自動車用照明アセンブリ

テクノロジー、規制、安全基準、消費者の嗜好の進歩により、いくつかのトレンドが自動車用照明の将来の形を形成しています。顕著な傾向には次のようなものがあります: 

• LED の採用: エネルギー効率、寿命、設計の柔軟性を向上させるため、従来のハロゲンや HID ライトを LED ソリューションに置き換えるメーカーが増えています。

• マトリックス/アダプティブ照明: マトリックス LED ヘッドライトとアダプティブ照明システムは、光ビームの方向、範囲、強度を動的に調整し、他の道路利用者に与える眩しさを最小限に抑えつつ、視認性と安全性を向上させます。  

• OLED 統合: 薄くて柔軟性のある有機発光ダイオード（OLED）テクノロジーは、室内アンビエント照明、テールランプ、ディスプレイシステムの革新的な設計の可能性を提供します。

• スマート照明機能: 自動車用照明は、アダプティブハイビーム、グレアフリー・マトリックス・ヘッドライト、ダイナミックターン信号、ウェルカム照明シーケンスなどのインテリジェント機能を搭載し、照明を超えて進化しています。これらのスマート照明機能は、新たな自動運転技術と連携しながら、運転の快適さ、安全性、美しさを向上させます。 

• パーソナライゼーションとカスタマイゼーション: パーソナライズされた照明オプションに対する消費者による要求に、自動車メーカーは、個人の好みに合わせてカスタマイズできる LED アンビエント照明、色の変化によるアクセント、特徴的な照明デザインによって対応しています。

Emerson には、次のような、自動車用照明に適したさまざまな Branson 接合技術があります。  

• レーザー溶着: レーザー溶着では、レーザーバンドルと部品固有のウェブガイドを用いて、溶着接合部分全体の輪郭を同時に加熱します。次に、嵌合部品を共に圧縮して溶着を完了します。カスタムウェブガイドを使用すると、非常に複雑な 3D 形状の部品でも、迅速な大量生産が可能になります。 

• クリーン振動溶着: クリーン振動技術（CVT）は、優しい 2 段階接合プロセスです。積極的な摩擦運動により対向する部品の表面に熱を加える通常の振動溶着とは異なり、CVT は対向部品の予熱に赤外線エミッタを使用します。その後、加熱した部品を軽い振動の下で圧縮するだけでこのプロセスが完了します。CVT は、レーザー溶着と同様に、さまざまなプラスチックを接合し、部品にかかるストレスや振動を最小限に抑えながら強力な接合を完了します。 

• PulseStaking: PulseStaking 技術は、さまざまなコンポーネントを成形プラスチック構造に接合ができるため、小型または壊れやすい部品を自動車用照明アセンブリに接続するための理想的なソリューションとなります。PulseStaking は、近くの部品構造を損傷したり溶解する可能性のある従来のホットツールプロセスとは異なり、加熱後瞬時に冷却する特殊なチップに依存します。このプロセスでは、このような正確な熱制御により、熱関連の損傷を与えることなく密集した部品を固定することができます。 

• 赤外線: 輪郭赤外線技術（CIT）は、機械的負荷の高い要件で、クリーンで粒子のない接合部分を形成することができる優れたソリューションです。CIT プロセスでは、2 つの部品の一部を赤外線放射プラテン近くの所定位置に保持すると、内部部品を損傷することなく溶接部のみを予熱することができます。プラスチック加工後、プラテンを取り外し、2 つの部品の一部に再度圧力をかけて固化し、強力でクリーンな粒子のない溶着を行います。 

• 超音波溶着: 超音波溶着は、高周波超音波振動を利用して接合界面で摩擦熱を発生させ、材料を溶解することによってプラスチック部品を溶着します。 高速かつ効率的な超音波溶着により、接着剤や留め具を用いることなく強力な気密性シールを生成します。超音波溶着は一般的に、レンズカバー、ハウジング、ブラケットの溶着に使用されます。 

• 熱板溶着: 部品の嵌合面を熱板または加熱したプラテンを使用して軟化するまで加熱し、共に押し付けると、冷却の段階で強い接合が実現します。熱板溶着は、大型または不規則な形状のプラスチックコンポーネントを一貫した高強度溶着で接合する場合に適しています。

レーザープラスチック溶着は、自動車の外部および内部照明など、高価値で美観性の高い用途に最適です。レーザー溶着によってバリや粒子を発生させることなく強力な気密シールを形成することで、レンズの透明性と一貫した照明分布を確保し、安全性と利便性をもたらします。また、レーザー溶着された接合部は、独特の製品スタイルの実現に不可欠な滑らかでほぼシームレスな輪郭を実現します。

Emerson は、2 種類の Branson レーザー溶着プロセス（同時透過赤外線®（STTIr®）および準同時レーザー溶着）を提供しています。

• 同時透過赤外線®（STTIr®）レーザー溶着では、レーザーバンドルと部品固有のウェーブガイドを使用して、溶着接合部全体の輪郭を同時に加熱します。次に、嵌合部品を共に圧縮して溶着を完了します。カスタムウェーブガイドを使用すると、部品が非常に複雑な 3D 形状の場合でも、迅速な大量生産が可能になります。

• 「準同時」レーザー溶着は、プログラム可能なレーザー/ミラーアセンブリを使用して表面をトレース加熱するため、より多様な部品の組合せに容易に適応します。このプロセスでは、単一の柔軟な溶着プラットフォームを使用できるため、部品固有の専用ウェーブガイドを使用しなくても、さまざまな 2D 部品、シンプルな 3D 部品、小型アセンブリを接合することができます。

レーザープラスチック溶着と熱板溶着は両方とも照明アセンブリの接合に広く使用されています。熱板溶着は、振動やクリーン振動テクノロジーを適用できない場合に、リアランプアセンブリなどの 3D 部品に使用できます。しかし、次のようないくつかの要因により、熱版溶着はレーザー溶着に取って代わられています。

• レーザー溶着は、熱板溶着と比較すると、熱エネルギーの適用と電気エネルギーの使用の両方で、より高い精度を発揮します。レーザー溶着では、溶着接合部への熱の適用がより正確に局所的に行われるため、プラスチックの熔解と溶着深さ（通常は 10 分の 1 ミリメートル単位で測定）の一貫性が確保されます。これに比べ、熱板溶着では部品の接合面のより深いところ（通常は約 1.5 mm）まで加熱されます。溶解深さの違いは、レーザー溶着が、溶着接合部の断面深さが浅い部品や、溶着接合部の近くにある内部コンポーネントに損傷のリスクを与えることなく対応できることを意味します。レーザー溶着を使用すると、溶着ラインのさまざまな領域の熱強度を調整し、接合部の特定の領域で必要に応じて増加または減少させることもできます。これは、熱板溶着の一般的な加熱ツールでは非常に困難です。

• また、レーザー溶着は溶着時にのみエネルギーを消費するため、熱板溶着よりもエネルギー消費量が少なくなります。これに対し、熱板ツールは継続的に加熱する必要があるため、ツールを使用していないときにもエネルギーが消費されます。 

• 最後に、レーザー溶着は部品の断面深さの熔解量が少ないため、熱板溶着の約半分の時間で完了します。同様の理由から、レーザーアセンブリ向けに設計された部品の場合、使用するプラスチック材料が少なくて済むため、メーカーは材料費を節約することができます。

プラスチックアセンブリは、より重量のある金属部品と交換できるため、軽量戦略において大きな役割を果たします。自動車製造における軽量化とプラスチックアセンブリの関係を次に示します: 

• 材料の代替: プラスチックは鋼鉄やアルミニウムなどの従来の材料と比較して高い比強度をもたらすため、自動車メーカーは、軽量構造コンポーネント、本体パネル、内装トリム、および機能部品を製造しながら車両重量を大幅に削減できます。 

• ハイブリッド材料構造: プラスチックをカーボンファイバー、複合材、アルミニウムなどの他の軽量材料と統合することで、優れた強度、剛性、耐久性に優れたハイブリッド構造を作り出すことができます。  

• 薄肉射出成形: 薄肉射出成形により、室内パネル、ダッシュボードトリム、底部シールドなど、コンポーネントの機械的特性と寸法精度を維持しながら、肉厚の少ない軽量プラスチック部品を製造することができます。 

• 構造用プラスチック: 高強度、剛性、耐衝撃性に優れたアドバンスト・エンジニアリング・プラスチックを、自動車用途の軽量構造部品の製造に活用できます。溶着接合構造プラスチック部品やアセンブリなどのプラスチック接合技術により、動的荷重条件下における構造の完全性と耐久性を保証します。 

• 統合アセンブリ: プラスチックアセンブリを使用すると、複数のコンポーネントを 1 つのアセンブリに統合できるため、車両内の部品と留め具の総数を減らすことができます。アセンブリの統合により、アセンブリプロセスを合理化し、組み立て時間を最小限に抑え、冗長なコンポーネントの排除により使用材料を減らすことで重量を削減することができます。 

全体として、自動車製造における軽量化戦略では、プラスチックアセンブリ技術を活用することにより、厳しい安全性と規制要件を満たしつつ、大幅な重量削減、燃料効率の向上、排出ガスの削減、車両全体の性能の向上を実現します。