3D プリントとワイヤーハーネスの組み立て

ハーネス メーカーは、H350 マシンを使用して、オンデマンドで生産レベルで高品質のコネクタを 3D プリントできます。 写真提供：ストラタシス株式会社

プラスチック製のこれらの白いブロックは、ハーネスの組み立て中にコネクタを所定の位置に保持するホルダーです。 写真提供：株式会社HP

ワイヤー ハーネス メーカー Cesar-Scott Inc. は、コネクタ ホルダー、スイッチ、治具、固定具、機械の安全ガードとスペアパーツを 3D プリントします。 写真提供：Cesar-Scott Inc.

この写真では、CNC 加工されたハーネス コネクタが、導電性テストに使用される 3D プリントされた嵌合コネクタの上に置かれています。 写真提供：エレクトレックス株式会社

TE Con​​nectivity は、航空宇宙メーカーの要請に応じて、D369 コネクタ用のこの取り付けホルダーを設計し、3D プリントしました。 写真提供：ストラタシス株式会社

長年にわたり、ハーネス メーカーは、基本的な治具や工具、プロトタイピング アプリケーション、または完成したハーネスの導通テストを実行するために必要なコネクタにのみ 3D プリントを使用してきました。 しかし現在、3D プリンターのサプライヤーは、企業がさまざまなコネクタや固定具を経済的に印刷できるようにする機械を導入しています。

「3D プリントしたハーネス コンポーネントをカスタマイズできることは大きな利点ですが、欠陥を修正したり、プロジェクトをより迅速に完了できるなど、他の利点もあります」とワイヤーを製造した Electrex Inc. のエンジニアリング サービス ディレクター、ティム ビューラー氏は認めます。 1970 年代後半以来、オフロード車両およびオンロード特殊トラック用のハーネスを製造しています。 「ハーネスの品質を向上させる必要性が、テスト治具、ワイヤを基板に固定するためのクランプ、組立業者がハーネス上のコネクタの位置、方向、識別を支援するホルダーなどの部品の 3D プリントを開始した主な理由でした。」

3D プリンティングにより、Electrex は顧客を支援できるようになりました。 たとえば同社は昨年、トラクターを製造する優先顧客向けにハーネスの機能および導通テストを実行する独自のコネクタを印刷しました。 これによりハーネスの品質が向上しました。

最近まで、自動車や航空宇宙などの確立された業界のメーカーのみが 3D プリンティングを活用していました。 現在、ハーネスメーカーも同様の取り組みを行っており、製造に影響を与えるサプライチェーンの問題を考慮すると、これ以上のタイミングはありません。

お金と時間を節約し、設計の自由度や材料の柔軟性を享受できるなど、3D プリントの従来のメリットは、他のメーカーと同様に組立業者にとっても魅力的です。 しかし、積層造形により、ハーネス組立業者は日常的にサードパーティ部品サプライヤーへの依存度を下げることも可能になります。

Stratasys Ltd. の商用アプリケーション エンジニアである Allen Kreemer 氏の言葉を聞くと、プロトタイプ コネクタを作成するためだけに 3D プリントを使用する時代は終わったということです。 同氏は、2021年7月に導入されたStratasys H350マシンのおかげで、ハーネスメーカーはオンデマンドで生産レベルで高品質のコネクタを生産できるようになったと述べた。

「H350 で使用される高度なテクノロジーは、今世紀初めにラフバラー大学で行われた研究作業から始まり、15 年近く研究が続けられてきました」とクリーマー氏は説明します。 「しかし、ワイヤーハーネスやその他の市場で使用できるようになったのは、ここ数年のことです。 これらには、自動車、白物家電、エレクトロニクス、重機、RV 産業が含まれます。」

H350 の鍵は選択的吸収融合 (SAF) テクノロジーであると Stratasys の商用アプリケーション エンジニアである Alec Logeman 氏は述べています。 SAF は、吸収液を塗布してパーツ層にイメージングする前に、逆回転ローラーを使用してプリント ベッド上に粉末層をコーティングします。 次に、プリントベッドの幅全体に赤外線ランプを通すことによって、層が溶けて融合されます。

工業用圧電プリントヘッドによって液体が所定の領域に塗布され、各部品の断面が作成されます。 このプロセスは、ビルド内の配置に関係なく、均一な熱体験とパーツの一貫性を提供するために、プリント ベッド全体で常に同じ方向に実行されます。