Carcasa impresa para Raspberry Pi 5: las 5 cotas que deciden si calza

Una carcasa comercial para Raspberry Pi 5 cuesta en Chile bastante más que el plástico que la compone. Una impresa en casa consume 40 gramos de filamento. del orden de $600 a $1.000 CLP, según lo que hayas pagado el rollo. y, sobre todo, calza con tu configuración: con tu HAT, con tu cable, con el agujero que necesitas en el costado.

Este tutorial no es un "descarga este STL y listo". Es la ingeniería de por qué una carcasa calza o no calza. Al terminar vas a saber de dónde salen las medidas reales del Pi 5 (no de una hoja de cotas), cuáles son las cinco decisiones de diseño que deciden la tolerancia, cómo verificar el ajuste en 29 minutos en vez de dos horas, y qué tres parámetros del laminador convierten una caja chueca en una carcasa que cierra con un clic.

Está basado en el reporte de taller de Philipp Schweizer en raspberry.tips, que publicó el modelo bajo licencia CC BY 4.0 en formato paramétrico. Acá lo reordenamos como guía de diseño y le agregamos el contexto local: costos en pesos, materiales que se consiguen acá y por qué el PLA aguanta perfectamente.

Concepto: cuándo imprimir y cuándo comprar

Partamos por lo honesto, porque hay un caso en que imprimir es la peor idea: si lo único que buscas es refrigeración, compra una carcasa de aluminio. El metal conduce el calor hacia afuera; el plástico, prácticamente no. Ninguna carcasa impresa va a competir con un bloque de aluminio que hace de disipador.

Imprimir gana en otros tres frentes:

• Ajuste especial. Un Pi con stack de HATs, una perforación para un cable específico, un soporte a muro. Eso no se vende hecho.
• Reparación. ¿Se te cortó una pestaña? Reimprimes la tapa en 40 minutos en vez de comprar la carcasa completa de nuevo.
• Costo. El juego bandeja + tapa pesa 39,5 gramos (26,2 g la bandeja y 13,3 g la tapa, a 0,16 mm de altura de capa y 20 % de relleno). Un rollo de 1 kg te da para unas 25 carcasas.

Y hay una cuarta razón que no aparece en la factura: una carcasa es el mejor primer proyecto de CAD que existe. Es una caja. geometría simple. pero con tolerancias reales que se pagan en tiempo de impresión cuando te equivocas.

De dónde salen las medidas: derivar, no adivinar

El error más común al diseñar una carcasa es leer las cotas de un plano y estimar el resto. Falla siempre, y falla por una razón concreta: los números que deciden el ajuste no están en el plano. Dónde está exactamente cada conector y cuánto sobresale del borde de la placa no aparece en ninguna vista acotada. El propio plano mecánico oficial de Raspberry Pi advierte que no sirve para fabricación.

Lo que sí existe es un modelo 3D de referencia oficial del Pi 5 (identificador de archivo RP-004882-DD, creado en SolidWorks). De ahí se derivan todas las posiciones de conectores con exactitud.

El camino tiene dos trampas conocidas:

1. OpenSCAD no importa STEP. Necesitas un paso intermedio. Una opción cómoda es gmsh (pip install gmsh): carga el ensamblaje y te entrega la caja envolvente de cada cuerpo por separado.
2. No leas las coordenadas directo del STEP. Es un ensamblaje con sistemas de coordenadas locales. Si extraes los puntos de forma ingenua, una placa de 1,4 mm de espesor te va a aparecer con 140 milímetros de alto. La librería tiene que resolver las transformaciones antes de que los números signifiquen algo.

El resultado de ese trabajo es esta tabla. Todo en milímetros, con origen en la esquina de la placa y z = 0 en la cara superior del PCB:

Conector	Pared	desde	hasta	z inferior	z superior
4 × USB (ambos stacks)	x = 85	22,30	54,66	, 3,50	16,78
Ethernet	x = 85	2,25	18,15	, 2,05	13,70
USB-C (alimentación)	y = 0	6,73	15,67	, 0,80	3,16
micro HDMI 0	y = 0	22,55	29,05	, 0,55	2,97
micro HDMI 1	y = 0	35,95	42,45	, 0,55	2,97
microSD	x = 0	22,00	33,95	, 3,05	, 1,60

De toda esa tabla hay dos números que importan más que el resto: los dos stacks USB están separados por apenas 2,8 mm, y las tomas USB sobresalen 16,78 mm por encima de la cara superior del PCB y 3,5 mm por debajo. Los dos vuelven a aparecer en la sección siguiente.

Una nota legal que conviene respetar: el modelo de referencia es propiedad de Raspberry Pi. Puedes usar las medidas. una medida es un hecho, no una obra. pero no incluyas el archivo STEP dentro de tu paquete de publicación.

Las cinco decisiones que deciden el ajuste

1. El interior se dimensiona por los conectores, no por la placa

Esta es la que hunde la mayoría de los diseños caseros, incluidas las versiones 1.0 a 1.5 del modelo original.

La placa mide 85 × 56 mm. Si dimensionas el hueco interior con esos números, obtienes una carcasa en la que el Pi no entra. Los conectores sobresalen del borde del PCB: USB 3,9 mm, Ethernet 3,0 mm, USB-C 1,2 mm. Al bajar la placa en vertical, esos conectores chocan contra la pared que queda por encima de las aberturas.

El interior tiene que alojar la envolvente completa: placa más el vuelo de los conectores. En el modelo terminado eso da 94,5 × 62,8 mm exteriores, en vez de los 90,6 × 61,6 mm originales. Y por eso mismo las carcasas comerciales de Pi 5 miden alrededor de 96 × 65 mm: medidos sobre STL de terceros, 96,6 × 65,0 mm. No es que sobredimensionen; es que ya pasaron por este problema.

2. Una abertura corrida para los USB, en vez de tabiques

Muchas carcasas separan cada puerto con un tabique delgado. Se ve prolijo y tiene dos problemas.

El primero es estructural: entre los dos stacks USB hay 2,8 mm. Descontando la tolerancia de la abertura, no queda tabique con espesor suficiente para sostener nada; queda una lengüeta de plástico que se quiebra al tercer desmontaje. El segundo es de futuro: justo ahí es donde te falta espacio si después le agregas un HAT NVMe.

La solución del modelo es una abertura común para los cuatro puertos USB. Entre USB y Ethernet quedan casi 3 mm, y eso sí sostiene: ahí va un tabique de verdad.

3. Pivotes de centrado en vez de tornillos

Sobre los cuatro postes de montaje va un pivote de 2,4 mm con chaflán que entra en la perforación del PCB. La placa queda fija y no se corre, sin usar un solo tornillo. Para el armado es mucho más cómodo, y para publicar el modelo es un argumento real: nadie tiene que salir a comprar ferretería.

Si aun así prefieres atornillar, ojo con este detalle que arruina muchas impresiones: la perforación piloto en el plástico va de 2,1 a 2,3 mm, no de 2,7. Los 2,7 mm son el agujero de la placa. Si haces el agujero del plástico de ese diámetro, el tornillo autorroscante M2.5 no encuentra material y barre la rosca en el primer apriete.

4. La altura se decide por el disipador

El Active Cooler oficial ocupa 13,7 mm por sobre la cara superior del PCB. Si además le montas un HAT M.2, ese HAT se apoya en los separadores de 16 mm que vienen incluidos. están calculados justamente para que el cooler quepa debajo. . Encima súmale 1,4 mm de placa del HAT y unos 3 mm más de zócalo y SSD.

De ahí salen las dos variantes del modelo:

	Variante A (solo cooler)	Variante B (con HAT M.2)
Altura interior sobre el piso	19,6 mm	26,3 mm
Altura total con tapa	23,6 mm	30,3 mm
Superficie exterior	94,5 × 62,8 mm	94,5 × 62,8 mm

5. Ventilación: generosa, pero sin prometer de más

La tapa lleva un campo de panal sobre el ventilador, el piso lleva ranuras longitudinales, y la pared cerrada del lado del GPIO también va perforada en panal. Los hexágonos son de 5 mm entre caras con 1,8 mm de tabique: fino como para que no se cuele nada, grueso como para que se imprima limpio.

Lo que no se puede afirmar: nadie midió el rendimiento térmico de estas aberturas. Están diseñadas por criterio, no validadas con termómetro. Si tu caso de uso exige refrigeración máxima, vuelve al primer párrafo y compra aluminio.

Por qué el PLA alcanza (y cuándo no)

Este punto genera más dudas de las que merece. La temperatura de transición vítrea del PLA está alrededor de los 55 a 60 °C: sobre eso empieza a ablandarse. Un Pi 5 bajo carga alcanza fácilmente esa temperatura en el SoC, pero el SoC no toca la carcasa: el calor se va por el disipador hacia arriba y sale por la ventilación, no por conducción hacia la pared de plástico. Por eso la pared nunca llega a los 55 °C, y por eso el PLA aguanta.

Cambia el material cuando cambia esa ruta térmica:

• PETG, si el Pi va a estar permanentemente a plena carga, encerrado en un gabinete sin circulación, o si la carcasa queda al sol. en un auto o en el alféizar de una ventana. . Aguanta bastante más temperatura, aunque imprime más mañoso.
• ABS o ASA: mejor no, salvo que tengas una impresora cerrada con cámara caliente. Una pieza de este tamaño en una impresora abierta se deforma en las esquinas de forma casi garantizada.

Los cuatro fracasos que valen más que el modelo terminado

Esta es la parte que una oficina de diseño borraría del artículo y que probablemente sea la más útil de todas.

Versión	El error	Lo que te llevas
v1.2	Al convertir las medidas de referencia se intercambiaron dos ejes. Eso no es un giro, es un espejo: la carcasa habría calzado con un Pi dado vuelta.	Ancla siempre la dirección de los ejes en un detalle asimétrico y contrasta la vista en planta.
v1.4	El primer prototipo impreso no se podía montar. Medida interior calculada según la placa en vez de la envolvente de conectores.	Dos horas de impresión perdidas. Es la decisión 1 de la sección anterior.
v1.5	Los cuerpos de corte de las aberturas venían de rotaciones anidadas, y en el proceso se intercambiaron ancho y alto. Las aberturas de USB y Ethernet se salieron de la pared.	Después de tocar la geometría de corte, renderiza cada pared por separado. Que el resultado sea "un sólido cerrado" no dice nada sobre dónde quedaron los agujeros.
v2.0	.	Interior según envolvente de conectores. Desde ahí calza.

A los errores de diseño se sumó la realidad de la impresora: alrededor de 15 intentos fallidos en dos días, incluido un cuelgue de firmware. La lección es poco épica pero ahorra nervios: después de una racha de fallas, no reintentes seis veces seguidas. Lava la cama con detergente, reinicia la impresora, vuelve a nivelar y recién ahí haz un intento.

Calibra primero, imprime después

El juego completo demora casi dos horas. Es demasiado tiempo para andar probando tolerancias.

Por eso el modelo incluye una pieza de calibración: la esquina real de la carcasa donde se juntan el borde de USB y el de HDMI. o sea, justo las aberturas más caras de equivocar. más un poste de montaje y una muestra de texto en relieve. Tiempo de impresión: 29 minutos.

Imprímela, tómala y pruébala contra tu Pi real. Cuatro preguntas, cuatro parámetros:

Verifica esto	Si falla, ajusta
¿La placa entra sobre los pivotes de centrado sin apretar?	zapfen_d, en pasos de 0,1 mm
¿Los conectores USB y HDMI entran sin forzar?	port_spiel (por defecto 0,5)
¿La placa apoya en los postes sin que los componentes de abajo topen?	unter_pcb (por defecto 3,0)
¿El texto se lee o se cerró?	schrift_groesse, schrift_tief

Recién cuando la esquina calza, imprimes bandeja y tapa. En el peor caso te ahorra tres impresiones completas.

Los ajustes del laminador que deciden la mitad del resultado

La geometría es solo la mitad del trabajo. La otra mitad se juega en el laminador. Estos valores vienen de una Elegoo Neptune 4 Plus, pero se trasladan a cualquier impresora FDM.

Los valores base

• Altura de capa 0,16 o 0,2 mm con boquilla de 0,4 mm. Más fino no se ve mejor en una pieza angulosa: la altura de capa solo se nota en curvas y planos inclinados. La excepción es el campo de panal de la tapa, y a eso vamos.
• 3 perímetros. El rebaje de la tapa tiene apenas 1,2 mm de espesor; con dos líneas de pared queda blando y no engancha.
• 20 % de relleno, 4 capas de piso y techo.
• Sin soportes. El modelo está construido para que todos los voladizos se autosostengan.
• Balsa (brim) activada, 5 mm de ancho. La bandeja tiene poca superficie de contacto y tiende a despegarse por una esquina.

El asesino silencioso del ajuste: la pata de elefante

La primera capa se aplasta contra la cama caliente. La pieza queda unas décimas más ancha abajo que en el CAD, y eso es exactamente lo que hace que la tapa apriete y que la placa ya no se deslice entre los postes.

Casi todos los laminadores traen compensación de pata de elefante. Valor de partida: 0,1 a 0,2 mm. Si tu pieza de calibración se ve acampanada en la base, este es el número que tienes que mover.

Vale la pena entender por qué esto pega más en unas cotas que en otras: los agujeros y los encajes internos se ven afectados en su diámetro efectivo, mientras que las cotas exteriores solo crecen. Por eso el síntoma clásico es "la tapa no cierra pero la carcasa mide bien con el pie de metro".

El panal fino es el test de estrés de tu perfil

La tapa impresa con un perfil grueso. el que probablemente tengas por defecto. sale con varios hexágonos cerrados, el borde del campo deshilachado, un grumo en alguna celda e hilos cruzando las ranuras del piso.

Eso no es culpa del modelo, es velocidad. En los puentes cortos entre celda y celda la boquilla pasa demasiado rápido y la capa no alcanza a enfriarse antes de que llegue la siguiente. Tres ajustes lo arreglan:

1. Pared exterior mucho más lenta: 60 mm/s en vez de los 160 habituales, y aceleración de pared exterior en 2000 en vez de 2500.
2. Activa "pared exacta" (así se llama en ElegooSlicer, y viene desactivada en el perfil estándar).
3. Revisa el enfriamiento. El perfil de Elegoo ya trae 60 a 80 % de ventilador y seis segundos de tiempo mínimo por capa; si tu laminador exige menos, súbelo.

A eso se sumó una capa más fina: la segunda tapa salió con 0,12 mm. Capas más delgadas depositan menos material por puente de panal y alcanzan a enfriarse antes de recibir la siguiente. Se paga en tiempo: 48 minutos en vez de 37 para la misma tapa. Cuánto aportó cada ajuste por separado no se puede separar limpiamente, porque velocidad de pared y altura de capa se cambiaron juntas. Lo único seguro es el resultado.

Para la bandeja no hace falta nada de esto: 0,16 mm alcanza de sobra.

Dos detalles de terminación

La posición de la costura en el perfil de Elegoo viene en "Alineada"; para la tapa conviene ponerla en "Atrás", así la costura se junta en el canto trasero en vez de pasearse por la cara visible.

Y un truco que cambia el resultado a costo cero: imprime la tapa dada vuelta, con la cara superior contra la cama. El relieve queda apoyado en el vidrio o el PEI y sale mucho más nítido que impreso al aire.

Armado: un minuto, sin herramientas

1. Retira los restos de balsa de la bandeja y pasa un desbarbador por las superficies de apoyo.
2. Entra el Pi en diagonal: primero guía el lado de los puertos hacia las aberturas, después baja el otro lado. No lo empujes en vertical, porque los conectores quedan detrás de la pared.
3. Presiona la placa sobre los cuatro pivotes de centrado hasta que apoye plana.
4. Pon la tapa y presiónala en el rebaje hasta que las pestañas enganchen con un clic audible.

Un dato de la práctica: la primera vez la tapa entra dura. Es a propósito; después de dos o tres aperturas se asienta. Si derechamente no cierra, en el 90 % de los casos el culpable es la pata de elefante, no el modelo.

El modelo es un generador, no un archivo

Acá está la diferencia entre este proyecto y una descarga cualquiera: no recibes solo un STL terminado, sino la fuente paramétrica. Abres el archivo en OpenSCAD, despliegas el Customizer y armas tu propia carcasa sin escribir una línea de código.

Las perillas principales:

Parámetro	Qué hace
part	Qué se renderiza: wanne (bandeja), deckel (tapa), kalibrierung, portlehre o vorschau
variante	A solo para Active Cooler, B con HAT M.2
hat_spacer	Altura de los separadores de tu HAT. ¿Otro HAT? Cambias el número y la altura de la carcasa se recalcula sola
port_spiel	Holgura alrededor de las aberturas de conectores (por defecto 0,5 mm)
dom_typ	zapfen para montaje sin tornillos, schraube para postes con perforación piloto
fpc_schlitze	Abre las ranuras para los cables de cámara y display (por defecto desactivadas)
wabe_schl, wabe_steg	Tamaño y espesor de tabique de los hexágonos de ventilación
radius_aussen	Radio de las esquinas, puramente estético

Esta es también la razón por la que el error de la v1.4 se pudo mostrar en la sección anterior: como el modelo es paramétrico, no hay que buscar el error en un archivo viejo. Se devuelven dos números y se vuelve a renderizar. Ese es exactamente el argumento a favor del CAD paramétrico frente al modelado por mallas: el diseño guarda la intención, no el resultado.

Variantes y mejoras

Tres extensiones que el artículo original no cubre y que se arman con lo que ya tienes:

1. Monitorea la temperatura antes de confiar en tu ventilación. Como el rendimiento térmico de las aberturas no está medido, mídelo tú. Con el Pi ya montado, deja corriendo una carga sostenida y registra la temperatura del SoC con vcgencmd measure_temp cada pocos segundos, junto con el estado de limitación por temperatura. Compara la curva con la carcasa cerrada y con la tapa afuera: la diferencia entre ambas es, literalmente, cuánto te está costando la carcasa. Si el delta es de un par de grados, tu diseño de ventilación está bien; si son diez, agranda el campo de panal en el Customizer y vuelve a medir.

2. Un soporte a muro o a riel DIN impreso en la misma sesión. Como la fuente es paramétrica, agregar dos orejas con perforación a la bandeja es cambiar geometría en un archivo de texto, no remodelar una superficie. Para un Pi que hace de servidor doméstico o de controlador en un tablero, esto es lo que ninguna carcasa comercial te da barato.

3. Variante con ventilador de 30 mm en la tapa. Si tu Pi no lleva el Active Cooler oficial sino un disipador pasivo, el campo de panal de la tapa es la posición natural para un ventilador de 30 × 30 mm alimentado desde el header GPIO. Reemplaza el panal por un patrón de cuatro perforaciones para tornillos M3 y una abertura circular, y tienes refrigeración activa sin comprar el cooler oficial.

Personalización para Chile

La lista de compras real de este proyecto es corta, y casi todo es material que se consigue en tienda local. En MechatronicStore encuentras:

• Raspberry Pi 5. es el corazón del proyecto y define todas las cotas de este artículo. Ojo con la variante de memoria: no cambia ninguna medida mecánica, así que sirve cualquiera.
• Disipador activo oficial para Raspberry Pi 5 (Active Cooler). no es opcional si vas a encerrar el Pi. Es el que define la altura interior de 19,6 mm de la variante A.
• Filamento PLA 1.75 mm. con un rollo de 1 kg imprimes del orden de 25 juegos completos. Cualquier PLA genérico sirve; no necesitas PLA+ ni mezclas con fibra para esta pieza.
• HAT NVMe M.2 para Raspberry Pi 5. solo si vas por la variante B. Viene con los separadores de 16 mm que el modelo asume por defecto.
• Tornillos M2.5 autorroscantes. solo si eliges dom_typ = schraube. En la variante estándar con pivotes de centrado no necesitas ninguno.

Dos equivalencias útiles si vienes leyendo el artículo original:

• Donde el texto original menciona precios en euros (13 a 60 € por una carcasa comercial), en Chile el rango de una carcasa importada es del mismo orden de magnitud una vez sumado el envío. Los 39,5 gramos de filamento salen del orden de $600 a $1.000 CLP con un rollo de PLA a precio local. La comparación se sostiene: imprimir es entre diez y cincuenta veces más barato.
• La impresora del artículo es una Elegoo Neptune 4 Plus, pero ninguno de los ajustes es específico de esa máquina. Boquilla de 0,4 mm, cama caliente y un laminador con compensación de pata de elefante es todo lo que se necesita. Cualquier FDM de escritorio que se venda acá cumple.

Recursos

• Tutorial original (alemán): Raspberry Pi-5-Gehäuse selbst drucken: konstruieren, kalibrieren, anpassen
• Versión en inglés del original: Print your own Raspberry Pi 5 case
• Archivos descargables (STL, 3MF con perfil de impresión incrustado, fuente OpenSCAD .scad, pieza de calibración y calibre de puertos): sección Download del artículo original, paquete v2.0 de unos 660 KB.
• Licencia del modelo: CC BY 4.0. Puedes modificarlo, redistribuirlo y usarlo comercialmente citando la fuente. Línea de atribución lista para copiar: Case für Raspberry Pi 5 von raspberry.tips, CC BY 4.0.
• Software de modelado: OpenSCAD (gratuito, multiplataforma). El Customizer no requiere escribir código.

Inspirado en el reporte de taller de Philipp Schweizer para raspberry.tips. Versión chilena, reordenada como guía de diseño y con componentes en stock local en MechatronicStore.

Una última advertencia que vale repetir: una carcasa encierra una fuente de calor. El rendimiento térmico de este diseño no está medido, así que no dejes un Pi funcionando sin supervisión dentro de una carcasa que modificaste sin haber observado antes las temperaturas.