Mein Laptop braucht ein neues Gehäuse - hmm, könnte man sowas nicht selber bauen

Kurz die Vorgeschichte: Mein Laptop, ein Toshiba Satellite
3000-514 ist seit Anfang 2002 mein treuer und täglicher
Begleiter in Schule, Zivildienst und jetzt Universität. Leider
hat die doch sehr intensive Benutzung ihre Spuren hinterlassen
und aufgrund von Materialermüdung hat das Kunststoffgehäuse
schon einige Risse. Als Notbehelf hab ich das Teil erst mal
auseinander genommen und das Gehäuse von innen ein wenig
verstärkt. Allerdings treten immer wieder neue Risse auf, was
auch nach 3 Jahren härtestem Alltagseinsatz auch nicht
verwundert.
Aber ein neues Laptop würde ich nur ungern wollen: Auf meinem
Teil läuft Linux ohne Probleme und nur 2 Hardwarekomponenten
funktionieren nicht, wobei allerdings für beide Treiber in
Entwicklung sind: Modem und SmartMedia Reader. Und bei neuen
Laptops ist die Linux Unterstützung leider nicht so toll.
Daher dachte ich mir: Wieso nicht ein neues Gehäuse, aber bitte
nicht wieder aus Plastik. Ich hätte zunächst an Aluminium
gedacht, weil ich damit schon ein wenig Erfahrung habe. Und das
ist schon der Knackpunkt: wenig...
Da ich, als ich das Gehäuse schon mal offen hatte gleich alle
wichtigen Maße genommen habe, konnte ich in SolidEdge schon
einen Entwurf des Gehäuses erstellen. Dabei habe ich auch gleich
die Probleme vermieden, die mir bei dem vorhandenen Gehäuse
auftreten. Bei diesem Treten nämlich auch ohne äußere
mechainische Belastung an einigen Stellen Biegemomente von ca
0,1 Nm auf, z.B. wenn der Laptop-Bildschirm aufgeklappt ist.
Eigentlich nicht viel, aber über 3 Jahre belastet das das
Material ordentlich. Apropos Biege-/Drehmomente und Bildschirm:
Gibt es Schaniere, die bei Drehmomenten unter 0,01 Nm soz.
unbeweglich sind, aber bei einem Drehmoment über 0,1Nm
schlagartig ihre "Reibung" sehr stark reduzieren, sodass man den
Bildschirm mit geringem Kraftaufwand bewegen könnte?
Ich habe zwar schon einige Gehäuseprototypen aus POM gefräßt,
gedreht usw. aber was Metallbearbeitung angeht habe ich nur um
die 10 Werkstattstunden vorzuweisen. Ausserdem meinten einige
Leute, dass Magnesium für ein Laptopgehäuse wesentlich besser
geeignet wäre. Ausserdem denke ich, dass Fräßen, auch wenn es
sicher machbar wäre, für eine Gehäusekonstruktion, die aus einem
Stück sein soll eher ungünstig wäre. Ich müsste in diesem Fall
aus einem Block von 31cm x 27cm x 3cm über 95% des Materials
ausfräßen, was ich nicht für besonders effizient halte.
Eine Möglichkeit wäre IMHO, dass man es Gießen könnte, aber dazu
bräuchte man erst mal eine Gussform usw. usf.
Jetzt meine Frage: Wie läuft das ab, wenn ein Hersteller in einer
Designstudie für die Massenproduktion einen Protoypen baut? Ich
kann mir nicht vorstellen, dass z.B. Apple für die Prototypen
ihrer Powerbooks eine komplette Fertigungsstraße aufgebaut hat?
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Wolfgang Draxinger
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Wolfgang Draxinger schrieb:
frogdesign ist für das Design der Apple-Produkte zuständig. Und die haben Modellbauer für Ihre Designstudien, wie das allgemein im Bereich Industriedesign üblich ist. Dort wird mit viel Handarbeit und einfach zu bearbeitenden Materialien (Holz, Styropor, Ton o.ä.) gearbeitet.
vb
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Volker Borst
Mhm, aber bevor so ein Teil in die Serienproduktion geht muss doch erst mal ein vollständiger Prototyp mit allem Drum und Dran gebaut werden. Mir fällt spontan nur Laser-Sinterung als Rapid Prototyping Verfahren ein; wär zwar "cool", aber das kann ja kein (Privat-)Mensch bezahlen. Da kommt 95% Verschnitt schon um einiges billiger ;-) Aber da gehen dann sicher ein paar Fräßer drauf. Immerhin hat das Labor wo ich Zivi gemacht hab eine CNC Fräße die immerhin auf 20/100 mm genau fräßt (lt. Spezifikation sollen es 1/100 mm sein, aber da hat der Hersteller wohl übertrieben). Wenn's sein müsste könnte ich das Ding nach Feierabend benützen.
Die Frage ist halt nur, wie sich Magnesium als Werkstoff verhält, ich hab noch nie damit als Werkstoff gearbeitet, sondern habe nur Erfahrung damit, es als Reduktionsmittel bei chem. Reaktionen einzusetzen.
Wie ist das eigentlich mit Leichtmetallegiereungen. Ideal wär etwas, das leicht und zäh (ok schwieriger zu bearbeiten, aber das wird ja auch ein Einzelstück) und ein hohes Torsionsmodul hat.
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Wolfgang Draxinger
Wie wäre es, mit dem alten Gehäuse aus Gips eine Negativform zu erstellen und diese dann als Grundform für ein Kohlefaser oder Karbongehäüse zu benutzen? Möglicherweise geht auch Polyestermatten oder ähnliches.
Gruß, Mathias
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Mathias
Wolfgang Draxinger schrieb:
Ich könnte mir vorstellen, dass das im Falle des Magnesiumgehäuses tatsächlich gefräst oder auch inzwischen mittels Guss im Lost-Foam-Verfahren gemacht wird (Styroporpositiv wird durch fräsen hergestellt und beim Gießen einfach weggebrannt). Dieses Verfahren bringt ein endformnahes Ergebnis mit hoher Qualität auch bei komplexen Formen und ist auch für Prototypen und Kleinserien wirtschaftlich.
Ich denke die Torsionssteifigkeit sollte am ehesten durch Versteifungsrippen o.ä. reinkonstruiert werden. Die Leichtmetalle und ihre Legierungen sind alle eher niedrigmodulig (im Vgl. zu Stählen beispielsweise).
vb
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Volker Borst
Wenn Du unbedingt, das Gehäuse fräsen willst, würde ich eher einen Versuch mit einer harten Aluminiumlegierung machen. Die sind gut zu bearbeiten, da halten die Fräser ewig, wenn Du erst mit großen Werkzeugen beginnst und schrittweise kleinere Fräser einsetzt. Wenn Du die Dimensionierung an die Festigkeit anpasst, ist der Unterschied im Gewicht zu Magnesium nicht mehr so groß, aber der Preis.
Das Alu kriegst Du vielleicht so für 100-150¤, ein paar Fräser 10/3/1mm für 50¤ und der Versuch kann starten. Aber ich mache mir wegen der Fräse sorgen. Wenn die nur auf 0,2mm genau ist, aber der Hersteller 0,01mm angibt, ist der Unterschied vielleicht Spiel? Oder wurde die Genauigkeit bei der Bearbeitung mit hohen Kräften ermittelt? Dann ist die Maschine vielleicht zu weich? Dann mußt Du aufpassen, daß keine Schwingungen auftreten und kein Gleichlauffräsen.
Gruß Stephen
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Stephen Illenseer
Am Thu, 20 Jan 2005 13:55:46 +0100 schrieb Stephen Illenseer:
Warum kein Gleichlauffräsen? Wenn die Maschine das nicht ab kann, ist ein Fräsversuch sowieso zum scheitern verurteilt. Versuche mal mit Microfräsern im Gegenlauf zu arbeiten. Das geht nie gut. Knick und tschüss sagt das.
Mit freundlichen Grüßen Peter Nießen
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Peter Niessen
Am Thu, 20 Jan 2005 13:00:32 +0100 schrieb Wolfgang Draxinger:
Muss nicht sein, wenn man man die Technologie beherrscht.
Bestimmt nicht. 1/100 ist Standard im Maschbau. Wie willst Du denn sonst Passungen im Bereich IT7 fräsen?
Geht so. Je nach Legierung. Ist aber Sauteuer. Titan ist ekelhaft zum Fräsen. Alu ist ideal.
Zugfestes Alu ist die Waffe der Wahl auch vom Preis. Aber ohne Erfahrung in der Zerspanung (ist immerhin ein Lehrberuf) werden alle Deine Versuche schiefgehen. Ich mache solche Prototypen fast jeden Tag. Fragt sich nur ob Du das bezahlen kannst. Geschätzt Urmodell Laptop ca. 1000-2000 Euronen.
Mit freundlichen Grüßen Peter Nießen
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Peter Niessen
Peter Niessen schrieb:
Kein Gleichlauffräsen bei großen Fräsern und weicher Fräse. Der Fräser kann sich in das Material reinziehen und die Spanungsdicke erhöht sich noch weiter und der Fräser zieht sich noch weiter rein und...
Man kann natürlich auch sagen, die Fräse ist dafür nicht geeignet. Aber das macht den Unterschied, ob man etwas professionell benutzt oder als Hobby. Oder ist das so ein Selbstbauteil von Isel mit Schrittmotoren?
Bei gutzerspanbaren Werkstoffen wie Aluminium nicht bei Stahl hatte ich bis jetzt noch keine wesentlichen Standzeitverkleinerungen feststellen können bei Mikrofräsern
Gruß Stephen.
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Stephen Illenseer
Naja, ich wollte auch ein wenig am Design basteln. Es gibt da einige Kleinigkeiten, die nicht schwierig Umzusetzten aber praktisch wären. Z.B. würde ich gerne ein anderes CD/DVD-ROM/RW einsetzen. Es wird zwar ein Slim-Line Laufwerk eingesetzt, aber die Schublade hat eine an das Design des Notebooks angepasste Front, d.h. der Einsatz eines anderen Laufwerks verbietet das Gehäuse. Es gibt zwar ein offizielles Austauschlaufwerk, aber nee... Wenn ich mir schon ein neues Gehäuse mache, dann schon mit ein paar netten Extras. Ausserdem möchte ich eine Eigenkonstruktion für das Touchpad einsetzen: Anstatt (verschleissender) mechanischer Schalter kommen Sensorflächen zum Einsatz, was auch den Einsatz der labbrigen Tasterkappen überflüssig macht.. Das ganze Touchpad würde ausserdem bündig mit der Oberfläche abschliessen.
Eine weitere Änderung wäre die Montierung der internen Komponenten: Im Originalgehäuse ist es das "klassische" Konzept: Bodenwanne mit Schraubbohrungen. Teile des Notebook (z.B. Tastatur) müssen konstruktions aber an den vergleichsweise "windig" konstruierten Deckel montiert werden, was sich auch negativ auf das Tippgefühl auswirkt. Zwar ist das Display zum Glück an der Bodenwanne montiert, aber der Deckel bekommt einen Teil der Biegekräfte mit, da einige Verschraubungen der Schaniere gleichzeitig den Deckel halten.
Mein Konzept sieht vor, den Deckel als Haupttragendes Element auszuführen. D.h. das alle Komponenten von unten an den Deckel geschraubt werden. BTW erscheint mir das ohnehin als sinnvoller, viele der kleineren Platinchen sind von unten an das MB angesteckt... Im Bereich der Schaniere würde ich zusätzliche Verstärkungen/-steifungen anbringen. Da hier ausserdem der CPU Kühler sitzt könnte man auch die Wärme besser abführen. Die Originalkonstruktion scheint mir etwas ungünstig konstruiert, da sie vor allem durch die Schraubverbindung von Deckel und Bodenwanne zusammengehalten wird (und BTW von Rissen bedroht ist).
Von unten würde dann nur die Bodenwanne aufgesetzt, ohne dass mit dieser Platinen o.ä. verschraubt wären, d.h. der Boden wird zum "Deckel". So könnte ich die Bodenwanne vollständig mit Versteifungrippen versehen. Wie gesagt, einen Konstruktionsplan habe ich schon fast fertig. Als nächstes kommt ein 1:1 Modell dran.
Kohlefaser wäre auch noch interessant, aber das wird dann mit der Abschirmung schwierig. Ist ja schon kompliziert genug normalen Kunststoff mit einer Metallisierung zu versehen, bei Kohlefaser ist das AFAIK noch ein größerer Akt... Und ohne Abschirmung will ich nicht neben (m)einem Radioteleskop (naja, nicht wirklich meines
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, aber nachdem ich die Computersteuerung dafür geplant, programmiert und ausgeführt habe, gibt es einen persönlichen Bezug dazu; ja verflixt, jetzt ist die Website immer noch nicht aktualisiert, ich muss mal den Wolfgang Heckl (der neue Direktor des Deutschen Museums, den ich persönlich näher kenne) darauf ansprechen) arbeiten.
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Wolfgang Draxinger
Schon mal an Holz gedacht? Damit könntest Du das alles machen.
Gruß, Mathias
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Mathias
(Leicht-)Metall sollte es schon sein. Holz ist zwar ein wunderbares Baumaterial, aber für ein Laptop erscheint es mir denkbar ungeeignet.
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Wolfgang Draxinger
Oh, das hab ich aus versehen einen Teil des Worts gekillt...
konstruktionsbedingt
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Wolfgang Draxinger
Das dachte man bestimmt auch einmal bei Monitoren, Tastaturen und Mäusen, aber ...:
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(Es gibt auch einen Hersteller, bei dem selbst die Tastenkappen aus Holz sind, aber: "Preis auf Anfrage" ...)
Gruß,
Michael
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Michael Hemmer

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