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Solução para realizar a fabricação de peças ópticas de prototipagem para carros
É um trabalho desafiador fabricar a prototipagem de peças ópticas para carros para a empresa de prototipagem mais rápida. A parte mais difícil é como tornar as peças ópticas claras. Os carros trazem grande comodidade para as pessoas e iteram muitas marcas e modelos a cada ano. Especialmente os veículos elétricos populares, como Tesla, tornaram-se marcas de automóveis bem conhecidas nos últimos anos. Para aumentar a competitividade, o tempo de desenvolvimento do protótipo do veículo está cada vez menor, mas ainda deve-se reservar um tempo para avaliar o desempenho e a interação entre cada parte, pois envolve vida. Por exemplo, a iluminação do automóvel inclui faróis, lanternas traseiras, faróis de neblina, piscas, luzes internas, refletores, guias óticas, defletores e lentes. A solução para fabricar a prototipagem de peças ópticas para carros inclui uma série de processos, desde a revisão do conceito de design até a fabricação e teste do sistema óptico, do protótipo do invólucro à montagem do componente óptico.
1.Fase de desenvolvimento de prototipagem de peças ópticas para automóveis.
a. protótipo de engenharia.
Durante o processo de design e pré-produção, muitos protótipos devem ser feitos para verificar a função ou a aparência do produto final. Depois disso, o brilho, função e outros parâmetros de função básica da lanterna traseira serão testados. Geralmente leva 1-2 protótipos.
b. Protótipo de verificação de projeto.
A verificação do projeto começa assim que a função inicial do protótipo de iluminação do veículo é aprovada. Esta etapa visa otimizar a forma geométrica da iluminação do carro e verificar a montagem pela primeira vez. Geralmente, a primeira montagem vai encontrar muitos problemas que precisam ser corrigidos no projeto, e o novo protótipo deve ser remanufaturado para reavaliar seu projeto, pois a correção pode acarretar em outros problemas. Este é um processo iterativo. Geralmente, não mais do que 20 protótipos são produzidos nesta fase. O teste de verificação do projeto também inclui o teste de resistência. Para iluminação de veículos e outros protótipos, inclui principalmente um teste de impacto, jogando alguns objetos duros na lente para ver se ela aguenta um grande impacto. De acordo com os resultados dos testes, alguns materiais podem ser alterados para se adaptarem melhor ao ambiente hostil e às necessidades dos fabricantes.
c. Protótipo de verificação de fabricação.
Após a conclusão de vários testes de fatores, a primeira tentativa será feita para fabricar em massa o protótipo de lâmpadas de iluminação automotiva, geralmente até 1000 produtos. Esta etapa é o processo de otimização da produção.
2.Soluções de fabricação.
Diferentes métodos são geralmente usados para fabricar protótipos em diferentes estágios do desenvolvimento da iluminação automotiva.
a. Na primeira fase, pode haver mais iterações porque o esquema de design final ainda não foi determinado. Portanto, os protótipos devem ser remanufaturados o mais rápido possível, e é provável que sejam completamente diferentes uns dos outros. O processo ideal nessa fase é a manufatura aditiva, que é a impressão 3D. Este é um método de fabricação de peças complexas de forma livre sem preparação para produção em massa. Este processo inclui a sinterização do plástico camada por camada de acordo com o modelo CAD da peça.
b. A segunda fase requer dezenas de peças, então a impressão 3D pode não ser mais viável. As lâmpadas de iluminação automotiva geralmente são feitas de plástico transparente (policarbonato ou PMMA), para que possam ser vazadas em moldes de poliuretano. Em comparação com os moldes de injeção, a velocidade de fabricação dos moldes de poliuretano é mais rápida e o custo é menor. Obviamente, o método de fabricação convencional é a usinagem CNC. A compra de serviços de usinagem CNC de 3 eixos, 4 eixos e 5 eixos pode obter um efeito de transparência de espelho maior.
c. A terceira fase é basicamente um teste de produção em massa. Portanto, a moldagem por injeção é o principal processo de fabricação para a fabricação de moldes de injeção caros de aço ou alumínio. Para obter uma boa transparência da lâmpada e acabamento superficial, podem ser usadas máquinas de retificação e métodos de polimento.
3. Dificuldades na fabricação de protótipos de peças ópticas para carros
a. Fabricação de guia de luz. A fabricação de guias de luz é a parte mais difícil do processamento do protótipo. O guia de luz é um tubo transparente único, que desempenha um papel fundamental na iluminação. Quando você coloca uma fonte de luz em uma extremidade do guia de luz, a luz reflete na superfície do trilho-guia e salta na direção de seu eixo, resultando em um eixo mais brilhante com um ângulo de entrada maior. Isso significa que a exibição de luz complexa pode ser realizada e a luz parece mais brilhante. Protótipo transparente e materiais de processamento de protótipo óptico referem-se principalmente a acrílico transparente (PMMA) e policarbonato (PC) para obter uma superfície espelhada clara e transparente.
A fabricação de guias de luz requer uma tecnologia de processamento de plástico precisa. usinagem CNC tecnologia oferece excelente qualidade de superfície. O raio de processamento de detalhes ópticos não excederá R0.005 "(R0.125 mm) e a tolerância da superfície óptica de processamento atingirá +/-0.001" (+/-0.025 mm). Combinando a capacidade de processamento da melhor combinação de fresadoras CNC de 3 eixos, 4 eixos e até 5 eixos, adote a mais recente tecnologia de processamento de diamante (SPDM ou SPDT), pode combinar a capacidade de microfresamento de 5 eixos, e produzir uma série de lentes e guias de luz com excelente qualidade ótica.
b. Refletor de fabricação. Use o equipamento de usinagem CNC de 5 eixos de precisão e a tecnologia de corte de alta velocidade para processar refletores de alumínio com geometria complexa, refletividade aprimorada, intensidade de iluminação aprimorada e faixa de luz. Geralmente, alumínio 7075 ou 7022 é usado para raio de fresagem de superfície óptica R0.1 ou R0.15 mm, as arestas vivas expostas podem ser arredondadas para R0.1 mm no máximo. Realize duas varreduras 3D e medições de rugosidade, e a rugosidade final do polimento é Ra（μm) 0.05。 A tolerância de precisão da superfície de todas as varreduras de processo está dentro de ± 0.05 mm.
c. Soluções de seccionadas e coladas. Para alguns protótipos muito complexos, ele precisa ser seccionado e colado para processamento quando a fresadora de 5 eixos não puder ser processada. As soluções seccionadas e coladas podem economizar custos de processamento e resolver as restrições de processamento. Através de um tratamento de separação adequado e um excelente acabamento, as linhas adesivas óbvias na superfície podem ser escondidas de forma inteligente. As linhas deixadas pelos componentes ópticos após a colagem só podem ser cobertas por solução de decomposição e processamento fino contínuo.
d. Polonês. O polimento acrílico ajuda a apresentar a melhor transparência e transmitância de todos os plásticos transparentes. Embora PMMA processado por CNC tem bom acabamento superficial, é difícil obter alta definição, o que requer polimento com habilidades especiais. Porque o acrílico é um material sensível ao estresse e bastante quebradiço. O polimento manual do acrílico requer diferentes níveis de processo de polimento. O polimento alto precisa começar com papel abrasivo 400 # ou 600 #, primeiro remova as marcas de ferramenta na superfície, depois levante gradualmente para 800 # – 1000 # – 1500 # e, finalmente, use papel abrasivo 2000 #. A superfície de polimento será altamente lisa, sem linhas e marcas de máquinas. Por fim, precisamos usar pasta de polimento para refinar o processo, e a superfície final fica superlímpida e transparente, sem marcas de esmerilhamento e arranhões.
O policarbonato (PC para abreviar) é muito mais forte que o acrílico e tem melhores propriedades mecânicas. Sua transparência é inferior apenas ao ácido acrílico. Costumamos usar polimento e polimento a vapor para obter propriedades óticas semelhantes ao acrílico. O processo de polimento do policarbonato é o mesmo do polimento manual do acrílico. A superfície é polida com papel abrasivo de 400 # a 2000 # para remover as marcas de processamento. O vapor é fervido em diclorometano em um recipiente fechado, então o vapor flui através da superfície de policarbonato e a superfície fica clara e transparente. Vale ressaltar que após o processo de polimento, as peças devem ser enviadas para um ambiente seco para evaporação do diclorometano (tóxico).
A DDPROTOTYPE se concentra em fornecer protótipos completos de iluminação de veículos, fornecendo serviços profissionais de protótipos para muitos fabricantes e fornecedores de automóveis conhecidos em todo o mundo. Nós nos concentramos no desenvolvimento de vários protótipos de automóveis e tecnologias de fabricação rápida, fornecendo processamento CNC, impressão 3D, fundição a vácuo, molde rápido de alumínio, moldagem por injeção de pequenos lotes e processamento de chapa metálica. A melhor combinação de fresadoras CNC de 3 eixos, 4 eixos e 5 eixos, equipadas com uma máquina-ferramenta com curso superior a 1 metro, tem o conhecimento para processar peças plásticas transparentes sem defeitos. Com soluções eficazes de divisão e encadernação, tecnologia de polimento manual altamente qualificada, o uso de ferramentas de diamante pode alcançar a melhor qualidade de superfície e a menor ferramenta pode ser processada em R0.1 mm, apresentando perfeitamente os detalhes ópticos do designer.