天美影院

O primeiro auricular de realidade virtual de Ivan Sutherland, chamado “Sword of Damocles”, pesava cerca de 10 libras (aproximadamente 4,5 kg). Era pesado e desconfortável de usar durante muito tempo. Por isso, era apoiada no teto através de um bra?o mec?nico. As novas técnicas de fabrico de RV duplicaram a leveza para tornar os dispositivos mais confortáveis para uma utiliza??o prolongada.

O peso médio dos auscultadores de realidade virtual mais recentes varia entre 500 e 800 gramas, sem a correia e a bateria. Por exemplo, o Meta Quest 3, que foi lan?ado em 2023, pesava aproximadamente 515 gramas. O Pico 4, que foi lan?ado no mesmo ano, pesava cerca de 586 gramas.

O foco das empresas que fabricam componentes de RV está a mudar para um produto leve, ergonómico e de alta precis?o/alta resolu??o. A tendência está a transformar os auscultadores volumosos em dispositivos elegantes e utilizáveis durante todo o dia.

Pe?as de plástico no centro do fabrico de RV leve

A evolu??o das pe?as de plástico no fabrico de RV tem sido uma estratégia importante utilizada pelos fabricantes para obterem leveza. Isto é particularmente importante porque o plástico representa cerca de 50-70% dos componentes de RV. O invólucro externo, as correias da cabe?a e a estrutura interna s?o feitos principalmente de plásticos duráveis. As estratégias de fabrico de componentes de RV em evolu??o incluem: 

• Utiliza??o de materiais avan?ados: Os fabricantes de RV est?o a substituir os plásticos tradicionais por alternativas de engenharia avan?ada, como a fibra de carbono, para reduzir o peso sem comprometer a integridade estrutural.
• Distribui??o do peso: Muitos dos modelos de 2025 incluíam a utiliza??o de um sistema de correias em forma de auréola para deslocar o centro de gravidade para mais perto da cabe?a do utilizador.
• Placas de circuitos impressos de interliga??o de alta densidade (HDI): A tecnologia HDI é utilizada para empacotar componentes mais próximos, utilizando microvias e larguras de tra?o mais finas.
• Técnicas de fabrico de precis?o: A utiliza??o da moldagem por inje??o VR de precis?o para as pe?as de plástico e outras tecnologias avan?adas, por exemplo, a moldagem a alta temperatura do vidro para as lentes, permite aos fabricantes satisfazer exigências de elevada precis?o.

A necessidade de resolver o desconforto físico do utilizador (tens?es no pesco?o e dores de cabe?a) e o impulso para a cria??o de auscultadores de RV verdadeiramente sem fios s?o alguns dos motores das inova??es em curso na indústria.

Componentes estruturais e funcionais dos auscultadores RV

Um auscultador de realidade virtual é um dispositivo complexo. A sec??o frontal, também designada por visor, é a área mais crítica. Nela se encontram as lentes, os sensores e o “cérebro” do dispositivo. O invólucro exterior de plástico rígido protege os componentes electrónicos internos, ao mesmo tempo que proporciona estabilidade e conforto ao utilizador.

Os auscultadores RV podem ser divididos em três partes, nomeadamente as partes estruturais externas, os componentes funcionais e as partes ópticas.

Op??es de materiais para componentes de fabrico de RV

Os materiais utilizados no fabrico de RV centram-se no equilíbrio do peso para conforto e desempenho do utilizador. Outros factores que os fabricantes de RV consideram durante a sele??o do material s?o a durabilidade e a gest?o térmica. Por exemplo, o invólucro ou revestimento exterior é fabricado com uma precis?o apertada utilizando plástico de alto desempenho para equilibrar leveza e durabilidade. A precis?o apertada ajuda a manter a ótica alinhada.

• Caixa VR: Plásticos como os policarbonatos (PC) e o acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), ou a mistura PC+ABS, s?o utilizados para o invólucro porque equilibram rigidez e leveza. Para reduzir ainda mais o peso, os fabricantes de moldes de inje??o de RV utilizam frequentemente paredes finas e desenhos com nervuras e treli?as.
• Componente ótico: Para as lentes, s?o utilizados materiais transparentes especiais com excelente resistência aos riscos. Um bom exemplo de material utilizado para fabricar uma lente de RV é o copolímero de olefina cíclico (COC) com transmit?ncia de luz ≥ 92%.
• Conforto de utiliza??o: O elastómero termoplástico (TPE), um material flexível e macio, é utilizado para componentes antiderrapantes, aumentando assim o conforto de utiliza??o, especialmente para utilizadores de longas sess?es.

Tecnologias-chave na conce??o de moldes de inje??o VR

O processo de conce??o de um molde para a produ??o de auscultadores RV envolve tecnologias especializadas e de alta precis?o. O objetivo das tecnologias-chave é fornecer componentes leves com geometrias complexas e acabamentos de superfície superiores.

O processo de cria??o de moldes para a moldagem por inje??o VR come?a frequentemente com a utiliza??o de software CAD, CAM ou CAE avan?ado, como o SolidWorks ou o ProE, em combina??o com a análise Moldflow para garantir a conce??o para fabrico (DFM). O software avan?ado é crucial para otimizar a espessura da parede e o arrefecimento. Três aspectos-chave do design do molde de inje??o VR incluem:

1. Controlo de precis?o: A maquinagem CNC de alta velocidade e alta precis?o é utilizada para garantir a extrema precis?o dimensional dos moldes. Um dos principais desafios da moldagem por inje??o com caixas VR é conseguir uma superfície de alto brilho sem defeitos. Isto pode ser ultrapassado através da otimiza??o dos par?metros de moldagem por inje??o, como a velocidade, a press?o e a temperatura. Os defeitos comuns, como a deforma??o e a contra??o em formas complexas, podem ser reduzidos através da otimiza??o do sistema de arrefecimento.
2. Otimiza??o estrutural: Os invólucros curvos e as fivelas complexas enfrentam frequentemente vários desafios com os moldes convencionais de duas partes. Os desafios comuns na moldagem de caixas curvas em VR incluem a forma??o de detalhes incompletos e dificuldades de desmoldagem. A estrutura multi-slide + insert foi concebida para resolver estes problemas. Pode ser utilizada para criar pe?as com cortes inferiores intrincados, multidireccionais e formas complexas.
3. Tratamento de superfície: As marcas de fluxo e as linhas de soldadura s?o defeitos cosméticos que podem resultar de um fluxo inconsistente do plástico fundido. A redu??o da rugosidade micro-superficial da superfície do molde ou o polimento espelhado reduz significativamente a resistência ao atrito entre o plástico fundido e a cavidade do molde. As marcas iniciais de maquinagem s?o removidas utilizando pedras de óleo com granulometrias de 180 a 600. O alisamento é feito com lixa húmida de gr?o 400 a 1600. O polimento final é efectuado com pasta de diamante (0,25?m ou 0,5?m).

Requisitos do cliente

Um cliente especializado no fabrico de dispositivos vestíveis de RV necessitava de uma tampa frontal personalizada para auscultadores de RV. O seu fornecedor anterior n?o conseguiu ultrapassar o desafio do empeno resultante das paredes extremamente finas da pe?a. Além disso, havia a quest?o da precis?o de montagem abaixo do padr?o.

O cliente estava ansioso por encontrar um fabricante de moldes de inje??o de RV que pudesse ultrapassar os desafios. O cliente ficou convencido da capacidade da 天美影院 para resolver os problemas depois de uma visita completa às instala??es da empresa e da análise de álbuns de projectos anteriores. Os requisitos pormenorizados do cliente incluíam

• Espessura da parede da pe?a 1,0 mm,
• Peso ≤25g,
• Sem marcas de fluxo na superfície,
• Toler?ncia de montagem ±0,03mm,
• Taxa de rendimento da produ??o em massa ≥98%

Desafios

Conseguir um peso ≤25g exigiu mais do que uma simples troca de materiais. Primeiro, os engenheiros da Mold tiveram de repensar o projeto, em colabora??o com o cliente. Foi necessário identificar áreas n?o críticas utilizando a Análise de Elementos Finitos (FEA). Foram adicionadas nervuras para garantir a rigidez, em vez de materiais sólidos.

Para reduzir ainda mais o peso dos auscultadores de realidade virtual, foi preferido um design de encaixe em vez de parafusos. No entanto, isso exigiu uma toler?ncia apertada para garantir que as pe?as se encaixam corretamente durante a montagem.

Solu??o

A 天美影院 adoptou a estrutura de moldagem por inje??o assistida por gás (GAIM) para a conce??o do molde de inje??o VR. Este método oferecia vantagens significativas em rela??o à moldagem tradicional, utilizando gás nitrogénio pressurizado para criar sec??es ocas. O GAIM reduziu a utiliza??o de resina em mais de 20%. Também permitiu a otimiza??o da distribui??o do material e melhorou a qualidade geral da superfície.

A moldagem por inje??o assistida por gás cria sec??es ocas com arrefecimento diferencial. Ou seja, as sec??es ocas arrefecem mais rapidamente do que as sec??es sólidas. Por conseguinte, foi necessário introduzir canais de arrefecimento precisos. A otimiza??o dos canais de arrefecimento foi importante para evitar um arrefecimento desigual, que pode levar a deforma??es. Um canal de arrefecimento optimizado era também importante para maximizar a velocidade de produ??o.

O corte foi optimizado para áreas n?o visíveis. Esta decis?o de design foi tomada durante a fase CAD para garantir que as linhas de costura permanecessem ocultas. Manter as linhas de separa??o ocultas permitiu à 天美影院 manter a estética impecável do 100% na superfície da caixa do auricular VR.

Ajustamento do processo

O material selecionado para o fabrico de pe?as de plástico VR foi uma mistura de PC+ABS refor?ada com fibra de vidro. A combina??o deste material com a moldagem por inje??o assistida por nitrogénio evita a decomposi??o do material. Isto deve-se ao facto de o azoto atuar como um gás inerte que desloca o oxigénio dentro do cilindro e do molde.

A desloca??o do oxigénio impede a degrada??o do polímero a altas temperaturas. Esta técnica também evita a descolora??o e mantém a resistência mec?nica do plástico.

Sistema de controlo de qualidade

A 天美影院 utilizou a monitoriza??o em tempo real com sensores de press?o no molde. Os sensores mediam a press?o da cavidade (até 2.000 bar) e a temperatura. Forneceram dados instant?neos sobre o enchimento do molde, a embalagem e o congelamento da porta para dete??o imediata de defeitos. Isto ajudou a reduzir os refugos.

Os engenheiros da 天美影院 realizaram uma inspe??o minuciosa da pe?a acabada utilizando uma máquina de medi??o por coordenadas (CMM). O scanner mediu as geometrias exteriores para detetar empenos que a olho nu poderiam facilmente passar despercebidos. A medi??o foi comparada com a planta do produto para verificar a consistência.

Resultados finais e testemunho de cliente

A 天美影院 n?o se limitou a entregar um molde. A empresa forneceu um sistema de moldagem por inje??o de RV que ajudou o cliente a ultrapassar alguns dos desafios de fabrico anteriores com o seu anterior fornecedor. A solu??o fornecida pela 天美影院 ajudou o cliente a criar componentes de RV leves. Isto garantiu que o seu produto fosse mais leve do que muitos dos produtos de marcas concorrentes no mercado, oferecendo aos entusiastas da RV conforto para uma experiência de utiliza??o mais longa.