HGM Automotive Electronics — это специализированный производитель, который проектирует и поставляет передовые электронные системы для вторичного автомобильного рынка.
Гай Кардвелл, директор по исследованиям и разработкам в HGM Automotive Electronics, отметил, что одна из проблем, с которой они сталкиваются в HGM Automotive, заключается в том, что найти детали для обслуживания или восстановления двигателей довольно сложно, поскольку многие автомобили, с которыми они работают, являются винтажными. Найти соединители и другие электронные компоненты становится все сложнее, особенно по мере того, как их оригинальное производство прекращается.
Они обратились к 3D-печати для прототипирования и мелкосерийного производства, потому что это лучший вариант для изготовления деталей по требованию, внутри компании. Однако это регулируемая отрасль, которая должна соответствовать определенным требованиям, таким как степень защиты (IP) от проникновения и химическая стойкость, поэтому выбор материала очень важен. Наиболее распространенным материалом для автомобильных гермовводов обычно является мягкий силикон, но вариантов его производства очень мало. В то время как литье под давлением нерентабельно для мелкосерийного производства, традиционное силиконовое литье — это трудоемкий метод.
С появлением Silicone 40A Resin, первого доступного материала для 3D-печати из 100% силикона для мягких, гибких и прочных деталей, Кардвелл говорит, что они нашли «именно то, что нужно». Проведя тщательные химические и механические испытания, они продемонстрировали, что новый материал обладает отличными механическими свойствами и химической стойкостью для автомобильных деталей конечного использования. Компания участвовала в бета-тестировании новых материалов и использовала их для прототипирования, но их главная цель сейчас — начать производство деталей конечного использования мелкими сериями.
«Смола Silicone 40A Resin просто идеальна. Она очень напоминает исходный материал, который поставлялся бы от поставщика».Гай Кардвелл, директор по исследованиям и разработкам, HGM Automotive Electronics
Успех произведенных электрических соединителей побудил HGM Automotive экспериментировать с пользовательскими гермовводами. Это компоненты, которые сложно найти на открытом рынке, а если и найдете, то обычно очень низкого качества. Проблема разработки пользовательских гермовводов для соединителей возникла из-за отсутствия подходящего гибкого эластомерного материала. Они могли бы сделать пресс-форму для литья и использовать очень мягкий уретан для производства деталей. Недостаток в том, что эта пресс-форма будет стоить от 6000 до 10 000 долларов только для начала. Затраты были бы оправданы, если бы им нужно было 10 000 таких деталей, но реальность такова, что объем составляет от 100 до 1000 штук в год. Кроме того,一 когда пресс-форма изготовлена, изменить дизайн практически невозможно. Особенно для гермовводов, которые, как правило, геометрически сложны, это представляет собой реальное препятствие. «Все сводится к вопросу стоимости и гибкости», — говорит Кардвелл.
Для объема производства в 100 единиц гермовводов HGM Automotive сократила свои затраты на 98%, а время выполнения заказа — на 90%.
Изначально они печатали гермовводы из мягкой и гибкой смолы Formlabs Elastic 50A Resin, но даже этот материал был недостаточно гибким. Он добавляет, что поскольку соединители собираются вручную, монтажникам, вероятно, требуется в два-три раза больше времени на сборку соединителя с использованием более твердого материала, такого как уретан, по сравнению с силиконовым уплотнением, «просто потому, что они борются с материалом».
Другим вариантом было использование обычного силикона для литья, что они делали в прошлом для других деталей. Однако этот конкретный соединитель спроектирован так, что через уплотнение проходят девять проводов, поэтому дизайн очень сложный. В нем есть отверстия и геометрия, которые затруднят извлечение из формы, и в целом — уровень детализации, требующий точности 3D-печати.
«Вы можете сделать это методом литья, но вам нужно быть очень, очень осторожным [со сложной геометрией], и это занимает много времени. Поэтому возможность просто напечатать это партией на 3D-принтере — это роскошь по сравнению со всеми другими процессами».Гай Кардвелл, директор по исследованиям и разработкам, HGM Automotive Electronics
«Это своего рода идеальный материал, потому что он очень напоминает производственный материал».Гай Кардвелл, директор по исследованиям и разработкам, HGM Automotive Electronics
Смола Silicone 40A Resin позволяет HGM сохранять процессы производства мелких серий внутри компании, и тот факт, что ее можно использовать по-разному, очень привлекателен. Команда уже предвидит другие области применения, помимо гермовводов. Главное преимущество нового материала заключается в его близком сходстве с производственным материалом, предлагая идеальные свойства для применения в HGM Automotive Electronics, особенно с точки зрения эластичности, прочности на разрыв и гибкости.
«Смола Silicone 40A Resin дает мне гибкость в создании дизайнов, которые ранее можно было сделать только с помощью очень дорогого и трудоемкого процесса литья, позволяя нам исследовать новые рынки и производить продукты, которые раньше были бы непомерно дорогими или сложными. Другие решения для 3D-печати могут печатать некоторые виды эластомеров, но только SLA-принтер Formlabs с использованием смолы Silicone 40A Resin смог создать мягкие гермовводы, соответствующие качеству и долговечности литой детали из силикона или TPU».Гай Кардвелл, директор по исследованиям и разработкам, HGM Automotive Electronics
От испытаний к триумфу: смола Silicone 40A Resin соответствует отраслевым требованиям по термо- и химстойкости
«Смола Silicone 40A Resin обладает всеми необходимыми свойствами с точки зрения гибкости и обрабатываемости, которые нам нужны для этого применения. На данный момент, в ходе наших испытаний, химическая стойкость соответствовала тому, что мы ожидали бы от литого или литого под давлением силикона, используемого в этом применении».Гай Кардвелл, директор по исследованиям и разработкам, HGM Automotive Electronics
В автомобильных применениях обычно приходится иметь дело с ситуациями, требующими водонепроницаемых уплотнений, выдерживающих давление, соответствующее глубине от одного до двух-трех метров, в зависимости от применения. Кроме того, существуют требования к химической стойкости ко всем стандартным автомобильным жидкостям, основными из которых являются вода, масло и трансмиссионная жидкость. Чтобы испытать детали, Кардвелл напечатал несколько образцов и провел их функциональные испытания в моторном отсеке своего автомобиля. Напечатанные силиконовые образцы были оставлены в моторном отсеке в нормальных рабочих условиях для испытания на термо- и химстойкость более шести недель.
«Мы оставляли их в разных жидкостях в моторном отсеке, подвергая термическому циклированию. Мы тестировали с водой, статически тестировали с трансмиссионной жидкостью и с антифризом», — говорит Кардвелл. Он добавляет, что «главное, от проникновения чего эти уплотнения фактически защищают, — это обычно вода». После шести недель термического циклирования и воздействия различных жидкостей Кардвелл отметил водонепроницаемость и термостойкость смолы Silicone 40A Resin. Автомобильная электроника работает в диапазоне от -40°C до 105°C. С температурой стеклования (Tg) при -107°C и термостойкостью в диапазоне от -25°C до 125°C, смола Silicone 40A Resin идеально соответствовала их потребностям в термостойкости. «Я проводил испытания, которые мы провели на материале, в предположении, что он будет вести себя аналогично comparable литому под давлением силикону своего типа», — так и произошло. Свойства материала Silicone 40A Resin идеально совпали с его ожиданиями от материала для конечного использования, что сделало его идеальным дополнением к их арсеналу.
Пройдя обширные полевые испытания, команда HGM очень довольна новой 100% силиконовой смолой и тем, как она соответствует их требованиям. Они намерены использовать ее для производства деталей конечного использования — гермовводов — и оценивают объем в 500–1000 единиц в год. Кардвелл изучает возможности для дальнейшего расширения использования смолы и добавляет, что «есть как минимум четыре продукта, которые сразу же привлекательны, только в области соединителей».
Раскрытие будущих инноваций в HGM Electronics
Смола Silicone 40A Resin дала HGM Automotive гибкость в разработке дизайнов, которые можно было реализовать только с помощью дорогих и трудоемких процессов, позволив им исследовать новые рынки.
«Я помню, как просто раздавал [некоторые образцы деталей] различным сотрудникам компании, и у всех просто отвисала челюсть: "Вау, как ты это сделал?". Так что для нас это захватывающий материал. И вы не знаете, каковы будут будущие применения, пока не начнете его использовать, вот тогда вы действительно начинаете понимать. Я не ожидаю, что мы остановимся на соединителях. Мы собираемся сделать кучу других вещей с этим. В этом у меня просто нет сомнений».Гай Кардвелл, директор по исследованиям и разработкам, HGM Automotive Electronics
В перспективе Кардвелл с нетерпением ждет возможности сообщить своим клиентам, что он может просто изготовить пользовательскую деталь из мягкой резины. Он думает о разработке различных видов пользовательских уплотнений, прокладок и новых силиконовых изоляторных чехлов для высокого напряжения, как показано ниже.
«Могу ли я сказать вам, что я буду делать с 3D-печатным силиконом завтра? Нет, но мне не терпится это узнать».Гай Кардвелл, директор по исследованиям и разработкам, HGM Automotive Electronics
О нашей компании
TITAN 3D - поставщик и системный интегратор оборудования для 3D-печати, 3D-сканирования и автоматизированного контроля в промышленности, машиностроении, медицине.
Готовы ответить на все Ваши вопросы, проконсультировать по оборудованию, и подобрать лучшее оборудование для решения Ваших задач.
Каталог 3D-принтеров мировых производителей - проработку технологии, подбор оборудования, внедрение, пусконаладку и обучение берем на себя!
+7 (952) 243-77-75 I 01@titan-3d.ru I www.titan-3d.ru