El concepto de diseño de la iluminación automotriz y su prototipado

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Publicado el: 13 de noviembre de 2017 | Por Tony, gerente de proyectos de Sendot Technology

Existen faros delanteros, luces traseras, faros antiniebla, etc. Todos los tipos de luces tienen usos diferentes. ¿Ha investigado los efectos de los faros delanteros si es fabricante de iluminación automotriz? ¿Comprende el proceso de fabricación de prototipos en la etapa de diseño de las luces del automóvil? La fabricación de prototipos de Sendot Technology le responderá.

1. Requisitos de diseño para la iluminación automotriz

1.1 Faro delantero

Los faros delanteros del automóvil, también conocidos como faros principales, como los ojos de un automóvil, no solo están relacionados con la imagen externa del propietario del vehículo, sino que también están estrechamente ligados a la conducción segura durante la conducción nocturna o en condiciones climáticas adversas. El material del faro debe garantizar que el vehículo tenga una iluminación brillante y estable mientras se conduce de noche, de modo que el conductor pueda distinguir claramente los objetos a menos de 100 metros. Al mismo tiempo, debe haber un dispositivo antideslumbrante para garantizar la seguridad de la conducción nocturna.

Requisitos de materiales y rendimiento:

Nombre de la pieza	Material de producción	Material de prototipo	Requisito de propiedad
Lente	PC	PMMA、 PC	Resistente a rayaduras, transparente, estable a los rayos UV
Marco embellecedor	PC、PCHT、PBT、PBT/PET	PMMA 、ABS	Resistente al calor, metalizado, alta calidad superficial
Guía de luz	PC	PMMA 、PC	Transparente, estable a los rayos UV
Reflector	PC、PBT、PPS、BMC	ABS 、Aluminio	Alta resistencia al calor, alta rigidez, metalizado, alta resistencia al impacto
Carcasa	PP+T40、PP+T20	ABS	Estabilidad dimensional, resistente al calor

1.2 Luz trasera

La luz trasera es una luz de señalización que transfiere información importante como el frenado y el giro. Debido a su alta frecuencia de uso en la ciudad, los requisitos de rendimiento del material también son altos. El material debe tener alta resistencia al calor, buena procesabilidad, humectabilidad y colores brillantes.

Requisitos de materiales y rendimiento:

Pieza	Material de producción	Material de prototipo	Requisito de propiedad
Lente exterior	PMMA	PMMA PC	Resistente a rayaduras, transparente, estable a los rayos UV
Carcasa	ABS、PC/ABS、ASA	ABS	Estabilidad dimensional, resistente al calor
Lente interior	PC、PCHT	PMMA PC	Transparente, estable a los rayos UV
Marco	ABS	ABS	Estabilidad dimensional
Guía de luz	PC	PMMA PC	Transparente, estable a los rayos UV

1.3 Faro antiniebla

En caso de baja visibilidad, como en clima de lluvia y niebla, el papel de los faros delanteros grandes es limitado. Por eso, el faro antiniebla necesita atravesar la niebla y otros obstáculos para garantizar la línea de visión normal. Debido a la alta potencia y las altas temperaturas de los faros antiniebla, los materiales necesarios también deben tener alta resistencia al calor.

Requisitos de materiales y rendimiento:

Pieza	Material de producción	Material de prototipo	Requisito de propiedad
Lente	PC + recubrimiento duro、PMMA	PMMA PC	Resistente a rayaduras, transparente, estable a los rayos UV
Carcasa	PCHT、PEI、PBT/ASA、LCP、PC/ABS	ABS	Estabilidad dimensional, resistente al calor
Reflector	PCHT、PEI、PC	ABS	Alta resistencia al calor, alta rigidez, metalizado, alta resistencia al impacto

 2. Fabricación de prototipos de iluminación automotriz

Actualmente, la principal tecnología utilizada en el campo del prototipado de iluminación automotriz incluye la impresión 3D, el mecanizado CNC, el molde de silicona y el molde rápido de aluminio, que tienen sus propias ventajas. Las siguientes son las diferentes aplicaciones técnicas en las distintas etapas de desarrollo, basadas en los años de experiencia de Sendot Technology en la prestación de servicios de prototipado rápido y prototipado automotriz para el diseño y desarrollo de luces de automóvil:

2.1 Etapa de concepto e ingeniería: mecanizado CNC

El mecanizado de prototipos de faros por CNC se caracteriza por su alta precisión, respuesta rápida y ciclo corto (entrega de 1 a 2 semanas), lo que hace posible mecanizar formas complejas en una sola pieza de material. Por lo general, en la etapa conceptual (etapa de concepto) y la etapa de ingeniería (etapa de diseño de ingeniería), es necesario fabricar un modelo de aspecto o de función para una parte del faro, como una guía de luz o una copa reflectora. Esta demanda a menudo requiere la capacidad de producir prototipos de alta precisión en los ciclos más cortos con materiales reales, y el CNC es la mejor opción.

Debido a la complicada estructura de la luz, hay muchos detalles ópticos y contrasalidas, e incluso un CNC de 5 ejes de alta precisión no puede procesar toda la pieza de una sola vez. Los ingenieros de programación CNC, que tienen una rica experiencia en la fabricación de prototipos de luces, necesitan analizar la viabilidad del mecanizado después de obtener los planos del diseño de la luz. Para aquellas piezas que no se pueden procesar de forma integral, necesitan proporcionar la solución de procesamiento por desmontaje, especialmente para las superficies críticas.

En la etapa posterior de la producción del prototipo, el desbarbado, el pulido, el pegado y la pintura, y otros trabajos de posprocesamiento manual son especialmente importantes y determinarán directamente el aspecto final.

2.2 Etapa de pruebas de bajo volumen: colado con silicona

No hay consideración de ángulo de desmoldeo para el molde de silicona, ya que es una de las formas más sencillas dentro de las herramientas rápidas, con buena flexibilidad y rendimiento de replicación. Por lo tanto, esta tecnología se utiliza ampliamente en la producción de bajo volumen de luces de automóvil.

Para las piezas de faros de bajo volumen que utilizan molde de silicona, es especialmente importante elegir los métodos de fabricación y los materiales para cumplir los requisitos de aspecto y rendimiento de las diferentes piezas.

Para LENS y BEZEL, que requieren pulido de espejo, normalmente elegimos CNC para fabricar un prototipo de PMMA con acabado superficial de alta calidad. El molde de silicona fabricado con este método puede garantizar el aspecto perfecto del colado.

Para piezas estructurales con menos requisitos de aspecto, como la carcasa, utilizamos tecnología RP como SLA para fabricar el prototipo y elegimos AXSON PX223, con excelente resistencia a la temperatura, como material de colado.

A continuación se presenta un proyecto típico como referencia:

3. Prueba de carga de lote pequeño: herramienta de aluminio

Los materiales de molde rápido son principalmente acero blando (por ejemplo, P-20) y aluminio (como el aluminio de grado aeroespacial 7075 T-6). En comparación con el acero duro, puede aumentar la velocidad de procesamiento entre un 15 % y un 30 %, y el tiempo de pulido puede ser de 3 a 10 veces más rápido, con un peso más ligero, de modo que se reduce el costo de fabricación del molde y se acorta el ciclo. Además, la herramienta rápida de aluminio facilita el control de la temperatura, permitiendo tiempos de ciclo más rápidos y eliminando la tensión del plástico.

Como el automóvil está en la etapa de desarrollo, es necesario evaluar su ciclo de procesamiento así como el costo de fabricación, y estos se pueden obtener mediante herramientas rápidas de aluminio. Por ejemplo, los ingenieros pueden producir luces en lotes pequeños mediante una herramienta rápida de aluminio para pruebas de carga o lanzamientos anticipados al mercado. La mayor ventaja de las herramientas rápidas de aluminio es que tienen el material real y la estructura real. No solo el ciclo de reacción es rápido, sino que también el ciclo de producción y el costo se pueden evaluar de manera razonable y veraz. A continuación se muestra el ciclo del proyecto de producción rápida de piezas de aluminio para luces traseras de Sendot Technology:

En comparación con el molde de acero común, ambos materiales producen casi la misma calidad superficial. La vida útil del molde de aluminio está relacionada con la complejidad del producto; aunque es muy inferior a la del molde de acero, también puede alcanzar no menos de 1000 veces de vida útil, lo que es más que suficiente para la prueba de carga inicial.

A continuación se muestra una tabla de herramientas de aluminio sobre las piezas de las luces traseras: