Stampa 3D e assemblaggio di cablaggi

I produttori di cablaggi possono stampare in 3D connettori di alta qualità a livelli di produzione su richiesta con la macchina H350. Foto per gentile concessione di Stratasys Ltd.

Realizzati in plastica, questi blocchi bianchi sono supporti che mantengono i connettori in posizione durante l'assemblaggio del cablaggio. Foto per gentile concessione di HP Inc.

Il produttore di cablaggi elettrici Cesar-Scott Inc. stampa in 3D supporti per connettori, interruttori, maschere, dispositivi, protezioni di sicurezza e pezzi di ricambio per macchine. Foto per gentile concessione di Cesar-Scott Inc.

In questa foto, i connettori del cablaggio lavorati a CNC si trovano sopra i connettori di accoppiamento stampati in 3D, utilizzati per i test di conduttività. Foto per gentile concessione di Electrex Inc.

TE Connectivity ha progettato e stampato in 3D questo supporto di montaggio per i suoi connettori D369 su richiesta di un produttore aerospaziale. Foto per gentile concessione di Stratasys Ltd.

Per anni, i produttori di cablaggi hanno utilizzato la stampa 3D solo per maschere e strumenti di base, applicazioni di prototipazione o connettori necessari per eseguire test di continuità dei cablaggi finiti. Ora, però, i fornitori di stampanti 3D hanno introdotto macchine che consentono alle aziende di stampare in modo economico un’ampia gamma di connettori e dispositivi.

“Essere in grado di personalizzare i componenti del cablaggio che stampiamo in 3D è un grande vantaggio, ma ce ne sono anche altri, come la correzione dei difetti e la finitura dei progetti più rapidamente”, riconosce Tim Buhler, direttore dei servizi di ingegneria presso Electrex Inc., che ha realizzato fili cablaggi per veicoli fuoristrada e camion speciali su strada dalla fine degli anni '70. “La necessità di migliorare la qualità del nostro cablaggio è stata la ragione principale per cui abbiamo iniziato a stampare parti in 3D, inclusi dispositivi di prova, morsetti per fissare i cavi alle schede e supporti che aiutano gli assemblatori a individuare, orientare e identificare i connettori sul cablaggio”.

La stampa 3D ha inoltre consentito a Electrex di aiutare i propri clienti. L'anno scorso, ad esempio, l'azienda ha stampato un connettore unico che esegue test funzionali e di continuità dei cablaggi per un cliente prioritario che produce trattori. Ciò ha aumentato la qualità dei finimenti.

Fino a poco tempo fa, solo i produttori di settori affermati come quello automobilistico e aerospaziale utilizzavano la stampa 3D a proprio vantaggio. Ora, i produttori di finimenti stanno facendo lo stesso, e il tempismo non potrebbe essere migliore, alla luce dei problemi della catena di approvvigionamento che influiscono sulla produzione.

I vantaggi tradizionali della stampa 3D, come il risparmio di tempo e denaro e la possibilità di godere di una maggiore libertà di progettazione e flessibilità dei materiali, attraggono gli assemblatori tanto quanto gli altri produttori. Ma la produzione additiva consente anche agli assemblatori di cablaggi di essere meno dipendenti quotidianamente da fornitori di componenti di terze parti.

Per sentire Allen Kreemer, ingegnere delle applicazioni commerciali presso Stratasys Ltd., i tempi in cui si utilizzava la stampa 3D esclusivamente per realizzare connettori prototipi sono finiti. Afferma che i produttori di cablaggi ora possono produrre connettori di alta qualità a livelli di produzione su richiesta, grazie alla macchina Stratasys H350, introdotta nel luglio 2021.

“La tecnologia avanzata utilizzata dall’H350 è in lavorazione da quasi 15 anni, a partire dal lavoro di ricerca svolto all’Università di Loughborough all’inizio del secolo”, spiega Kreemer. “Ma è solo negli ultimi anni che è diventato pronto per l'uso nel settore dei cablaggi e in altri mercati. Questi includono l’industria automobilistica, degli elettrodomestici, dell’elettronica, delle attrezzature pesanti e dei veicoli ricreativi”.

La chiave dell’H350 è la sua tecnologia Selective Absorption Fusion (SAF), osserva Alec Logeman, ingegnere delle applicazioni commerciali presso Stratasys. SAF utilizza un rullo controrotante per rivestire gli strati di polvere su un piano di stampa prima di applicare il fluido assorbente per l'immagine degli strati delle parti. Gli strati vengono poi fusi e fusi facendo passare una lampada a infrarossi sull'intera estensione del piano di stampa.

Il fluido viene applicato da testine di stampa piezoelettriche di livello industriale alle aree prescritte per creare la sezione trasversale di ciascuna parte. Il processo viene sempre eseguito nella stessa direzione sul piano di stampa per fornire un'esperienza termica e una consistenza delle parti uniformi, indipendentemente dal loro posizionamento nella costruzione.