Impression 3D et assemblage de faisceaux de câbles

Les fabricants de harnais peuvent imprimer en 3D des connecteurs de haute qualité aux niveaux de production sur demande avec la machine H350. Photo gracieuseté de Stratasys Ltd.

Fabriqués en plastique, ces blocs blancs sont des supports qui maintiennent les connecteurs en position lors de l'assemblage du faisceau. Photo fournie par HP Inc.

Le fabricant de faisceaux de câbles Cesar-Scott Inc. imprime en 3D des supports de connecteurs, des interrupteurs, des gabarits, des fixations, des protections de sécurité et des pièces de rechange pour machines. Photo gracieuseté de Cesar-Scott Inc.

Sur cette photo, les connecteurs de faisceaux usinés CNC se trouvent au-dessus de leurs connecteurs homologues imprimés en 3D, qui sont utilisés pour les tests de conductivité. Photo gracieuseté d'Electrex Inc.

TE Connectivity a conçu et imprimé en 3D ce support de montage pour ses connecteurs D369 à la demande d'un fabricant aérospatial. Photo gracieuseté de Stratasys Ltd.

Pendant des années, les fabricants de harnais n'ont utilisé l'impression 3D que pour les gabarits et outils de base, les applications de prototypage ou les connecteurs nécessaires pour effectuer des tests de continuité des harnais finis. Aujourd’hui, cependant, les fournisseurs d’imprimantes 3D ont introduit des machines qui permettent aux entreprises d’imprimer de manière économique une large gamme de connecteurs et de fixations.

« Pouvoir personnaliser les composants du harnais que nous imprimons en 3D est un grand avantage, mais il y en a d'autres aussi, comme la correction des défauts et la finition des projets plus rapidement », reconnaît Tim Buhler, directeur des services d'ingénierie chez Electrex Inc., qui a fabriqué des fils harnais pour véhicules tout-terrain et camions spécialisés sur route depuis la fin des années 1970. « La nécessité d'améliorer la qualité de nos faisceaux est la principale raison pour laquelle nous avons commencé à imprimer des pièces en 3D, notamment des dispositifs de test, des pinces pour fixer les fils aux cartes et des supports qui aident les assembleurs à localiser, orienter et identifier les connecteurs sur le faisceau. »

L'impression 3D a également permis à Electrex d'aider ses clients. L'année dernière, par exemple, l'entreprise a imprimé un connecteur unique qui effectue des tests de fonctionnement et de continuité des faisceaux pour un client prioritaire qui fabrique des tracteurs. Cela a augmenté la qualité des harnais.

Jusqu’à récemment, seuls les fabricants de secteurs établis comme l’automobile et l’aérospatiale utilisaient l’impression 3D à leur avantage. Aujourd'hui, les fabricants de harnais font de même, et le moment ne pourrait pas être mieux choisi, à la lumière des problèmes de chaîne d'approvisionnement affectant la fabrication.

Les avantages traditionnels de l’impression 3D, tels que les économies de temps et d’argent et la possibilité de bénéficier d’une plus grande liberté de conception et d’une plus grande flexibilité des matériaux, séduisent les assembleurs autant que les autres fabricants. Mais la fabrication additive permet également aux assembleurs de harnais d’être moins dépendants quotidiennement des fournisseurs de composants tiers.

Selon Allen Kreemer, ingénieur d'applications commerciales chez Stratasys Ltd., l'époque où l'on utilisait l'impression 3D uniquement pour fabriquer des prototypes de connecteurs est révolue. Il affirme que les fabricants de harnais peuvent désormais produire des connecteurs de haute qualité à des niveaux de production sur demande, grâce à la machine Stratasys H350, introduite en juillet 2021.

« La technologie avancée utilisée par le H350 est en développement depuis près de 15 ans, à commencer par des travaux de recherche effectués à l'Université de Loughborough au début du siècle », explique Kreemer. « Mais ce n'est qu'au cours des dernières années qu'il est devenu prêt à être utilisé dans le domaine des faisceaux de câbles et sur d'autres marchés. Il s’agit notamment des secteurs de l’automobile, des appareils électroménagers, de l’électronique, de l’équipement lourd et des véhicules récréatifs.

La clé du H350 réside dans sa technologie de fusion par absorption sélective (SAF), note Alec Logeman, ingénieur d'applications commerciales chez Stratasys. SAF utilise un rouleau contrarotatif pour appliquer des couches de poudre sur un lit d'impression avant d'appliquer un fluide absorbant pour imager les couches de la pièce. Les couches sont ensuite fondues et fusionnées en faisant passer une lampe infrarouge sur toute la longueur du lit d'impression.

Le fluide est appliqué par des têtes d'impression piézoélectriques de qualité industrielle sur des zones prescrites pour créer la section transversale de chaque pièce. Le processus est toujours effectué dans la même direction sur le lit d'impression pour offrir une expérience thermique uniforme et une cohérence des pièces, quel que soit leur emplacement dans la construction.