더 어렵지 않고 더 똑똑한 제조: 리다르 센서 하우징에 대한 전환 사례 연구
정밀 CNC 가공이 고성능 LiDAR 센서 인클로저의 신속한 프로토타입 제작을 가능하게 한 방법
프로젝트 개요
| 정보 | 세부 정보 |
| 산업 | 자율 시스템 / 환경 매핑 |
| 제품 | LiDAR 센서 하우징 (프로토타입) |
| 과제 | 복잡한 반원형 스캐닝 개구부, 정밀 장착 기능, 열 관리, EMI 차폐 요구 사항 |
| 프로세스 | 5축 CNC 터닝/밀링 |
| 재료 | 알루미늄 6061-T6 (높은 강도 대 중량비, 우수한 열 전도성) |
| 표면 처리 | 경질 아노다이징 (Type III), 화학 필름 (Alodine) |
| 수량 | 1 (기능성 프로토타입) |
| 리드 타임 | 8 영업일 |
고객 및 제품 정보
고객은 자율 산업 차량을 위한 첨단 환경 매핑 시스템을 개발하는 혁신적인 스타트업입니다. 현장 테스트 및 투자자 시연을 위해 차세대 LiDAR 센서 하우징의 단일 기능성 프로토타입을 제작할 제조 파트너가 필요했습니다.
하우징은 다음을 수용해야 했습니다:
- 광각 레이저 방출 및 수신을 위한 270° 개방형 링 디자인
- 광학 부품을 위한 정밀 장착 표면 (±0.025mm 공차)
- 내부 전자 장치에서 열을 발산하기 위한 열 관리 기능
- 신호 무결성을 위한 EMI/RFI 차폐 호환성
- 산업용 환경 밀봉 (IP67 등급)
올바른 제조 방법 선택
복잡한 형상을 가진 이 프로토타입 하우징의 경우, 여러 제조 방법이 고려되었습니다:
3D 프린팅 (금속): 복잡한 모양을 만들 수 있지만 광학 장착 기능에 대한 정밀도가 부족하고 상당한 후처리가 필요했습니다.
기존 가공: 여러 설정을 필요로 하여 오류 위험과 리드 타임이 증가했습니다.
5축 CNC 터닝/밀링: 단일 설정으로 완전한 가공을 가능하게 하여 정밀도를 유지하면서 회전 및 각주 기능을 효율적으로 생산했습니다.
5축 CNC를 선택한 이유:
단일 설정 생산: 재배치 없이 모든 기능을 완료하여 정확성 보장
우수한 표면 품질: 환경 밀봉에 필요한 마감 처리 달성
재료 특성: 알루미늄 6061은 이상적인 열적 및 기계적 특성을 제공
빠른 처리: 8일 배송으로 공격적인 개발 일정 충족
하우징 제조의 주요 과제 및 해결책
1. 반원형 개구부 정밀도
과제: 270° 개방형 링 구조에서 정확한 반경 및 표면 마감 유지
해결책: 단일 작업에서 5축 가공을 위한 완전한 접근을 허용하는 맞춤형 고정 장치 설계
2. 열 관리 통합
과제: 구조적 무결성을 손상시키지 않으면서 열 발산 기능 통합
해결책:
- 최적화된 핀 디자인: 최대 표면적을 위해 다양한 두께의 냉각 핀 가공
- 통합 열 인터페이스: 내부 부품과의 최적의 접촉을 위한 정밀 가공 평탄도
3. 다기능 베이스 섹션
과제: 최소 공간에 여러 인터페이스 유형 통합:
- 전원 커넥터 포트
- 데이터 전송 인터페이스 (이더넷, USB-C)
- 내부 PCB용 장착 지점
- 환경 밀봉 표면
해결책:
- 맞춤형 툴링: 복잡한 포트 가공을 위한 마이크로 툴
- 순차적 작업: 생산 중 구조적 안정성을 유지하기 위한 전략적 가공 시퀀스
4. 표면 처리 호환성
과제: 환경 보호 및 EMI 차폐 요구 사항 모두 충족
해결책:
- 경질 아노다이징: 내식성 및 내구성 있는 표면 제공
- 선택적 마스킹: 처리 중 중요한 장착 표면 보호
- 전도성 인터페이스 준비: 향후 EMI 차폐 솔루션과의 표면 처리 호환성
품질 검증 및 테스트
단일 프로토타입임에도 불구하고 하우징은 엄격한 검증을 거쳤습니다:
- 치수 검증:
- 모든 중요한 기능의 CMM 검사
- 복잡한 곡률의 광학 스캔
기능 테스트:
- 광학 부품과의 핏 체크
- 열 사이클 테스트 (-20°C ~ +65°C)
- 예비 IP67 테스트 검증
표면 품질 분석:
- 밀봉 표면의 거칠기 측정
- 코팅 두께 검증
고객 피드백 및 향후 응용 분야
프로토타입은 고객의 기대를 뛰어넘었습니다:
- 모든 내부 부품과의 완벽한 첫 번째 핏
- 현장 테스트에서 우수한 열 성능
- 투자자에게 성공적인 시연, 다음 자금 조달 라운드 확보
고객은 다음 사항에 대한 논의를 시작했습니다:
- 생산 버전의 제조 가능성 설계 (DFM) 최적화
- 확장된 현장 테스트를 위한 소량 생산 (50-100개)
- 유사한 플랫폼 설계를 사용하는 추가 센서 변형
