natočit bokem, protože jinak by se dívali na kabely zezadu. Chtěl jsem proto skříň, která půjde postavit na kteroukoli stranu stolu, ovládání bude mít vždy vepředu a z boku do ní bude vidět.
Byla to designová práce, ne konstrukční. Výsledkem měl být návrh a rendery, ne výrobní výkresy. Nejtěžší tak bylo vymyslet koncept, který bude jednoduchý, bude dávat smysl a zároveň bude skříň vypadat dobře.
Základem je oboustranný plech uvnitř skříně. Drží na něm všechny komponenty, takže při přestavbě se vytáhne vcelku, otočí o 180° a přišroubuje zpátky. Zdroj zůstává na svém místě, má v plechu vlastní otvor.
Po otočení ale konektory grafiky a základní desky míří dovnitř skříně. To řeší prodlužovací kabel, který je vrátí dozadu na původní místo. Na přenosových rychlostech se to na těchhle délkách neprojeví.
Otočením se zároveň rozbilo proudění vzduchu, na kterém celý návrh stál. Navrhl jsem proto plastové výfuky, které se do skříně vloží podle toho, v jaké konfiguraci zrovna stojí. V pravé konfiguraci odvádějí vzduch zadem i bokem, v levé jen bokem.
Bočnice, přední panel i vrchní kryt drží na magnetech. Šroubovák potřebuješ jen na zadní panel, který se spolu s rámy stará o tuhost celé kostry — skříň je proto navržená co nejsymetričtěji.
Vnější díly jsou vyměnitelné. Vrchní kryt má čtyři tvary a každý z nich pět barev, takže si skříň může každý poskládat podle sebe — koupit ji celou, nebo dokoupit jen díly, které chce mít jinak.
Jak to vzniklo
01 Nosný díl celého nápadu
Oboustranný plech
Všechno ostatní je důsledek tohohle jednoho dílu. Komponenty na něm drží pohromadě, takže se při přestavbě nevytahují jednotlivě — vyjede celý plech, otočí se o 180° a jde zpátky. Otvor pro zdroj je v něm proto na obou stranách stejně, aby se se zdrojem vůbec nemuselo hýbat.
02 Náprava proudění
Vodicí kryty
Otočení vnitřku rozbilo proudění, na kterém celý návrh stál. Navrhl jsem proto plastové výfuky, které se do skříně vloží podle konfigurace a vzduch nasměrují: v pravé zadem i bokem, v levé jen bokem. Nejsou to jen záslepky — jejich tvar rozhoduje o tom, jak rychle vzduch odchází, a mezi levou a pravou variantou se liší délkou vodicích otvorů.
03 Flow Simulation
Proudění v obou konfiguracích
Skříň se nedá spočítat jednou — každá konfigurace má jiný počet výfuků, jinak dlouhé vodicí otvory a jinak velký vnitřní prostor. Levá odvádí vzduch jen bokem a má kratší otvory, takže vzduch odchází rychleji a je tišší; platí za to horším odvodem tepla. Pravá odvádí vzduch zadem i bokem, má víc ventilátorů a odvede víc tepla, ale je hlučnější a ve větším prostoru se můžou tvořit víry, kde vzduch krouží místo aby odešel. Každý snímek ukazuje oba pohledy na tutéž konfiguraci; přepínačem se přehodíš mezi levou a pravou, kliknutím je uvidíš vedle sebe.
04 Vlastní značka
MTYL
Součástí zadání bylo vymyslet si vlastní logo. Zkoušel jsem piktogram, ale skončil jsem u jednoduššího řešení: vymyslet krátký slogan a z něj udělat zkratku. Slogan zní „Made To Your Likings“, tedy vyrobené podle vašich představ, a z prvních písmen vzniklo MTYL. Barva loga se odvíjí od toho, na čem je umístěné. Není to jen nápis na krytu — odkazuje na to, že skříň nemá mít jednu podobu.
Díly
Galerie
01Jedna skříň pro obě strany stolu. Vlevo se sklem doprava, vpravo s otočeným vnitřkem a sklem doleva — to je celé zadání, které jsem si přidal sám. Přepni si je, nebo klikni a uvidíš je vedle sebe
02Tvarové a barevné varianty. Mřížky ve vrchním krytu nemusí být podlouhlé a diagonální — stejně dobře fungují kolečka, šestiúhelníky nebo trojúhelníky, a tvar děr mění celý vzhled skříně
03Rozložený pohled — panely, rámy a sklo. Šroubovaný je jen zadní panel, všechno ostatní drží na magnetech, takže se skříň otevře bez nářadí
Rozklad sestavy
Přestavba krok za krokem
Sedm kroků z pravé konfigurace do levé. Scrollováním si to projdeš vlastním tempem.
Výsledek
Dokument
Návrh designu PC skříně — maturitní práce
Celá odevzdaná práce ke čtení na stránce. Rozbor jednotlivých dílů, postup přestavby, výsledky simulací proudění, vznik značky i obrazová příloha.
46 stran · 2024 · SPŠ a VOŠ Brno, Sokolská
Nápad vyšel. Přestavba z jedné konfigurace do druhé má sedm kroků a nepotřebuje nic než šroubovák — jediný šroubovaný díl konstrukce je zadní panel, všechno ostatní drží na magnetech. Skříň tak může stát na obou stranách stolu a do obou je vidět.
Vedlejší efekt jsem nečekal: servis. Kdo opravuje počítače, vytáhne celý oboustranný plech i s komponenty, položí si ho na stůl a nemusí se hrabat ve stísněné skříni položené na boku.
Proudění jsem počítal ve Flow Simulation pro obě konfigurace zvlášť a vyšly z toho různé povahy. Pravá odvádí vzduch zadem i bokem a má víc ventilátorů, ale je hlučnější a ve velkém vnitřním prostoru se můžou tvořit víry. Levá odvádí vzduch jen bokem a má kratší vodicí otvory, takže vzduch odchází rychleji a je tišší — za cenu horšího odvodu tepla. Konkrétní teploty simulace nedala; na to by bylo potřeba teplotní řešení, které jsem tehdy neuměl.
Odevzdaná práce obsahuje kompletní model se všemi komponenty, tvarové i barevné varianty, rozložený pohled, výkres s hlavními rozměry, propagační list, vlastní logo a sadu renderů z Visualize a Cinemy 4D. Přesně to, co zadání žádalo — grafickou studii skříně, která obstojí i funkčně.
Prototyp jsem nestavěl, na střední na to nebyly možnosti a nebylo to ani cílem. Obhajobu před komisí jsem zvládl bez výhrad.
Kam to směřuje
Práce mě naučila SolidWorks a Visualize víc než cokoli předtím — hlavně kolik je za tím práce, aby model šel vůbec vyrenderovat. Porovnával jsem PhotoView 360 s Visualize a rozdíl byl přesvědčivý dost na to, abych u Visualize zůstal.
Dnes už v návrhu vidím věci, které bych udělal jinak, i v designu. K verzi 2.0 jsem se zatím nedostal, ale další krok je zřejmý: dotáhnout skříň z grafické studie do výrobního podkladu. To znamená kusovník, spojovací materiál a teplotní výpočet místo samotného proudění. Dnes už bych na to nástroje měl, tehdy ne.
Model z téhle práce dodnes používám — je to ten, který se točí nahoře na téhle stránce, se sklem i svítícím podsvícením.
Parametry
- dílů v sestavě
- ventilátorů 120 mm se vejde do pravé / levé konfigurace
- tabule skla, které působí jako jedna
- prachové filtry — spodní a vrchní
- Rozměry
- 224 × 470 × 543 mm (š × h × v)
- Základní deska
- Všechny běžné formáty
- Konstrukce
- Hliníkový plech
- Sklo
- Tvrzené, bez rámečků
- Uchycení panelů
- Magnety — šrouby jen na zadním panelu
- Ventilátory
- 120 mm; 140 mm se do rámu nevejdou
- Sání
- Spodek a vrch
- Výfuk
- Pravá zadem i bokem, levá jen bokem; plastové výfuky
- Konektory vpředu
- 2× USB · 2× USB-C · 2× jack 3,5 mm
- Dokumentace
- Hlavní rozměry — bez kusovníku a výrobních výkresů
Co mě to naučilo
01
Aby byla skříň opravdu univerzální
Nestačilo, aby šla otočit. Chtěl jsem, aby si ji každý mohl poskládat podle sebe z vyměnitelných dílů v různých tvarech a barvách. Řešením je kostra, na kterou drží kryty, bočnice i přední panel na magnetech, a vrchní kryt ve čtyřech tvarech a pěti barvách.
02
Oboustranný vnitřek, který se snadno přestaví
Přestavba musela být jednoduchá a kabely se musely dát vést v obou konfiguracích. Všechny komponenty proto drží na jednom plechu, který se vytáhne vcelku a otočí. Konektory grafiky a desky, které by po otočení mířily dovnitř skříně, vrací dozadu prodlužovací kabel.
03
Kudy půjde vzduch ven
S otočeným vnitřkem se otočila i cesta vzduchu. Chlazení jsem stavěl podle toho, jak se sací a výfukové ventilátory rozmisťují v běžných skříních, a vyřešil jsem ho plastovými výfuky: v pravé konfiguraci zadem i bokem, v levé jen bokem. Obě konfigurace jsem pak spočítal ve Flow Simulation zvlášť.
Další rendery
Obor byl strojírenství s počítačovou grafikou, takže rendery nebyly příloha, ale půlka práce. Ve škole nás učili Cinemu 4D, já si k ní přibral SolidWorks Visualize a nakonec kombinoval obojí. Tyhle už k návrhu nic nedodávají, jsou tu na ukázku.