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隨著智能駕駛技術的飛速迭代,汽車抬頭顯示(HUD)已從高端車型的“選配亮點”,逐漸成為定義車輛智能化水平的核心配置。它通過將導航、車速、預警等關鍵信息投射至前擋風玻璃,實現“人-車-路”信息的無縫融合,大幅提升駕駛安全性與便捷性。然而,汽車HUD光學元件的加工卻長期受制于兩大核心難題——大尺寸規格與復雜自由曲面結構,成為制約行業規模化發展的技術瓶頸。倚光科技憑借在超精密光學加工領域的深厚積淀,成功攻克這些行業痛點,不僅實現HUD核心光學元件的低成本打樣驗證,更前瞻性布局批量生產能力,為智能汽車產業提供全鏈條光學解決方案。
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汽車抬頭顯示(HUD)光路系統
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倚光科技可加工大尺寸汽車抬頭顯示(HUD)
汽車HUD加工的雙重挑戰:大尺寸與自由曲面的“硬核壁壘”
相較于傳統光學元件,汽車HUD的核心光學組件(如HUD透鏡、反射鏡)有著極為嚴苛的加工要求,其難度集中體現在兩個維度:
一是大尺寸帶來的精度控制難題。為實現更廣闊的視場角(FOV)與清晰的成像效果,主流車載HUD的光學元件尺寸通常達到300mm以上,部分高端車型甚至要求500mm級別的超大尺寸。大尺寸加工過程中,材料的熱脹冷縮、機床的微顫、刀具的磨損都會被顯著放大,極易導致元件邊緣與中心的面形精度偏差,若偏差超過一定范圍,就會出現成像模糊、重影等問題,直接影響駕駛體驗。
二是自由曲面的復雜結構加工壁壘。傳統平面或球面光學元件已無法滿足HUD的輕量化、小體積設計需求,自由曲面因能精準調控光線傳播路徑、優化像差校正,成為HUD光學設計的必然選擇。但自由曲面的三維輪廓無固定規律,每個區域的曲率、坡度都存在差異,需要加工設備具備極高的多軸協同控制能力,才能實現納米級的表面光潔度與亞微米級的面形精度,這對多數光學加工企業而言堪稱“不可能完成的任務”。
長期以來,國內汽車HUD核心光學元件的高難度加工多依賴進口,不僅加工成本高昂,打樣周期長達2-3個月,還存在供應鏈不穩定的風險,嚴重制約了本土車企的技術創新與產品迭代速度。
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倚光科技可加工大尺寸汽車抬頭顯示(HUD)
技術破局:倚光科技攻克大尺寸自由曲面加工難關
面對汽車HUD加工的行業痛點,倚光科技依托其全球頂尖的超精密加工資源與技術團隊,成功實現關鍵技術突破。核心競爭力源于兩大核心支撐:
一方面是頂尖設備集群的硬件保障。倚光科技在新加坡的納米加工中心配備了多臺國際領先的超精密加工設備,包括NanoTech 650 FG超精自由曲面加工機、東芝ULC-100F(S)單點金剛石車床等。其中,NanoTech 650 FG具備五軸聯動控制能力,線性分辨率可達0.01nm,角度分辨率低至0.0000001°,能夠精準貼合大尺寸自由曲面的復雜輪廓進行切削;東芝ULC-100F(S)則可實現0.0000001mm級的位移控制,確保大尺寸元件加工過程中面形精度的一致性。配合Zygo非接觸干涉儀等高精度檢測設備,倚光科技可將HUD自由曲面元件的面形精度控制在50μm以內,表面粗糙度低至3nm,完全滿足高端車載HUD的光學性能要求。
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倚光科技可加工大尺寸汽車抬頭顯示(HUD)
另一方面是專業團隊的工藝創新。倚光科技的核心技術團隊由新加坡南洋理工大學、法國斯特拉斯堡大學、中科院長春光機所等頂尖院校的光學工藝博士領銜,積累了豐富的大尺寸硬脆材料加工經驗。針對HUD元件常用的光學玻璃、PMMA等材料特性,團隊研發了“智能誤差補償算法+復合加工工藝”的組合方案:通過算法實時采集加工過程中的溫度、振動、刀具磨損等數據,動態調整加工參數,有效抵消大尺寸加工中的誤差累積;采用“單點金剛石車削+磁流變拋光”的復合工藝,在快速成型的同時,大幅提升表面光潔度,避免傳統加工中出現的崩邊、劃痕等缺陷。
打樣賦能:低成本快速驗證,加速HUD創新迭代
對于車企及HUD相關創業團隊而言,新品研發階段的打樣驗證是關鍵環節,而“高成本、長周期”是長期困擾他們的痛點。傳統加工企業針對大尺寸自由曲面HUD元件的打樣,不僅需要定制專用模具,開模成本高達幾十萬元,且最小起訂量通常不低于50件,打樣周期長達1-2個月,極大地增加了研發試錯成本與時間成本。
倚光科技憑借技術優勢,為客戶提供“低成本、快響應”的HUD元件打樣服務。依托超精密直接加工技術,無需開模即可實現大尺寸自由曲面HUD元件的成型,將打樣成本降低60%以上,最小起訂量可低至1件,完美匹配研發階段的小批量驗證需求。同時,團隊還能提供專業的DFM(可制造性設計)優化服務——基于海量項目經驗,提前甄別設計方案中可能存在的量產難題(如結構復雜導致的良率低、成本高),從設計源頭優化結構與材料選擇,進一步縮短試錯周期。目前,倚光科技的HUD元件打樣周期可控制在7-15天內,較行業平均水平大幅縮短,助力客戶快速推進新品研發進程。
量產布局:籌備投廠+大噸位注塑機,銜接全鏈條服務
在解決打樣難題的基礎上,倚光科技前瞻性布局汽車HUD元件的批量生產能力,旨在為客戶提供“打樣-中試-量產”的全鏈條光學加工服務。目前,公司已啟動量產工廠籌備工作,重點采購大噸位精密注塑機等核心設備——針對大尺寸HUD元件的批量生產需求,大噸位注塑機可實現更高的鎖模力與注射量,確保成型過程中材料的均勻填充,有效保障批量生產的一致性與穩定性。
此次量產線的布局,將實現打樣工藝與量產工藝的無縫銜接。依托打樣階段積累的加工參數與工藝經驗,量產階段可直接優化調整生產流程,大幅降低工藝調試周期與良率波動風險。預計投產后,倚光科技可實現單條生產線日均千件級的HUD核心光學元件產能,滿足主流車企的規模化供貨需求,徹底打破國內高端HUD光學元件依賴進口的局面。
結語:以精密光學助力智能駕駛升級
從攻克大尺寸自由曲面加工難關,到低成本快速打樣,再到前瞻性布局批量生產,倚光科技以全鏈條的技術能力,為汽車HUD產業的創新發展提供了關鍵支撐。在智能駕駛浪潮下,倚光科技將繼續深耕超精密光學加工領域,以更精準的加工工藝、更高效的服務模式,賦能車企與產業鏈合作伙伴,推動車載光學技術的迭代升級,為消費者帶來更安全、更智能的駕駛體驗。
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