エアバッグハウジング用3Dプリント複合材プロトタイプの実証試験

1世紀以上にわたり、Joyson Safety Systems（米国ミシガン州オーバーンヒルズ）は、自動車産業向けエアバッグ、シートベルト、ステアリングホイール、安全電子機器など、多様な市場向け安全コンポーネントの設計・製造・販売に携わってきました。

同社は最近、ドライバーエアバッグ（DAB）ハウジング容器などの製品改善に向け、既存材料とプロセスの可能性を探る実現可能性調査を実施。複合材積層造形を活用した概念実証に至りました。

完全なエアバッグシステムは、インフレーター、エアバッグクッション、カバー、ステアリングホイール取付点を持つハウジングで構成されます。エアバッグクッション自体はハウジングとカバーの空間内に配置されます。

DABハウジング部品の性能は極めて重要です。車両走行中にエアバッグシステム全体を保持するだけでなく、エアバッグ展開時にシステムにかかる力にも耐えなければなりません。試験では、材料に十分な強度、耐衝撃性、-35℃〜+85℃の温度範囲での耐熱安定性が求められました。

元の容器は従来の射出成形で製造され、40%ガラス繊維強化ポリアミド（PA）製でした。実現可能性調査では、Joyson Safety Systemsチームは数日以内に機能的プロトタイプ部品を迅速に製造し、元の材料と類似の機械的・熱的・性能特性を示す材料を見つけることを目指しました。

Joysonのイノベーションチームは市場分析を行い、適切な材料を探索。CRP Technology（イタリア・モデナ）の高性能複合材料「Windform TOP-LINE」シリーズと社内3Dプリントサービスにたどり着きました。

具体的には、CRPのWindform SPカーボンファイバー/PA材料を選定。これは以前使用していた材料よりも高い特性を示します。部品は選択的レーザー焼結（SLS）積層造形プロセスで製造されます。

チームはプロトタイプ部品を迅速に製造し、完全なエアバッグモジュール内で試験。再設計部品の高強度、耐衝撃性、温度範囲内での熱安定性を実証しました。従来の射出成形プロセスと比較し、SLSにより新部品をより速く製造でき、高価な金型が不要になりました。

「この機会により、CRP Technologyとの更なる協力に向けた多様な能力と検討事項が開かれました」と、Joyson Safety Systemsコアエンジニアリング材料チーム開発エンジニアのSamer Ziadeh氏は述べています。

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