隨著增材制造技術(shù)不斷發(fā)展，越來越多的行業(yè)開始采用3D打印和創(chuàng)新材料來生產(chǎn)高精度、高質(zhì)量的零部件，為工業(yè)生產(chǎn)提供了有力支持。這不僅幫助企業(yè)獲得優(yōu)化零部件的全新設(shè)計(jì)策略，還簡化了生產(chǎn)流程，實(shí)現(xiàn)了成本效益和性能導(dǎo)向的平衡。
工裝夾具和其他專用工具在制造和組裝汽車、工業(yè)零部件以及其他產(chǎn)品時(shí)起著至關(guān)重要的作用。如今，無論是個(gè)人還是企業(yè)，都在尋求一種更簡單、更快捷的方法來開發(fā)定制夾具，而3D打印技術(shù)已經(jīng)成為擴(kuò)展和改進(jìn)制造流程的最可靠工藝。本期3D打印技術(shù)參考所要介紹的，便是3D打印對(duì)工裝夾具制造所帶來的的革命性改變！該技術(shù)的引入，深刻影響了一些企業(yè)甚至一個(gè)行業(yè)的制造流程。
【資料圖】
新技術(shù)讓傳統(tǒng)CNC的劣勢悉數(shù)顯現(xiàn)
案例一：在2022年12月之前，山東某線束公司工裝夾具制造主要使用CNC外發(fā)的方式來制作，然而，這種方式面臨很多挑戰(zhàn)：
1）外包成本：委托制造商進(jìn)行CNC加工會(huì)帶來額外的外包費(fèi)用，包括人工成本和運(yùn)輸費(fèi)用；還存有各種工裝夾具的破損和缺失風(fēng)險(xiǎn)；
2）生產(chǎn)周期延長：由于委托外部制造商，生產(chǎn)周期往往較長，導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降。當(dāng)面對(duì)需要快速響應(yīng)的客戶需求，這些就成了CNC的瓶頸，這也可能延誤交付計(jì)劃。
3）靈活性受限：外包制造會(huì)限制對(duì)夾具設(shè)計(jì)的靈活性和迭代，難以快速響應(yīng)設(shè)計(jì)變更或改進(jìn)。
線束工廠購置的Raise3D E2打印機(jī)
案例二：在2012年之前，澳大利亞產(chǎn)品定制公司Skyzer主要使用夾具制造外包的方式來制作裝配工具或零件，這種方式需要支付高額加工費(fèi)。Skyzer每年要處理成千上萬的設(shè)備，如果所有裝配夾具都交給第三方來生產(chǎn)，費(fèi)用將會(huì)非常高昂。據(jù)Skyzer公司CEO Troy Sneddon表示，“以前用第三方制作的方法，我們每次支出費(fèi)用高達(dá)一萬美元，對(duì)于大項(xiàng)目來說，這個(gè)費(fèi)用還能接受，但對(duì)于較小的訂單來說，這個(gè)制作成本就太高了。”
3D打印，改變了企業(yè)主的思考方式
來自山東的線束公司在2022年年底購置了2臺(tái)Raise3D 的E2打印機(jī)，在Raise3D打印設(shè)備加入生產(chǎn)后，極大緩解了生產(chǎn)需求，他們無需完全依賴外包，實(shí)現(xiàn)自主生產(chǎn)，這顛覆了他們以往的思維模式和設(shè)計(jì)開發(fā)流程工藝。自公司購置第一臺(tái)E2打印機(jī)以來，已經(jīng)打印了2000多個(gè)工裝夾具。
該企業(yè)的工程技術(shù)主管表示：使用Raise3D E2打印機(jī)，在保證零件性能和保持競爭優(yōu)勢的同時(shí)，單個(gè)零件和批量零件的生產(chǎn)成本都得到了極大的降低。我們估算過工裝夾具傳統(tǒng)CNC外發(fā)每小時(shí)工作價(jià)格在200元左右，目前使用3D打印，制件時(shí)間跟CNC類似，但制作成本只有CNC的十分之一。從勞動(dòng)力方面來講，E2在打印時(shí)無需人工在旁監(jiān)督，從而大力減少了人工成本。”
使用Raise3D E2現(xiàn)場打印工裝夾具
另外，Raise3D E2打印機(jī)可以加速原型設(shè)計(jì)和測試，原型制作交付周期縮短，流程得到了大幅簡化，企業(yè)可以更快地進(jìn)行測試和設(shè)計(jì)迭代。為擴(kuò)大產(chǎn)能，該線束公司今年又加購了2臺(tái)E2，目前有4臺(tái)E2打印機(jī)投入到定制夾具及其他零件的生產(chǎn)中。
澳大利亞Skyzer公司在2012年就引進(jìn)了3D打印技術(shù)，在積累了10年的3D打印經(jīng)驗(yàn)后，今年，Skyzer添購了多臺(tái)Raise3D Pro3打印機(jī)來擴(kuò)大產(chǎn)能。據(jù)Skyzer預(yù)計(jì)，在引進(jìn)使用Raise3D Pro3后，能夠減少公司整體32%的生產(chǎn)成本。使用3D打印機(jī)制作夾具后，在組裝產(chǎn)品時(shí)只需要一名工人，大幅減少生產(chǎn)所需勞動(dòng)力。除了能降低成本，工人使用定制夾具組裝產(chǎn)品時(shí)，還可以有效的避免損壞或刮壞產(chǎn)品。
打造高精度、小批量、柔性生產(chǎn)解決方案
E2和Pro3打印機(jī)是Raise3D推出的兩款重量級(jí)的專業(yè)級(jí)FFF 3D打印機(jī)，具有滿足多種應(yīng)用需求的潛力。
來自山東的線束制造企業(yè)在進(jìn)行設(shè)備選型時(shí)，看中了E2打印柔性材料的優(yōu)勢，且擁有IDEX獨(dú)立雙噴頭，支持同時(shí)打印、雙色打印，可支持快速小批量生產(chǎn)。該打印機(jī)的優(yōu)勢在于它的高打印精度和穩(wěn)定的打印性能，可以準(zhǔn)確打印出高質(zhì)量模型，并且能保證打印件表面光滑細(xì)膩。
使用Raise3D E2現(xiàn)場打印電測臺(tái)空板
使用Raise3D E2打印的電測臺(tái)空板
使用Pro3打印的TwoGood免接觸式洗手液機(jī)組裝夾具
全新自主研發(fā)推出的雙噴頭3D打印機(jī)Pro3系列可滿足生產(chǎn)以及多尺寸快速原型開發(fā)的需求，具有高精度、穩(wěn)定運(yùn)行等特點(diǎn)。Pro3系列加粗了Z軸光軸，強(qiáng)度增加75%，提升了設(shè)備的穩(wěn)定性，可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷高效工作。Sneddon表示：“3D打印機(jī)的可靠性是指我們能放心讓機(jī)器整晚不停歇的自主打印。”
作為一種基于3D打印的柔性生產(chǎn)模式，E2和Pro3還可以輕松實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工藝無法加工出的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，除此之外，還可以實(shí)施設(shè)計(jì)策略來優(yōu)化部件本身，在不影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下實(shí)現(xiàn)輕量化處理，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。
基于云的生態(tài)系統(tǒng)，助力3D打印高效管理
RaiseCloud是企業(yè)生產(chǎn)夾具時(shí)必不可少的管理工具。Raise3D的打印機(jī)在投入生產(chǎn)后一直處于全天候運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，通過RaiseCloud可以同時(shí)綁定和監(jiān)測多臺(tái)Raise3D打印機(jī)，并支持在同一個(gè)界面上查看所有不同設(shè)備的狀態(tài)，工程師可根據(jù)每臺(tái)設(shè)備的打印進(jìn)度進(jìn)行排單。
RaiseCloud負(fù)責(zé)生產(chǎn)監(jiān)控的工程師可以在任何地方、任何時(shí)候通過攝像頭監(jiān)測生產(chǎn)過程，一旦發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)出現(xiàn)問題，也可以及時(shí)對(duì)打印進(jìn)度進(jìn)行調(diào)整。攝像頭還配有延時(shí)攝影功能，當(dāng)打印出現(xiàn)問題，還可以回顧打印過程的影像記錄，進(jìn)行問題排查，在后期打印中進(jìn)行調(diào)整。在靈活使用RaiseCloud后，3D打印工作間更像是一個(gè)無人化的生產(chǎn)車間，助力工程師輕松快捷地進(jìn)行夾具生產(chǎn)制作。
高成本效益，3D打印取代CNC成為可能
簡單易用、精準(zhǔn)穩(wěn)定，Raise3D E2和Pro3適合不同生產(chǎn)線上進(jìn)行配置，無論是汽車線束還是工控設(shè)備，它們都能幫助進(jìn)行緊急快速工裝的交付。Raise3D打印設(shè)備加入生產(chǎn)后，為企業(yè)提供了足夠的支持，滿足大多數(shù)的批量生產(chǎn)需求，他們的工程師可以根據(jù)生產(chǎn)進(jìn)度靈活排期。
使用Raise3D E2打印的檢測夾具
來自山東的企業(yè)工程技術(shù)主管表示，“3D打印機(jī)幾乎實(shí)現(xiàn)24小時(shí)打印，為我們節(jié)省了巨大的生產(chǎn)成本和時(shí)間，是我們非常重要的生產(chǎn)工具。目前3D打印已經(jīng)占生產(chǎn)總量的半數(shù)以上比例，然而，我們的未來目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)全部生產(chǎn)過程的3D打印，成為生產(chǎn)檢具、夾具和其他固定裝置的理想解決方案。”
Skyzer則在考慮引進(jìn)Raise3D推出的金屬3D打印機(jī)和更大尺寸的工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)，以及更多種類的耗材。他們認(rèn)為3D打印擁有巨大的潛力，能夠讓他們更好服務(wù)顧客。“我們預(yù)見，利用3D打印技術(shù)在公司內(nèi)部進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研發(fā)，將給我們帶來更多機(jī)遇，進(jìn)一步協(xié)助我們拓展客戶解決方案。”Sneddon期待看見Raise3D未來在更多領(lǐng)域上的應(yīng)用。
