案例：3D打印如何用于工裝夾具生產

2018-09-29

增材制造不僅可以生產最終用途的功能零件，作為傳統制造手段的必要補充，從難以加工的定制軟鉗口到用于焊接的定位夾具，工業3D打印機可以輕易完成這些高難度制造工裝夾具的制作，幫助完成與傳統制造相關的許多幕后工作。本期筆者列舉Markforged用戶如何使用高性能FDM打印機制造3D打印工具和夾具，以降低成本并優化日常生產操作中的工作效率。

1. 三坐標測量儀夾具

三坐標測量儀夾具能對檢測工件進行快速、方便、穩固的裝夾，有效地完成各種復雜型面工件的固定和夾緊，最大限度減少測量的誤差和保證測量的精確度。由于常用于大批量和高精度零件的測量，要求夾具必須具備精確地幾何精度、可重復性和強度，這無疑增加了成本和制造時間。3D打印當前的材料強度和精度完全可以滿足測量儀夾具的制造要求，在滿足更低成本和更短交付周期的同時，幫助制造商更加一致和有效的認證更多零件。

2. 焊接夾具

由于通用或多用途夾具往往無法滿足特殊結構零件的夾持，焊接作業通常需要較長時間的安裝工作，固定不牢固會導致零件變形、引起尺寸偏差、影響后續裝配。3D打印可以設計和制造專門的校準夾具、定制工具和夾具，大大縮短安裝時間，提高焊接操作的精度。

3. 軟鉗口

軟鉗口是在零件加工過程中常用的夾具，通常由軟金屬加工而成，目的是避免在夾持硬度較低或表面粗糙度要求較高的工件時損傷其表面。3D打印采用復合材料制作軟鉗口，可以承受重型機械加工所產生的強作用力，柔軟的鉗口可以使用數百次而不需要校準。

4. 終端效應器

機器人終端效應器又稱夾持器，用以直接抓取工件或工具，較輕的終端效應器減小了它們所連接的機器人臂上的懸臂重量，從而改善了操作期間的運動控制。增材制造的零件擺脫了設計限制，在相同尺寸和強度的產品中使用更少的材料，因此增加了終端效應器的負載容量；同時3D打印快速制造和對成本的降低，可以實現用于新應用專門終端效應器的快速開發。

5. 復雜零件

設計迭代過程可能過于耗費時間和金錢，制造商往往在勉強可接受而非達到最佳設計水平時而停止迭代。使用傳統的鑄造和機加工，每次迭代都需要創建新的模具和工具。增材制造則消除了額外的模具和工具制造成本，縮短了加工周期，減少勞動力投入，加速迭代過程。

6. 一次性零件

大批量生產通常與節省成本相關。 但是，當產品處于開始、結束或遠遠超過其可銷售壽命時，公司必須將剩余存貨存入庫存。 增材制造提供了僅存儲數字設計文件的能力，并且只在需要時快速打印一次性零件。按需打印可節省倉庫空間、減少庫存，實現快速原型設計和定制，從而提高供應鏈效率。

改變制造業

從用于難加工的定制軟鉗口到用于焊接的定位夾具，工業3D打印機可以改善與制造相關的許多幕后工作流程。 使用增材制造可以縮短交貨時間，降低制造成本，加速工作完成。關鍵看想不想嘗試。