나를에 따라 
자동차용 광학부품 시제품 제작을 실현하는 솔루션
자동차용 광학 부품 프로토타입 제작은 최첨단 프로토타입 제작 업체에게도 매우 어려운 작업입니다 . 특히 광학 부품의 명확한 구현이 가장 큰 난제입니다. 자동차는 사람들에게 큰 편리함을 제공하며 매년 수많은 브랜드와 모델이 출시되고 있습니다. 특히 테슬라와 같은 인기 전기차는 최근 몇 년 동안 유명 자동차 브랜드로 자리 잡았습니다. 경쟁력 강화를 위해 차량 프로토타입 개발 기간은 점점 단축되고 있지만, 각 부품의 성능과 상호 작용을 평가하는 데에는 충분한 시간이 확보되어야 합니다. 이는 차량의 생명과 직결되는 문제입니다. 예를 들어 자동차 조명에는 헤드라이트, 테일라이트, 안개등, 방향지시등, 실내등, 반사판, 광학 가이드, 배플 및 렌즈 등이 포함됩니다. 자동차용 광학 부품 프로토타입 제작 솔루션은 개념 설계 검토부터 광학 시스템 제조 및 테스트, 외형 프로토타입 제작부터 광학 부품 조립에 이르기까지 일련의 공정을 거칩니다.
1. 자동차용 광학 부품 프로토타이핑의 개발 단계.
엔지니어링 프로토타입. 설계 및 사전 제작 과정에서 최종 제품의 기능이나 외관을 검증하기 위해 여러 개의 프로토타입을 제작해야 합니다. 그 후, 테일램프의 밝기, 기능 및 기타 기본 기능 매개변수를 테스트합니다. 일반적으로 1~2개의 프로토타입이 필요합니다.
설계 검증 프로토타입. 차량 조명 프로토타입의 초기 기능이 승인되면 설계 검증이 시작됩니다. 이 단계는 차량 조명의 기하학적 형상을 최적화하고 초기 조립 상태를 점검하는 것을 목표로 합니다. 일반적으로 초기 조립 과정에서는 설계 수정이 필요한 여러 문제점이 발견되며, 수정 과정에서 또 다른 문제가 발생할 수 있으므로 새로운 프로토타입을 재제작하여 설계를 재검토해야 합니다. 이는 반복적인 과정입니다. 일반적으로 이 단계에서는 20개 이하의 프로토타입이 제작됩니다. 설계 검증 테스트에는 강도 테스트도 포함됩니다. 차량 조명 및 기타 프로토타입의 경우, 주로 충격 테스트를 통해 렌즈에 단단한 물체를 던져 강한 충격을 견딜 수 있는지 확인합니다. 테스트 결과에 따라 가혹한 환경 및 제조업체의 요구 사항에 더 잘 맞도록 재료를 변경할 수 있습니다.
양산 검증 시제품. 다양한 요소에 대한 테스트가 완료되면 자동차 조명 램프의 시제품을 대량 생산하는 첫 번째 시도가 이루어지며, 일반적으로 최대 1000개까지 생산합니다. 이 단계는 생산 최적화 과정입니다.
2. 제조 솔루션.
자동차 조명 개발의 여러 단계에서 프로토타입을 제조하는 데 일반적으로 다양한 방법이 사용됩니다.
초기 단계에서는 최종 설계안이 아직 확정되지 않았기 때문에 가장 많은 반복 작업이 발생할 수 있습니다. 따라서 가능한 한 빨리 시제품을 제작해야 하며, 제작된 시제품들은 서로 완전히 다를 가능성이 높습니다. 이 단계에서 이상적인 공정은 적층 제조, 즉 3D 프린팅입니다. 이는 대량 생산 준비 없이 복잡한 자유형 부품을 제작할 수 있는 방식입니다. 이 공정은 부품의 CAD 모델에 따라 플라스틱을 층층이 소결하는 방식으로 진행됩니다.
두 번째 단계에는 수십 개의 부품이 필요하므로 3D 프린팅은 더 이상 적합하지 않을 수 있습니다. 자동차 조명 램프는 일반적으로 투명 플라스틱(폴리카보네이트 또는 PMMA)으로 만들어지기 때문에 폴리우레탄 금형에 부어 성형할 수 있습니다. 사출 금형에 비해 폴리우레탄 금형은 제조 속도가 빠르고 비용도 저렴합니다. 물론 주류 제조 방식은 CNC 가공 입니다 . 3축, 4축, 5축 CNC 가공 서비스를 이용하면 더욱 높은 거울처럼 투명한 효과를 얻을 수 있습니다.
세 번째 단계 는 기본적으로 대량 생산 테스트입니다. 따라서 사출 성형은 고가의 강철 또는 알루미늄 사출 금형을 제작하는 주요 제조 공정입니다. 우수한 램프 투명도와 표면 마감을 얻기 위해 연삭기 및 연마 방법을 사용할 수 있습니다.
3.자동차용 광학부품 시제품 제작의 어려움
광섬유 제작 은 시제품 제작 과정에서 가장 어려운 부분입니다. 광섬유는 조명에 핵심적인 역할을 하는 투명한 관입니다. 광원을 광섬유 한쪽 끝에 놓으면 빛이 광섬유 표면에 반사되어 축 방향으로 다시 퍼져 나가면서 입사각이 더 큰 밝은 축을 형성합니다. 이를 통해 복잡한 조명 효과를 구현하고 빛을 더욱 밝게 만들 수 있습니다. 투명 시제품 및 광학 시제품 제작에는 주로 투명 아크릴(PMMA)과 폴리카보네이트(PC)를 사용하여 맑고 투명한 표면을 구현합니다.
라이트 가이드 제작에는 정밀한 플라스틱 가공 기술이 필요합니다. CNC 가공 기술은 우수한 표면 품질을 제공합니다. 광학 세부 사항의 가공 반경은 R0.005"(R0.125mm)를 초과하지 않으며 가공 광학 표면 공차는 +/-0.001"(+/-0.025mm)에 도달합니다. 3축, 4축 및 5축 CNC 밀링 머신의 최상의 조합 가공 기능을 결합하고 최신 다이아몬드 가공 기술(SPDM 또는 SPDT)을 채택하여 5축 마이크로 밀링 기능과 일치시킬 수 있습니다. 광학 품질이 우수한 일련의 렌즈 및 도광체 유형을 생산합니다.
반사판 제조. 정밀 5축 CNC 가공 장비와 고속 절삭 기술을 사용하여 복잡한 형상의 알루미늄 반사판을 가공하고, 반사율, 조명 강도 및 광 범위를 향상시킵니다. 일반적으로 7075 또는 7022 알루미늄을 사용하여 광학 표면의 밀링 반경을 R0.1 또는 R0.15mm로 가공하고, 노출된 날카로운 모서리는 최대 R0.1mm까지 둥글게 처리합니다. 두 번의 3D 스캔 및 표면 거칠기 측정을 수행하여 최종 연마 표면 거칠기를 Ra(μm) 0.05로 맞춥니다. 모든 공정 스캔의 표면 정밀도 허용 오차는 ±0.05mm 이내입니다.
분할 및 접착 방식 솔루션. 매우 복잡한 프로토타입의 경우, 5축 밀링 머신으로 가공할 수 없을 때 분할 및 접착 방식을 사용해야 합니다. 분할 및 접착 방식은 가공 비용을 절감하고 가공상의 제약을 해결할 수 있습니다. 적절한 분할 처리와 뛰어난 마감 처리를 통해 표면에 나타나는 접착선을 감쪽같이 숨길 수 있습니다. 광학 부품 접착 후 남는 선은 분해 용액 처리와 연속적인 정밀 가공을 통해서만 제거할 수 있습니다.
연마. 아크릴 연마는 모든 투명 플라스틱 중에서 최고의 투명도와 투과율을 구현하는 데 도움이 됩니다. CNC 가공된 PMMA는 표면 마감이 좋지만, 고해상도를 얻기는 어려워 특수 연마 기술이 필요합니다. 아크릴은 응력에 민감하고 상당히 취성이 강한 소재이기 때문입니다. 아크릴의 수작업 연마는 단계별 연마 공정을 거쳐야 합니다. 고연마를 위해서는 400번 또는 600번 사포로 시작하여 표면의 공구 자국을 제거한 후, 800번, 1000번, 1500번 사포로 점차 단계를 높여가며 연마하고, 마지막으로 2000번 사포를 사용합니다. 연마된 표면은 기계 자국이나 흔적 없이 매우 매끄러워집니다. 마지막으로 연마 페이스트를 사용하여 마무리 작업을 하면 연마 자국이나 긁힘 없이 매우 맑고 투명한 표면을 얻을 수 있습니다.
폴리카보네이트(줄여서 PC)는 아크릴보다 훨씬 강하고 기계적 특성이 더 좋습니다. 투명성은 아크릴산보다 열등합니다. 우리는 일반적으로 아크릴과 유사한 광학적 특성을 얻기 위해 연마 및 증기 연마를 사용합니다. 폴리카보네이트 폴리싱 공정은 아크릴의 수동 폴리싱과 동일합니다. 표면은 400 #에서 2000 #의 사포로 연마하여 가공 흔적을 제거합니다. 증기는 밀폐된 용기에서 디클로로메탄에 끓인 다음 증기가 폴리카보네이트 표면을 통해 흐르면서 표면이 맑고 투명해집니다. 연마 공정 후 부품을 건조한 환경으로 보내 디클로로메탄(독성)을 증발시켜야 한다는 점은 주목할 가치가 있습니다.
DDPROTOTYPE은 완전한 차량 조명 프로토타입을 제공하는 데 중점을 두고 전 세계의 많은 유명 자동차 제조업체 및 공급업체에 전문적인 프로토타입 서비스를 제공합니다. 우리는 CNC 가공, 3D 인쇄, 진공 주조, 급속 알루미늄 몰드, 소량 배치 사출 성형 및 판금 가공을 제공하는 다양한 자동차 프로토 타입 개발 및 신속한 제조 기술에 중점을 둡니다. 3축, 4축 및 5축 CNC 밀링 머신의 최상의 조합은 스트로크가 1m 이상인 공작 기계가 장착되어 투명 플라스틱 부품을 결함 없이 처리할 수 있는 지식을 갖추고 있습니다. 효과적인 분할 및 바인딩 솔루션, 고도로 숙련된 수동 연마 기술, 다이아몬드 도구를 사용하면 최고의 표면 품질을 얻을 수 있으며 가장 작은 도구는 R0.1mm까지 처리할 수 있어 디자이너의 광학적 세부 사항을 완벽하게 표현합니다.
