Daha Akıllı Üretim, Daha Zor Değil: LiDAR Sensör Muhafazası için Bir Tornalama Vaka Çalışması

Hassas CNC İşleme, Yüksek Performanslı Bir LiDAR Sensör Muhafazası'nın Hızlı Prototiplemesini Nasıl Sağladı?

Proje Genel Bakışı

Müşteri ve Ürün Hakkında

Müşteri, otonom endüstriyel araçlar için gelişmiş çevresel haritalama sistemleri geliştiren yenilikçi bir girişimdir. Saha testleri ve yatırımcı gösterileri için yeni nesil LiDAR sensör muhafazalarının tek bir fonksiyonel prototipini üretmek için bir üretim ortağına ihtiyaç duydular.

Muhafazanın şunları barındırması gerekiyordu:

• Geniş açılı lazer emisyonu ve alımı için 270° açık halka tasarımı
• Optik bileşenler için hassas montaj yüzeyleri (±0,025 mm tolerans)
• Dahili elektroniklerden ısı dağılımı için termal yönetim özellikleri
• Sinyal bütünlüğü için EMI/RFI koruma uyumluluğu
• Endüstriyel kullanım için çevresel sızdırmazlık (IP67 eşdeğeri)

Doğru Üretim Yöntemini Seçmek

Karmaşık geometrilere sahip bu prototip muhafaza için çeşitli üretim yöntemleri değerlendirildi:

3D Baskı (Metal):Karmaşık şekli üretebilir, ancak optik montaj özellikleri için hassasiyetten yoksundu ve önemli ölçüde son işlem gerektiriyordu.

Geleneksel İşleme:Hata riskini ve teslim süresini artıran çoklu kurulumlar gerektiriyordu.

5 Eksenli CNC Torna/Freze:Kritik toleransları korurken hem döner hem de prizmatik özellikleri verimli bir şekilde üreterek, tek bir kurulumda tam işleme sağladı.

Neden 5 Eksenli CNC Seçildi:

Tek Kurulum Üretimi: Doğruluğu sağlayarak, yeniden konumlandırma olmadan tüm özellikleri tamamladı

Üstün Yüzey Kalitesi: Çevresel sızdırmazlık için gerekli yüzey kalitesini elde etti

Malzeme Özellikleri: Alüminyum 6061, ideal termal ve mekanik özellikler sağladı

Hızlı Teslimat: 8 günlük teslimat, agresif geliştirme zaman çizelgesini karşıladı

Muhafaza Üretimindeki Temel Zorluklar ve Çözümler

1. Yarı Dairesel Açıklık Hassasiyeti

Zorluk: 270° açık halka yapısında hassas yarıçap ve yüzey kalitesini korumak

Çözüm: Tek işlemde 5 eksenli işleme için tam erişim sağlayan özel fikstür tasarımı

2. Termal Yönetim Entegrasyonu

Zorluk: Yapısal bütünlükten ödün vermeden ısı dağılımı özelliklerini dahil etmek

Çözüm:

• Optimize Edilmiş Kanat Tasarımı: Maksimum yüzey alanı için farklı kalınlıklarda işlenmiş soğutma kanatları
• Entegre Termal Arayüz: Dahili bileşenlerle optimum temas için hassas işlenmiş düzlük

3. Çok Fonksiyonlu Taban Bölümü

Zorluk: Birden fazla arayüz türünü minimum alana entegre etmek:

• Güç konektörü portu
• Veri iletim arayüzleri (Ethernet, USB-C)
• Dahili PCB için montaj noktaları
• Çevresel sızdırmazlık yüzeyleri

Çözüm:

• Özel Takım: Karmaşık port işleme için mikro takımlar
• Ardışık İşlemler: Üretim sırasında yapısal kararlılığı korumak için stratejik işleme sırası

4. Yüzey İşlemi Uyumluluğu

Zorluk: Hem çevresel koruma hem de EMI koruma gereksinimlerini karşılamak

Çözüm:

• Sert Eloksal: Korozyon direnci ve dayanıklı yüzey sağladı
• Seçici Maskeleme: İşlem sırasında kritik montaj yüzeylerini korudu
• İletken Arayüz Hazırlığı: Gelecekteki EMI koruma çözümleriyle yüzey işleme uyumluluğu

Kalite Doğrulama ve Test

Tek bir prototip olmasına rağmen, muhafaza titiz bir doğrulamadan geçti:

• Boyutsal Doğrulama:
• Tüm kritik özelliklerin CMM denetimi
• Karmaşık eğriliklerin optik taraması

Fonksiyonel Test:

• Optik bileşenlerle uyum kontrolü
• Termal döngü testi (-20°C ila +65°C)
• Ön IP67 test doğrulaması

Yüzey Kalitesi Analizi:

• Sızdırmazlık yüzeylerinde pürüzlülük ölçümleri
• Kaplama kalınlığı doğrulaması

Müşteri Geri Bildirimi ve Gelecekteki Uygulamalar

Prototip, müşteri beklentilerini aştı:

• Tüm dahili bileşenlerle mükemmel ilk uyum
• Saha testlerinde üstün termal performans
• Yatırımcılara başarılı gösteri, bir sonraki finansman turunu güvence altına aldı

Müşteri, şunlar için görüşmelere başladı:

• Üretim versiyonu için Üretim için Tasarım (DFM) optimizasyonu
• Genişletilmiş saha testi için küçük parti üretimi (50-100 adet)
• Benzer bir platform tasarımı kullanan ek sensör varyantları