机器人雷达模块壳体：钣金结构如何影响传感器数据

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  壳体对 60 GHz 或 77 GHz 信号的实际影响
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  激光切割、折弯与机器人雷达模块壳体的公差链
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  铝、钢还是电镀塑料：壁材选择
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  雷达壳体不适合用钣金的情况
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  雷达壳体的表面处理与接地
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  壳体出货前要测什么
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  雷达壳体特征的工艺对比

毫米波雷达模块通过天线罩辐射，天线罩后方的一切都属于天线环境。壳体确定 PCB 用螺栓固定的基准面。该面若扭曲或翘曲，天线阵列随之倾斜，波束偏离轴线零点几度。在 8 m 距离上，0.5° 倾斜使目标质心偏移约 70 mm。这就是探测到与擦肩而过的差别。

金属还承载电流。每条接缝、每个螺柱和接地片都是壳体外表面电流的路径。钢壁上的长窄槽相当于缝隙天线：其泄漏能量的波长取决于槽长，而非壁厚。3 mm 宽、40 mm 长的通风槽，其谐振点正好落在 76–81 GHz 频段内。因此通风口几何是设计决策，不能留给加工厂随意处理。

散热是第三项任务。雷达芯片组功耗 2–6 W，大部分热量经 PCB 接地层传到壳体底部。1.5 mm 铝底板可横向扩散热量；0.8 mm 钢底板则不能。屏蔽 EMI 的同一壁面也充当散热器，所以材料和厚度选择也是散热选择。

这些在 2D 图纸上都看不出来。只有装配好的模块在暗室中测量时才显现，而那时模具已定。把壳体首先当作电气件、其次当作机械件来读，才能保证进度。

生产从平板下料开始。光纤激光切割边缘干净、热影响区小，这对薄 5052 或 6061 板很重要，因为粗糙边缘在成形时可能起裂。1.0–2.0 mm 铝板，典型切割边缘只需轻度滚光，无需二次去毛刺。2.0 mm 以上 304 不锈钢会有少量重铸层，需安排去毛刺工序。

折弯是大多数尺寸误差的来源。带主动角度补偿的 CNC 折弯机每道折弯可保持 ±0.5°，但误差沿链累积。四道折弯各 ±0.5°，在 200 mm 跨度上可使安装面位置偏差 0.6 mm。解决办法不是更紧的折弯机，而是减少安装基准与天线面之间的折弯次数，并在设计允许时增加机加工基准凸台。

孔位是下一环。激光切割孔通常落在 ±0.1 mm 内，对线缆过孔够用，但对决定 PCB 平面的四个 M2.5 螺钉不够。这些孔通常在成形后钻或铰，或用两个压入定位销代替四个螺钉定位 PCB。两种方法都不增加成本而减少堆叠误差。

焊接和铆接封闭盒体。TIG 焊提供连续焊缝和可靠接地路径，但会把热量带入零件。小光斑激光焊变形小，是薄铝的更好选择。接缝不承载电流时，自扣紧固件和铆钉更快更平整。这是电气选择，不是外观选择。

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  基准优先平面度影响波束指向时，成形后机加工天线安装面。
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  减少折弯基准与天线面之间的每道折弯都会给堆叠增加角度误差。
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  定位而非夹紧两个定位销比四个螺钉更能保证 PCB 重复定位。
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  接缝作导体接地关键处用连续焊缝；不关键处用铆钉。

5052 和 6061 铝是雷达壳体的默认选择。5052 折弯不开裂、易阳极氧化，对户外配送机器人耐蚀性好。6061 强度更高、切削性好，适合折弯壁与 CNC 机加工安装面结合的壳体。刚度关键的支架会用 6082 或 7075，但 7075 折弯性差，通常只用于机加工件。

冷轧钢和 304 不锈钢在刚度或屏蔽要求高于重量时使用。钢密度约为铝的三倍，同等刚度的钢壳更重。304 不锈钢耐蚀性更好、表面更硬，代价是切割功率更大、激光更慢。重量受限时，1.2 mm 铝加成形加强筋常优于 0.8 mm 钢。

电镀塑料是工程师问到的另一种方案。注塑成型的 ABS 加导电涂层在批量下便宜且轻，但涂层是薄层，方阻高于实体金属。它适用于功率低、余量充足的模块。当设计需要低阻抗接地平面或通过底座散热时，它就不适用。对于汽车级或安全相关的雷达，金属仍是更稳妥的选择。

铜和铍铜用于小型内部屏蔽件和弹簧指，不用于主壳体。它们用在需要特定接触电阻或弹力的位置。在一个组件中混用材料要注意电偶对：潮湿环境中铝与不锈钢接触需要隔离层或镀层界面。

钣金在薄壁、大平板和快速交付上有优势。当几何形状需要深腔、三轴内部加强筋或带机加工 O 形圈槽的密封腔体时，它就不适用。这些特征属于 CNC 加工或压铸。壳体若有 12 mm 深的 RF 板腔体和底面 0.05 mm 平面度要求，就是机加工活，即使其余部分看起来像折弯盒。

年产量约 10,000 件以上、壁厚可保持 2.5–3.0 mm 且拔模斜度可接受时，压铸才合理。低于该产量，模具成本占主导，钣金加机加工更便宜。真空复模和 3D 打印覆盖原型阶段，但若不额外加涂层，两者都达不到金属壁的屏蔽性能。

还有尺寸边界。折弯件在最长边约 1,000 mm 以内仍经济，再大平面度和搬运就困难。超过后由焊接件和机加工框架接手。GreatLight 机床最大加工尺寸 4,000 mm，设计需要时大型框架件可一次装夹加工。

实用规则：零件主要是表面，用钣金；零件主要是体积，用机加工。混合设计——折弯外壳配机加工嵌件——很常见，对于既需要轻质盖板又需要刚性天线板的机器人雷达模块壳体，往往是最佳方案。

阳极氧化是铝雷达壳体的常用表面处理。本色阳极氧化提供防腐和稳定的介电表面。硬质阳极氧化在滑动或操作表面增加耐磨性。问题在导电性：阳极氧化铝是绝缘体，因此凡是壳体作为接地路径的位置，都需要遮蔽区域或铬酸盐转化涂层。导电阳极氧化存在，当设计依赖涂层本身载流时值得指定。

粉末喷涂比阳极氧化更厚更耐用，但也是介电层。若盖板需通过喷涂法兰与底座接地，粉末涂层会引入随固化变化的电阻。更干净的做法是遮蔽配合法兰或在接合处使用导电衬垫。钢上的发黑和铝上的化学镀镍都提供导电表面，常用于内部屏蔽件。

激光打标用于零件号、日期码和方向标记。我们设备上最小字符高度 1.5 mm。深雕会去除材料并可能破坏涂层，因此在密封表面上谨慎使用。

表面处理和接地路径是一个决定。选定涂层后，确认从 PCB 到机架的每条电流路径仍有金属对金属接触。20 mm 法兰上 0.1 mm 漆层是电容，不是导体。

尺寸检验检查影响装配的特征：安装孔位、天线面平面度和整体包络。机加工面的平面度用高度规或三坐标测量机验证。折弯面在成形后验证，因为误差在折弯处引入。GreatLight 出货前 100% 检验，涵盖原材料检查、过程监控和终检，报告可按需提供。

电气检查通常由客户完成，但制造商可提供支持。从 PCB 接地焊盘到机架的导通性是装配后壳体上简单的万用表检查。屏蔽效能需要暗室，不是车间测试，不过快速检查接缝导通性能发现大多数装配错误。

热路径验证更难。通电模块上的热像仪可显示底座是在散热还是热点停留在芯片下方。若热点保持局部，问题通常是 PCB 与壳体之间的接触面积，而非壳体材料。

批量生产中最重要的公差是一致性，而非最紧的单个尺寸。每次都能保持 ±0.1 mm 的壳体胜过一次达到 ±0.02 mm 的壳体。我们批量生产的合格率为 99.99%，这反映的是过程控制而非仅靠检验。