Замена противотуманных фар на автомобиле Лада Калина 2

Началась эта история с того, что мой друг купил себе универсальные линзованные противотуманки. В Ладе Калине они устанавливаются с внутренней стороны бампера в места, показанные красной стрелкой (фото ниже).

В отличие от штатных ПТФ, универсальные имеют линзы для усиления светового потока. Фары имеют шторки, которые могут открываться и закрываться с помощью электромагнита, обеспечивая разные режимы работы фар. На фотографии снизу показана эта фара.

И как это часто бывает, всё оказалось не так просто, как хотелось бы. Для понимания на фотографии ниже изображена штатная фара и внешний корпус для неё, который устанавливается внутрь бампера автомобиля.

Красной стрелкой показано овальное отверстие во внешнем корпусе, в котором находится штырь от фары. С противоположной стороны находится такое же отверстие и такой же штырь. Штырьки фары, находясь в отверстиях, фиксируют саму фару и позволяют ей поворачиваться относительно внешнего корпуса, чтобы можно было отрегулировать световой поток по высоте. Внешний корпус крепится к бамперу автомобиля с внутренней стороны на саморезы. Лампа устанавливается в фару с задней стороны (с правой стороны на фото).

А теперь посмотрим на сборку того же внешнего корпуса, но уже с новой универсальной ПТФ.

На фото понятно, что эту ПТФ невозможно установить в штатное место. Фара слишком длинная и не помещается в корпус. Отверстия во внешнем корпусе и в корпусе фары, показанные красными стрелками, не удаётся совместить между собой. А хотелось бы именно этого — установить универсальную ПТФ в корпус и посадочные места штатной ПТФ, чтобы оставить родной внешний корпус и больше не заморачиваться.

И с этого момента становится понятно, что требуется какая-то доработка. Не, ну не пропадать же новым фарам!)

После осмотра конструкции я решил смоделировать всё это дело в 3д-редакторе и посмотреть, какие способы лучше всего подойдут для решения возникшей задачи. Снял штангенциркулем все размеры фары и внешнего корпуса и смоделировал их 3д-модели. Это был очень важный и длительный этап работы, но я не буду здесь вдаваться в подробности. Покажу лишь несколько картинок)

В общем, получился некий реверс-инженеринг существующих изделий. И далее, отталкиваясь от уже созданной геометрии, я спроектировал новые 3д-детали. Здесь самое важное — проверить, чтобы детали не мешали друг другу, учитывая, что фара должна поворачиваться вокруг горизонтальной оси, обеспечивая возможность регулировки светового потока по высоте. Ну и надо было сделать достаточную толщину стенок, чтобы детали не оказались слишком хрупкими. Полная сборка ПТФ с этими новыми деталями, а также с крепежом, изображена на следующих двух рендерах.

Ну да, я так увлёкся моделированием, что даже начал создавать рендеры получившейся 3д-сцены, хоть они и весьма никчёмные :) Но это не тема для этой статьи.

Проверив всё ещё на 10 раз и исправив все найденные ошибки в сборке, я отправил детальки печататься на 3д-принтер. Для всех деталей использовался светло-серый пластик ABS. Это довольно прочный и жёсткий пластик с хорошей теплостойкостью. Сейчас я бы наверное использовал стеклонаполненный или угленаполненный ABS, но на момент изготовления деталей самым подходящим материалом у меня оказался обычный ABS. Впрочем скажу, забегая вперёд, что это изделие уже года 3 эксплуатируется на автомобиле, который ездит по городу каждый день, и всё в норме.

В этой детали 584 слоя. Толщина каждого слоя 0,15 мм. Скорость печати 60-80 мм/мин. Чтобы хорошо напечатать такую деталь надо ждать 8-10 часов. На фото выше показана главная деталь, которая свяжет между собой внешний корпус фары и саму фару. Затем напечатались и другие необходимые детали. Все детали печатались с пассивной термокамерой, и лишь для фото она убрана. Нужно сказать, что сначала я напечатал тестовые детали только для одной фары, собрал их, и даже отдал другу на тестирование. После нескольких дней эксплуатации на автомобиле, он передал мне сборку обратно. Были сделаны некоторые улучшения. Также были проведены корректировки размеров, так как из-за сильной усадки ABS-пластика происходит изменение размеров готовой детали. Проще говоря, задуманная деталь отличается от получившейся. Чаще всего это можно посчитать заранее, но не всегда и/или не полностью. Это один из самых существенных недостатков ABS-пластика.

На фото ниже показаны все распечатанные детали для обеих фар.

А вот и собранное изделие.

Далее было решено покрыть распечатки эпоксидной смолой и покрасить акриловой краской. Дело в том, что в процессе эксплуатации лампа фары существенно нагревается, а верхний предел рабочих температур пластика ABS — примерно 90-100 °C. При более сильном нагревании пластик начинает размягчаться и может терять форму, особенно под нагрузкой. Слой эпоксидной смолы предотвращает такое воздействие температуры, да и просто увеличивает прочность деталей. Я наносил смолу слоями. Нанёс 3 слоя суммарной толщиной примерно 1-1,5 мм. Только вот делал это трое суток, так как каждый слой сохнет сутки. В качестве эпоксидной смолы использовался клей эпоксидный универсальный ЭДП.

ABS-пластик боится ультрафиолетового излучения. Вернее, при воздействии такого излучения он может стать более хрупким. В общем, хоть на эти детали и не будет попадать солнечный свет, я решил покрасить их в серебристый металлик из баллона. Получилось красиво. Иногда даже похоже будто детали отлиты из алюминия и обработаны механически.

Полностью собранные фары на фото ниже.

Собранные фары я отдал обратно моему другу. Он установил ПТФ в бампер на свои штатные места и подключил электрику.

На последних двух фотографиях видно, как фары освещают с закрытыми и с открытыми шторками. В первом случае удобно ездить в тёмное время суток по неосвещённым улицам города или при недостаточной видимости, не ослепляя встречных водителей. Во втором случае очень комфортно ехать, например, ночью по трассе. Но мне важно не это, а что распечатанные корпуса надёжно удерживают фары на своих местах. При этом, как и в штатном варианте, можно отрегулировать фары по высоте. Друг ездит на машине уже года три, и всё работает нормально. 

Ну а на этом у меня всё! Если запчасти не соединяются, это ещё не значит, что их нельзя соединить!)

Вступайте в мою группу ВК: https://vk.com/alexmaker_3dprint