Prototypage de connecteurs de circuits électroniques avec impression 3D de haute précision

Les connecteurs sont des éléments importants qui relient les câbles et les substrats sur lesquels fonctionnent d'innombrables circuits électroniques.

Hirose Electric fabrique des connecteurs de circuits électroniques utilisés dans une large gamme d'applications, notamment les smartphones, les équipements embarqués et les équipements industriels. Les circuits électroniques sont de plus en plus rapides, à tension plus élevée, plus petits et plus complexes, et les normes de produits évoluent quotidiennement. Les fabricants de connecteurs ont besoin de moyens innovants pour développer de nouvelles pièces en réponse à l'évolution des normes et des performances de ces produits.

Depuis plusieurs années, Hirose Electric envisage d'introduire une imprimante 3D pour accélérer son cycle de développement de produits. Après une évaluation complète, nous avons introduit plusieurs imprimantes, dont la microArch S140 de BMF.

Département éditorial du Share Lab (Share Lab) :Pourquoi avez-vous décidé d’introduire une imprimante 3D ?

M. Koyama : J'appartiens au département IA d'Hirose Electric. Ici, IA signifie Advanced Idea, et non intelligence artificielle. Positionné comme un département de recherche sur les technologies de fabrication de pointe, nous recherchons diverses technologies pour le développement de produits.

Parmi eux, nous envisageons d’utiliser des imprimantes 3D. Nous nous demandions si cela pourrait être utilisé pour raccourcir le délai de développement du produit.

Partager le laboratoire : Vous avez parlé de raccourcir les délais; l’impression 3D est-elle principalement utilisée pour le « prototypage » ?

M. Koyama : Oui. Les concepteurs commencent le processus dans leur tête et avec des dessins, mais il y a de nombreux points où ils doivent pouvoir voir et toucher leurs créations pour voir si cela fonctionnerait vraiment sous cette forme.

Le connecteur doit être monté sur la carte. Si la pièce peut être tenue en main, nous devons nous demander si elle est réellement facile à installer. S'il s'agit d'un connecteur qui relie deux cartes entre elles, nous devons vérifier si elles peuvent réellement être accouplées.

Les exigences relatives aux connecteurs changent en fonction du secteur dans lequel ils sont utilisés, c'est pourquoi nos conceptions changent en conséquence. Pour différentes conceptions, nous devons réaliser différents prototypes et pièces prototypes. De nombreuses pièces ne peuvent être fabriquées sans fabriquer un moule, il a donc fallu environ un mois pour réaliser un prototype. Pour raccourcir la période de développement, nous avons commencé à réfléchir à la possibilité de former un prototype avec une imprimante 3D, de le monter sur la carte et de vérifier l'ajustement.

Partager le laboratoire : Quel type de modèle envisageiez-vous lorsque vous envisagez l’introduction d’une imprimante 3D ? Quel genre de fonctionnalités recherchiez-vous à cette époque ?

M. Koyama : Nous avons examiné différents fabricants d'imprimantes 3D. Les connecteurs sont des pièces très petites et précises, il était donc nécessaire que les petites pièces puissent être moulées avec précision et exactitude. Les imprimantes 3D FDM, qui utilisent des filaments comme matériaux, manquaient de la précision nécessaire, nous nous sommes donc concentrés sur la stéréolithographie. Les couleurs et les textures n’étaient pas importantes à reproduire. Il était important de pouvoir reproduire la forme exactement selon les données de conception.

Finalement, nous l’avons réduit à quelques modèles. Les connecteurs que nous traitons ne mesurent que quelques mm de large et 1 mm de haut, et les broches du connecteur ont des trous espacés de 0,4 mm. Si l’écart entre les trous n’est pas correct, les broches ne s’ajusteront pas correctement. Un test d'ajustement est effectué, la précision des pièces est donc requise. La microArch S140 était la seule imprimante 3D capable de répondre à nos exigences de précision et d’exactitude dans les moindres détails. Je pense que le facteur décisif dans son introduction est qu’il a rendu possible ce qui était impossible jusqu’à présent.

Partager le laboratoire :Alors, avez-vous réalisé un prototype avec une imprimante 3D BMF avant de l'acheter ?

M. Koyama : Oui. Nous avons reçu des prototypes de BMF ainsi que d'autres fabricants basés sur des pièces réelles et avons mené une étude comparative.

Partager le laboratoire :L'imprimante 3D BMF est-elle la seule que vous avez réellement installée ?