تصنيع بذكاء، وليس بجهد: دراسة حالة تحويلية لغلاف مستشعر LiDAR

كيف تمكنت الآلات الحاسوبية الحاسوبية الدقيقة من إنتاج نماذج أولية سريعة لحجرة مستشعر ليدار عالية الأداء

لمحة عامة عن المشروع

حول العميل والمنتج

العميل هو شركة مبتكرة تعمل على تطوير أنظمة رسم خرائط بيئية متقدمة للسيارات الصناعية ذاتية القيادة.لقد احتاجوا إلى شريك تصنيع لإنتاج نموذج أولي وظيفي واحد من الجيل القادم من محفظة مستشعرات LiDAR لاختبار الميدان والعروض الاستثمارية.

السكن اللازم لاستيعاب:

• تصميم حلقة مفتوحة 270 درجة لإصدار و استقبال ليزر بزاوية واسعة
• أسطح تركيب دقة للمكونات البصرية (تسامح ± 0.025mm)
• ميزات إدارة الحرارة لتبديد الحرارة من الإلكترونيات الداخلية
• التوافق بين الدرع EMI/RFI لسلامة الإشارة
• الختم البيئي للاستخدام الصناعي (ما يعادل IP67)

اختيار طريقة التصنيع الصحيحة

لهذا النموذج الأولي للمنازل ذات الهندسة المعقدة، تم النظر في عدة طرق تصنيع:

الطباعة ثلاثية الأبعاد (المعدنية):يمكن أن تنتج الشكل المعقد ولكن تفتقر إلى الدقة لميزات التثبيت البصري وتتطلب معالجة لاحقة كبيرة.

المعالجة التقليدية:يتطلب إعدادات متعددة، زيادة خطر الخطأ والوقت المحدد.

5- محور CNC التدوير / طحن:تمكنت من معالجة كاملة في إعداد واحد، والحفاظ على التسامحات الحرجة مع إنتاج بكفاءة كل من الميزات الدورية والمنظرية.

لماذا تم اختيار CNC ذو 5 محاور:

إنتاج الإعداد الواحد: تم الانتهاء من جميع الميزات دون إعادة التثبيت ، وضمان الدقة

جودة السطح الفائقة: تم تحقيق النهاية المطلوبة للتختم البيئي

خصائص المواد: ألومنيوم 6061 يوفر خصائص حرارية وميكانيكية مثالية

التحول السريع: تسليم في غضون 8 أيام وافق على الجدول الزمني للتطوير

التحديات الرئيسية والحلول في تصنيع المساكن

1دقة فتحة نصف دائرية

التحدي: الحفاظ على نصف قطر دقيق وملء السطح على هيكل الحلقة المفتوحة 270 درجة

الحل: تصميم مصباح مخصص يسمح بالوصول الكامل لمعالجة 5 محاور في عملية واحدة

2. تكامل إدارة الحرارة

التحدي: دمج خصائص تبديد الحرارة دون المساس بكمال الهيكل

الحل:

• التصميم المثالي للصفوف: صفوف التبريد المصنعة ذات سمك متغير لمنطقة السطح القصوى
• واجهة حرارية متكاملة: مسطحة معدة بدقة للتواصل الأمثل مع المكونات الداخلية

3قسم القاعدة متعدد الوظائف

التحدي: دمج أنواع متعددة من الواجهات في مساحة ضئيلة:

• منفذ موصل الطاقة
• واجهات نقل البيانات (إيثيرنت، USB-C)
• نقاط التثبيت لـ PCB الداخلية
• أسطح الختم البيئية

الحل:

• أدوات مخصصة: أدوات صغيرة للآلات المصنعة المعقدة
• العمليات المتسلسلة: تسلسل التصنيع الاستراتيجي للحفاظ على الاستقرار الهيكلي أثناء الإنتاج

4ملاءمة معالجة السطح

التحدي: الوفاء بالمتطلبات المتعلقة بحماية البيئة والحماية من انبعاثات انبعاثات الكهرومغناطيس

الحل:

• التشطيب الصلب: يقدم مقاومة للتآكل والسطح القوي
• التغطية الانتقائية: حماية أسطح التثبيت الحرجة أثناء المعالجة
• إعداد الواجهة الموصلة: تطابق معالجة السطح مع حلول الحماية EMI المستقبلية

التحقق من الجودة والاختبار

على الرغم من كونها نموذج أولي واحد، خضع السكن للتحقق من صحة صارمة:

• التحقق من الأبعاد:
• فحص CMM لجميع الميزات الحرجة
• المسح الضوئي للأحرف المنحنية المعقدة

اختبار وظيفي:

• التحقق من التكيف مع المكونات البصرية
• اختبار الدورة الحرارية (من -20 درجة مئوية إلى +65 درجة مئوية)
• التحقق الأولي من صحة اختبار IP67

تحليل جودة السطح:

• قياسات الخام في أسطح الختم
• التحقق من سمك الطلاء

تعليقات العملاء والتطبيقات المستقبلية

النموذج الأول تجاوز توقعات العملاء

• مناسبة مثالية للمرة الأولى مع جميع المكونات الداخلية
• أداء حراري متفوق في الاختبارات الميدانية
• إثبات ناجح للمستثمرين، تأمين الجولة التمويلية التالية

العميل بدأ مناقشات عن:

• تحسين التصميم من أجل التصنيع (DFM) للنسخة الإنتاجية
• إنتاج دفعات صغيرة (50-100 وحدة) لاختبارات ميدانية موسعة
• متغيرات أجهزة الاستشعار الإضافية باستخدام تصميم منصة مماثلة