天美影院

Das erste VR-Headset von Ivan Sutherland, genannt “Sword of Damocles”, wog etwa 4,5 kg. Es war schwer und unbequem, wenn man es über l?ngere Zeit tragen wollte. Deshalb wurde es mit einem mechanischen Arm von der Decke gestützt. Neuere VR-Herstellungstechniken haben das Gewicht verdoppelt, um die Ger?te für langes Tragen bequemer zu machen.

Das durchschnittliche Gewicht neuerer VR-Headsets liegt zwischen 1,1 und 1,5 Pfund (ca. 500 bis 800 Gramm), ohne Gurt und Batteriepack. Das Meta Quest 3, das 2023 auf den Markt kam, wog beispielsweise etwa 515 Gramm (1,14 lbs.). Der Pico 4, der im selben Jahr auf den Markt kam, wog rund 1,3 Pfund (586 Gramm).

Der Schwerpunkt der Unternehmen, die VR-Komponenten herstellen, verlagert sich auf leichte, ergonomische und hochpr?zise/hochaufl?sende Ger?te. Der Trend verwandelt sperrige Headsets in schlanke, den ganzen Tag tragbare Ger?te.

Kunststoffteile als Kernstück der VR-Leichtbauweise

Die Entwicklung von Kunststoffteilen in der VR-Fertigung ist eine wichtige Strategie der Hersteller, um Leichtbau zu erreichen. Dies ist besonders wichtig, weil Kunststoff etwa 50-70% der VR-Komponenten ausmacht. Das ?u?ere Geh?use, die Kopfbügel und die innere Struktur bestehen haupts?chlich aus haltbaren Kunststoffen. Zu den sich entwickelnden Fertigungsstrategien für VR-Komponenten geh?ren: 

• Verwendung fortschrittlicher Materialien: VR-Hersteller ersetzen herk?mmliche Kunststoffe durch fortschrittliche technische Alternativen wie Kohlefaser, um das Gewicht zu reduzieren, ohne die strukturelle Integrit?t zu beeintr?chtigen.
• Gewichtsverteilung: Bei vielen der Entwürfe aus dem Jahr 2025 wurde ein haloartiges Gurtsystem verwendet, um den Schwerpunkt n?her an den Kopf des Benutzers zu verlagern.
• High-Density-Interconnect (HDI)-Leiterplatten: Die HDI-Technologie wird eingesetzt, um die Komponenten mit Hilfe von Microvias und feineren Leiterbahnbreiten enger zu packen.
• Pr?zise Fertigungstechniken: Durch den Einsatz des Pr?zisions-VR-Spritzgusses für die Kunststoffteile und anderer fortschrittlicher Technologien, z. B. das Hochtemperaturspritzgie?en von Glas für Linsen, k?nnen die Hersteller die hohen Pr?zisionsanforderungen erfüllen.

Die Notwendigkeit, die k?rperlichen Beschwerden der Benutzer (Nackenverspannungen und Kopfschmerzen) zu lindern und die Entwicklung von VR-Headsets, die wirklich kabellos sind, sind einige der Triebkr?fte für die laufenden Innovationen in der Branche.

Strukturelle und funktionelle Komponenten von VR-Headsets

Ein VR-Headset ist ein komplexes Ger?t. Der vordere Teil, auch Visor genannt, ist der kritischste Bereich. Hier befinden sich das Objektiv, die Sensoren und das “Gehirn” des Ger?ts. Die harte ?u?ere Kunststoffschale schützt die Elektronik im Inneren und sorgt gleichzeitig für Stabilit?t und Komfort für den Tr?ger.

Das VR-Headset kann in drei Teile unterteilt werden, n?mlich in die ?u?eren strukturellen Teile, die funktionellen Komponenten und die optischen Teile.

Materialoptionen für VR-Fertigungskomponenten

Bei den in der VR-Fertigung verwendeten Materialien liegt der Schwerpunkt auf einem ausgewogenen Verh?ltnis zwischen Gewicht, Benutzerkomfort und Leistung. Weitere Faktoren, die VR-Hersteller bei der Materialauswahl berücksichtigen, sind Haltbarkeit und W?rmemanagement. So wird zum Beispiel das Geh?use oder die ?u?ere Hülle mit hoher Pr?zision aus Hochleistungskunststoff hergestellt, um ein Gleichgewicht zwischen geringem Gewicht und Haltbarkeit zu erreichen. Die hohe Pr?zision hilft dabei, die Optik auszurichten.

• VR-Geh?use: Kunststoffe wie Polycarbonate (PC) und Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder PC+ABS-Gemische werden für das Geh?use verwendet, weil sie ein ausgewogenes Verh?ltnis zwischen Steifigkeit und geringem Gewicht bieten. Um das Gewicht weiter zu reduzieren, verwenden die Hersteller von VR-Spritzgussformen oft dünne W?nde und gerippte Designs mit Gittern.
• Optische Komponente: Für Linsen werden spezielle transparente Materialien mit hervorragender Kratzfestigkeit verwendet. Ein gutes Beispiel für ein Material, das für die Herstellung einer VR-Linse verwendet wird, ist zyklisches Olefin-Copolymer (COC) mit einer Lichtdurchl?ssigkeit ≥ 92%.
• Komfort beim Tragen: Thermoplastisches Elastomer (TPE), ein flexibles und weiches Material, wird für rutschhemmende Komponenten verwendet und erh?ht so den Tragekomfort, insbesondere bei langen Sitzungen.

Schlüsseltechnologien für die Konstruktion von VR-Spritzgussformen

Der Prozess der Entwicklung einer Form für die Produktion von VR-Headsets erfordert hochpr?zise, spezialisierte Technologien. Der Schwerpunkt der Schlüsseltechnologien liegt auf der Herstellung von leichten Komponenten mit komplexen Geometrien und hervorragenden Oberfl?chengüten.

Der Prozess der Erstellung von Formen für den VR-Spritzguss beginnt oft mit dem Einsatz von fortschrittlicher CAD-, CAM- oder CAE-Software wie SolidWorks oder ProE in Kombination mit der Moldflow-Analyse, um eine fertigungsgerechte Konstruktion (DFM) sicherzustellen. Fortschrittliche Software ist für die Optimierung von Wandst?rke und Kühlung von entscheidender Bedeutung. Drei Schlüsselaspekte der VR-Spritzgussformkonstruktion sind:

1. Pr?zise Kontrolle: Die Hochgeschwindigkeits- und Hochpr?zisions-CNC-Bearbeitung wird eingesetzt, um eine extreme Ma?genauigkeit der Formen zu gew?hrleisten. Eine gro?e Herausforderung beim Spritzgie?en von VR-Geh?usen ist das Erreichen einer hochgl?nzenden, fehlerfreien Oberfl?che. Dies kann durch die Optimierung von Spritzgie?parametern wie Geschwindigkeit, Druck und Temperatur erreicht werden. H?ufige Defekte wie Verzug und Schrumpfung bei komplexen Formen k?nnen durch die Optimierung des Kühlsystems reduziert werden.
2. Strukturelle Optimierung: Gew?lbte Geh?use und komplexe Schnallen stellen herk?mmliche zweiteilige Formen oft vor zahlreiche Herausforderungen. Zu den üblichen Herausforderungen beim Formen von gebogenen VR-Geh?usen geh?ren unvollst?ndige Detailformung und Schwierigkeiten beim Entformen. Eine Mehrschieber- und Einlegekonstruktion wurde entwickelt, um diese Probleme zu l?sen. Sie kann zur Herstellung von Teilen mit komplizierten, multidirektionalen Hinterschneidungen und komplexen Formen verwendet werden.
3. Oberfl?chenbehandlung: Flie?spuren und Binden?hte sind kosmetische Sch?nheitsfehler, die durch ungleichm??iges Flie?en der Kunststoffschmelze entstehen k?nnen. Durch die Verringerung der Mikrorauheit der Formoberfl?che oder durch Hochglanzpolieren wird der Reibungswiderstand zwischen dem geschmolzenen Kunststoff und dem Formhohlraum erheblich reduziert. Erste Bearbeitungsspuren werden mit ?lsteinen der K?rnung 180 bis 600 entfernt. Das Gl?tten erfolgt mit Nassschleifpapier der K?rnung 400 bis 1600. Die Endpolitur erfolgt mit Diamantpaste (0,25?m oder 0,5?m).

Anforderungen des Kunden

Ein Kunde, der auf die Herstellung von VR-Wearable-Ger?ten spezialisiert ist, ben?tigte eine ma?geschneiderte Frontabdeckung für ein VR-Headset. Der bisherige Lieferant war nicht in der Lage, das Problem des Verzugs zu l?sen, das sich aus den extrem dünnen W?nden des Teils ergab. Hinzu kam das Problem der mangelhaften Montagepr?zision.

Der Kunde war auf der Suche nach einem VR-Spritzgie?er, der diese Herausforderungen meistern konnte. Nach einem umfassenden Rundgang durch das Werk des Unternehmens und der Durchsicht von Alben früherer Projekte war der Kunde von der F?higkeit von 天美影院 überzeugt, die Probleme zu l?sen. Zu den detaillierten Anforderungen des Kunden geh?rten:

• Wandst?rke des Teils 1,0 mm,
• Gewicht ≤25g,
• Keine Flie?spuren auf der Oberfl?che,
• Montagetoleranz ±0,03 mm,
• Ausbringungsrate der Massenproduktion ≥98%

Herausforderungen

Um ein Gewicht von ≤25 g zu erreichen, musste mehr als nur das Material ausgetauscht werden. Zun?chst mussten die Mold-Ingenieure das Design in Zusammenarbeit mit dem Kunden überdenken. Mittels Finite-Elemente-Analyse (FEA) mussten unkritische Bereiche identifiziert werden. Anstelle von Vollmaterial wurden Rippen zur Erh?hung der Steifigkeit hinzugefügt.

Um das Gewicht des VR-Headsets weiter zu senken, wurde eine Schnappverbindung den Schrauben vorgezogen. Dies erforderte jedoch eine enge Toleranz, um sicherzustellen, dass die Teile bei der Montage fest einrasten.

L?sung

天美影院 w?hlte für die Konstruktion der VR-Spritzgie?form die gasunterstützte Spritzgie?struktur (GAIM). Dieses Verfahren bietet erhebliche Vorteile gegenüber dem herk?mmlichen Spritzgie?en, da es unter Druck stehendes Stickstoffgas zur Herstellung von Hohlk?rpern verwendet. GAIM reduzierte den Harzverbrauch um mehr als 20%. Es erm?glichte auch die Optimierung der Materialverteilung und verbesserte die gesamte Oberfl?chenqualit?t.

Beim gasunterstützten Spritzgie?en entstehen Hohlprofile mit Differenzkühlung. Das hei?t, Hohlk?rper kühlen schneller ab als Vollk?rper. Daher war es notwendig, pr?zise Kühlkan?le einzuführen. Die Optimierung der Kühlkan?le war wichtig, um eine ungleichm??ige Abkühlung zu vermeiden, die zu Verzug führen kann. Ein optimierter Kühlkanal war auch wichtig, um die Produktionsgeschwindigkeit zu maximieren.

Die Abtrennung wurde für nicht sichtbare Bereiche optimiert. Diese Designentscheidung wurde w?hrend der CAD-Phase getroffen, um sicherzustellen, dass die Nahtlinien verborgen bleiben. Durch das Verbergen der Trennlinien konnte 天美影院 die ?sthetische Makellosigkeit von 100% auf der Geh?useoberfl?che des VR-Headsets beibehalten.

Prozessanpassung

Als Material für die Herstellung der VR-Kunststoffteile wurde ein glasfaserverst?rktes PC+ABS-Gemisch gew?hlt. Die Kombination dieses Materials mit dem stickstoffunterstützten Spritzgie?en verhindert die Zersetzung des Materials. Dies liegt daran, dass Stickstoff als inertes Gas wirkt, das den Sauerstoff im Zylinder und in der Form verdr?ngt.

Durch die Verdr?ngung von Sauerstoff wird der Abbau des Polymers bei hohen Temperaturen verhindert. Diese Technik verhindert auch Verf?rbungen und erh?lt die mechanische Festigkeit des Kunststoffs.

System der Qualit?tskontrolle

天美影院 setzte eine Echtzeitüberwachung mit Drucksensoren im Werkzeug ein. Die Sensoren messen den Werkzeuginnendruck (bis zu 2.000 bar) und die Temperatur. Sie lieferten sofortige Daten über die Formfüllung, das Packen und das Einfrieren des Anschnitts und erm?glichten so die sofortige Erkennung von Fehlern. Dies half, den Ausschuss zu reduzieren.

Die Ingenieure von 天美影院 führten eine gründliche Inspektion des fertigen Teils mit einer Koordinatenmessmaschine (KMG) durch. Der Scanner ma? die ?u?eren Geometrien, um Verformungen zu erkennen, die dem blo?en Auge leicht entgehen k?nnten. Die Messung wurde mit dem Produktplan abgeglichen, um die Konsistenz zu prüfen.

Endergebnisse und Kundenreferenz

天美影院 hat nicht nur eine Form geliefert. Das Unternehmen lieferte ein VR-Spritzgie?system, das dem Kunden half, einige der früheren Fertigungsprobleme zu überwinden, die er mit seinem früheren Lieferanten hatte. Die von 天美影院 gelieferte L?sung erm?glichte es dem Kunden, leichte VR-Komponenten herzustellen. Dadurch wurde sichergestellt, dass das Produkt leichter ist als viele Produkte von Mitbewerbern auf dem Markt und VR-Enthusiasten einen h?heren Tragekomfort bietet.