自制HomeLab铝型材机柜

前言

我的入户花园有个很浅的鞋柜，鞋柜上面有一个因为阳光照射，早已发黄变脆的奇奇怪怪的弱电箱，虽然不算好看，但和整洁漂亮也没有一点关系了。这个是改造前的样子，一个坏了两个硬盘槽的黑群晖，一个NETGEAR的5口交换机（这个我感觉是有点问题的，总是会协商到百兆，我以为是网线水晶头的问题，结果不是），一个光猫，一个R2S软路由。

我因为这个入户花园的鞋柜被妈妈骂了无数次，就几乎她刚进屋就会骂一次。为此我有了改造这里的想法。于是一个不小心，我在小红书刷到了这篇文章^[1]，被狠狠种草铝型材这种败家东西哈哈哈。又考虑到妈妈要求入户花园不能放黑色的东西，所以我想着做一个铝型材机柜，然后选一些白色的或者浅色的配件，来达到一个装饰的效果。很多人问我为什么不买成品机柜，那当然是因为我的这个鞋柜太浅了，很难找到一个尺寸这么浅的机柜。

准备工作

尺寸的计算和配件选型

首先我们需要确定这个机柜的位置以及允许的最大尺寸。因为有个强电的空开电箱在墙面上，因此机柜应该离开墙面一些，经过测量确定最大深度不得超过300mm，同理最大高度为670mm，安装的时候我需要把弱电箱这个东西给拆掉然后用机柜挡住。至于宽度我们需要从内向外来计算，我选择了标准的19寸机柜安装宽度，这样的话我就可以选择标准的机架式配件和设备，例如全宽的交换机、PDU以及配线架等。

机柜整体设计

1. 需要保证标准的尺寸是机柜安装间距19寸，然后我们可以去问卖方孔条的商家，最两端的间距应该是多少，他告诉我最左端至最右端是491mm如下图所示；
2. 然后我们可以得出来整个机柜的宽度是491mm + 20mm + 20mm = 531mm；
3. 根据我们上面提到的整体深度不可以超出300mm深度不可以大于670mm我们直接让深度为300mm高度为670mm；
4. 据此可以得出整体尺寸为531x300x670mm；
5. 参考下图的连接方式，设计所用铝型材和三通如下：

   
   ① 260mm欧标2020铝型材（侧梁）
   ② 491mm欧标2020铝型材（前后面板横梁）
   ③ 630mm欧标2040铝型材（立柱）
   ④ 三通

铝型材选型

铝型材有多种标准和多种规格^[2]，其作为型材主要分为3个尺寸特征：

• 模块化尺寸（部分地区会用线line来表示）：例如20x20mm、20x40mm、30x30mm、30x60mm
  等，表示铝型材的外部尺寸，购买时通常会和老板这样说如“欧标2020”300mm的要20段，两头攻丝。
• 凹槽尺寸：购买时铝型材厂商都会给出他们型材的截面图及其尺寸，凹槽中经常会用到各种各样的螺母和配件，因此也是一个重要的考虑因素。
• 孔径：孔径是购买连接件以及攻丝时需要考虑的一个尺寸。

如下图所示，有非常多规格可以选择，我选择20x20的标准型欧标铝型材作为横梁，20x40作为立柱。2020的强度已经足够，如果您的设计有非常高的负载需求，建议使用MAYCAD或者COMSOL等软件进行核算。选择2040作为立柱是因为我选择了L型方孔条，如果使用2020会导致方孔条突出来，详见方孔条一节。

机柜方孔条

方孔条是机柜最重要的标准件，所有的配件都通过卡在方孔上实现固定，每三个孔的间距是1U，也就是44.45mm。有两种方孔条，一种是U型的（最常见的），一种是L型的，我选择了后者，因为L型的没有印第几个U，比较好看，它长这样现在明白为什么要选2040了吧，要是选了2020，L型方孔条就会突出来，影响美观。我们中间可以放置方孔条的高度是640mm所以我选择13U的方孔条，为顶部预留一点点空间。

连接件及配件

真心建议买一把12v以上的手电钻+丝锥+内六角批头+PH螺丝批头，不是的话拧螺丝真的可以把人拧疯掉。因为铝材比较软，拧螺丝不要用太高转速和太高扭矩，避免拧坏铝型材上的螺纹。

三通

考虑到机柜并不需要承载非常重的东西，三通是这种情况下最美观的选择，购买三通的时候记得问清楚商家带不带盖子，以及需要的攻丝深度和螺丝规格，如果嫌自己攻丝麻烦的话，可以在定制铝型材的商家和他们提一下这个需求，一般攻丝一个孔一两块钱。我这里选择了8个2020规格的三通含盖子和螺丝。

L型连接板

主要是为了好看，可以加强一点点立柱和横梁之间的的抗扭转强度（相当于没有），最好也是买成套的，带T型螺母和螺丝的。我买了8个这种东西。

角码

也是为了好看，当然也有一点点的加强作用，主要是为了加强横梁和横梁之间的抗扭转强度。也可以成套买，不过这个要是不用手电钻拧，真的会崩溃，建议不要买我这种螺丝，买那种带内六角的会方便一些。顶部4个，底部4个。如图所示

凹槽螺母

凹槽螺母主要分为两种，一种是前置螺母，一种是后置螺母。我们主要用到滑块螺母（前置）和T型螺母（后置），它们的区别主要在于前者必须通过凹槽滑入，在铝型材连接后很难进行更改，后者可以从凹槽直接放入在上紧的时候会自动锁紧。请根据自己的喜好和需求选择两种螺母。上文中L型方孔条的固定孔径为6mm因此为了方便我所有的螺纹件全部选择M5的尺寸。

螺丝和垫片

如上一节所说，全部使用M5的螺纹件，然后长度选择10和8的两种（这个长度是根据2020铝型材的槽深6.1mm、垫片的厚度1mm以及被固定方孔条的厚度1.5mm决定的），仅固定方孔条时选择M5x8，固定托盘时选择M5x10。垫片可以选择M5的平垫片，按需购买。数量根据自己的需求来定。螺丝我选择的是这种内六角杯头螺栓,因为买的螺丝主要用于固定方孔条和设备，需要承受一定的剪切应力，拧动需要比较大的力气，选择内六角的会比PH十字头更方便。

机柜L型支架

众所周知，ubnt有个梦想机柜，使用的就是这种L型支架，设备上架只需要推进去，不需要安装导轨以及前面板挂耳，非常适合家用场景，另外我还选择这种支架来支撑模板托板，很好用。关于他的尺寸，我们可以参考下面的尺寸设计图，使用最靠内的两条槽进行固定，螺丝孔距内侧必须大于234mm外侧小于286mm（若您的设计和我不一样，请一定核算好再购买），如下图所示，只有27.5cm的那一款符合标准。如果打算购买那种标准的机柜托板，计算方式是一样的。

机柜亚克力侧面板和铝型材U型槽条

有个东西叫做U型条或者U型槽条，是卡在铝型材的槽里的一种硬塑料条，可以用来固定亚克力板或者其他面板。可以算一下长度来购买，安装的时候也是卡进去就ok了，比较简单。从店铺的给的尺寸来看，我们可以选择3mm厚的亚克力板，根据其固定深度来算出亚克力板的尺寸是640x230x3(mm)然后就可以找店家定制了啦，我选择的是长虹亚克力（真的是被nothing phone种草长虹玻璃长虹亚克力这种东西哈哈哈）。

木质托板

木质托板我选择的是松木清漆，厚度是12mm，两块300x200(mm)，放在机柜底部来放群晖和光猫等设备，放在最顶上用来防尘。

材料清单

螺丝螺母这些我预多了很多，实际上可以根据需求来购买，单位里面的数量是五金店的最小购买单位。

材料或配件	数量	单位	单价	总价
2020铝型材-260mm	4	1段		¥11.79
2020铝型材-491mm	4	1段		¥22.27
2040铝型材-630mm	4	1段		¥60.06
铝型材攻丝费用	24	1个	¥1.00	¥24.00
铝型材运费	1		¥16.80	¥16.80
			铝型材总价	¥134.92
机柜方孔条-13U L型	4	1条	¥17.00	¥68.00
			方孔条总价	¥68.00
滑块螺母-20型材M5	1	100个	¥4.50	¥4.50
直角角件-20型材带螺丝螺母	8	1套	¥0.77	¥6.16
镀镍内六角圆柱杯头螺栓-M5x10	4	20只	¥1.70	¥6.80
镀镍内六角圆柱杯头螺栓-M5x8	1	20只	¥1.70	¥1.70
L型连接板-2020型材带螺丝螺母	8	1套	¥1.60	¥12.80
镀锌平垫垫圈-M5	100	只	¥0.04	¥4.00
三通-20型材带螺丝螺母盖子	8	1套	¥5.30	¥42.40
U型条-20型材3-5mm厚度	1	20米	¥16.00	¥16.00
			五金件总价	¥94.36
长虹亚克力板定制-640x230x3	2	1件	¥14.00	¥28.00
松木清漆模板定制-300x200x1.2带圆角	3	1件	¥14.00	¥42.00
			定制件总价	¥70.00
			机柜总价	¥367.28

配件安装的效果长这样

设备上架(*^▽^*)

从上到下分别是

• 顶板
• 开孔盲板
• PDU
• 配线架
• 鱼骨理线架
• S1700-24GR交换机
• 机柜托盘+树莓派
• 左：黑群晖，右：光猫+R2S软路由

我选择了华为的机架式无风扇的傻瓜交换机，按斤卖的，100块钱24个口，足够静音，不到10w的功耗，真的很适合家用。网线是从背后弱电箱拉出来，接到配线架上，然后通过配线架上的绿色跳线和各种设备连接。不要管白色那条线，因为塞不进去了，哈哈哈。网线和电源线隐藏在亚克力面板旁边。

声明

部分图片来源于宇昊通五金店、军臣机柜1店，笔者仅引用，版权归店铺所有，若有侵权请联系删除。

参考文献

1. jxphzxm. 2025. 铝型材机柜材料清单 - 小红书. Accessed May 16. 18 http://xhslink.com/a/YQtTzPlgirFcb ↩
2. Schilling, Michelle. 2024. “Aluminium Profile Types – an Overview of the Differences.” Blog for Mechanical Engineering & Industry. March https://blog.item24.com/en/the-item-building-kit-system/aluminium-profile-types-an-overview-of-the-differences/. ↩