一、設計階段

需求分析

核心功能：

光學系統（鏡頭模組）、散熱孔、支架調節結構、按鍵（電源、焦距調節等）。

內部布局：主板、散熱模塊、電源接口、LED指示燈。

結構設計：

分體式設計：主機+鏡頭模組+底座支架（可拆卸或一體化）。

輕薄化設計：外殼厚度3-5mm，內部加強筋優化強度。

材料選擇：

外殼：ABS/PC合金（輕便、耐熱、易塑形）或鋁合金（散熱性好）。

鏡頭模組：亞克力鏡片（模擬透光性，無需真實光學元件）。

散熱孔：格柵式設計，兼顧散熱與防塵。

3D建模與仿真

CAD建模：

使用SolidWorks或UG設計主機外殼，模擬曲面、倒角、加強筋（防止變形）。

設計鏡頭模組安裝位（需高精度定位，公差±0.05mm）。

熱力學仿真：

模擬散熱孔布局，確保內部空氣流通（如風扇進風口與出風口路徑）。

優化主板與散熱片接觸面積，提升散熱效率。

二、CNC加工準備

材料與刀具選擇

外殼材料：

塑料：ABS/PC板（厚度3-5mm），適合復雜曲面加工。

金屬：鋁合金6061（散熱性好，用于底座或支架）。

刀具規劃：

粗加工：Φ8-Φ10mm平底刀或牛鼻刀（快速去料）。

精加工：Φ2-4mm球頭刀（加工弧面、倒角）。

特殊工藝：鉆頭（加工螺絲孔、散熱孔）、銑刀（雕刻LOGO或裝飾線）。

編程與夾具設計

CAM編程：

分區域加工：先加工主機外殼，再單獨加工鏡頭模組和底座。

設置分層切削（粗加工層厚1mm，精加工層厚0.2mm）。

夾具固定：

塑料/鋁合金：真空吸附平臺或軟爪夾具，避免變形。

鏡頭模組：精密虎鉗裝夾，確保光學定位精度。

三、CNC加工過程

主機外殼加工

粗加工：

塑料：低轉速（6,000rpm）、高進給率（800mm/min），切深1mm。

鋁合金：高轉速（12,000rpm）、切深0.5mm，保留0.3mm余量。

精加工：

塑料：球頭刀精修弧面，表面光潔度Ra3.2。

鋁合金：拋光處理（Ra0.8-Ra1.6），邊緣倒角（C1mm）。

鏡頭模組與散熱孔

鏡頭模組：

加工圓形安裝位（直徑Φ20-30mm），內壁光滑以模擬鏡片固定。

雕刻光學標識（如“Lens”或十字線），用于視覺對齊。

散熱孔：

加工格柵式通孔（孔徑Φ1-2mm，間距3-5mm），內壁拔模斜度≥3°。

內部結構

加工主板安裝位、散熱片卡槽、電源接口孔（如USB-C或HDMI）。

雕刻LED指示燈透光孔（如電源狀態燈、故障燈）。

四、后處理與組裝

表面處理

塑料外殼：

噴涂啞光漆（模擬投影儀質感），局部高光處理（如鏡頭邊框）。

鐳雕透光按鍵（如電源鍵、焦距調節鍵）。

金屬部件：

陽極氧化（黑色/銀色）或噴砂處理（防滑、防指紋）。

光學與散熱優化

在鏡頭模組內粘貼黑色遮光絨布，減少內部反射光干擾。

測試散熱孔風噪，調整格柵密度或加裝防塵網。

組裝與測試

裝配驗證：

檢查鏡頭模組與主機的配合度（螺絲或卡扣固定），確保光軸對齊。

安裝主板和散熱片，測試接線穩定性。

功能性驗證：

模擬散熱性能（風扇轉速測試），檢測內部溫度分布。

測試按鍵手感（按壓力度、行程一致性）和LED指示燈透光效果。

五、應用場景

產品設計驗證：

驗證外觀、結構可行性（如曲面外殼、鏡頭模組設計），優化散熱和光學性能。

用于展會展示或用戶調研，收集反饋改進量產方案。

小批量定制：

針對高端投影品牌或個性化需求（如定制LOGO、顏色），直接CNC加工成品。

教育與研發：

作為光學設計案例，教學投影儀結構、散熱設計和裝配工藝。

六、關鍵注意事項

精度控制：

鏡頭模組安裝位公差±0.05mm，確保光軸對齊。

散熱孔位置精度±0.1mm，避免風道短路。

材料特性：

塑料加工需預熱材料（防止應力變形），冷卻后二次精修。

鋁合金加工需控制切削溫度（避免材料硬化或變形）。

成本優化：

CNC加工適合100件以下小批量，量產建議轉為注塑+沖壓工藝。

簡化復雜曲面，減少刀具磨損和加工時間。

通過以上流程，CNC加工的投影儀手板模型可實現高精度、高質感的設計目標，同時滿足光學性能驗證、結構測試和市場展示需求。