案例：3D打印如何用于工装夹具生产

2018-09-29

增材制造不仅可以生产最终用途的功能零件，作为传统制造手段的必要补充，从难以加工的定制软钳口到用于焊接的定位夹具，工业3D打印机可以轻易完成这些高难度制造工装夹具的制作，帮助完成与传统制造相关的许多幕后工作。本期笔者列举Markforged用户如何使用高性能FDM打印机制造3D打印工具和夹具，以降低成本并优化日常生产操作中的工作效率。

1. 三坐标测量仪夹具

三坐标测量仪夹具能对检测工件进行快速、方便、稳固的装夹，有效地完成各种复杂型面工件的固定和夹紧，最大限度减少测量的误差和保证测量的精确度。由于常用于大批量和高精度零件的测量，要求夹具必须具备精确地几何精度、可重复性和强度，这无疑增加了成本和制造时间。3D打印当前的材料强度和精度完全可以满足测量仪夹具的制造要求，在满足更低成本和更短交付周期的同时，帮助制造商更加一致和有效的认证更多零件。

2. 焊接夹具

由于通用或多用途夹具往往无法满足特殊结构零件的夹持，焊接作业通常需要较长时间的安装工作，固定不牢固会导致零件变形、引起尺寸偏差、影响后续装配。3D打印可以设计和制造专门的校准夹具、定制工具和夹具，大大缩短安装时间，提高焊接操作的精度。

3. 软钳口

软钳口是在零件加工过程中常用的夹具，通常由软金属加工而成，目的是避免在夹持硬度较低或表面粗糙度要求较高的工件时损伤其表面。3D打印采用复合材料制作软钳口，可以承受重型机械加工所产生的强作用力，柔软的钳口可以使用数百次而不需要校准。

4. 终端效应器

机器人终端效应器又称夹持器，用以直接抓取工件或工具，较轻的终端效应器减小了它们所连接的机器人臂上的悬臂重量，从而改善了操作期间的运动控制。增材制造的零件摆脱了设计限制，在相同尺寸和强度的产品中使用更少的材料，因此增加了终端效应器的负载容量；同时3D打印快速制造和对成本的降低，可以实现用于新应用专门终端效应器的快速开发。

5. 复杂零件

设计迭代过程可能过于耗费时间和金钱，制造商往往在勉强可接受而非达到最佳设计水平时而停止迭代。使用传统的铸造和机加工，每次迭代都需要创建新的模具和工具。增材制造则消除了额外的模具和工具制造成本，缩短了加工周期，减少劳动力投入，加速迭代过程。

6. 一次性零件

大批量生产通常与节省成本相关。 但是，当产品处于开始、结束或远远超过其可销售寿命时，公司必须将剩余存货存入库存。 增材制造提供了仅存储数字设计文件的能力，并且只在需要时快速打印一次性零件。按需打印可节省仓库空间、减少库存，实现快速原型设计和定制，从而提高供应链效率。

改变制造业

从用于难加工的定制软钳口到用于焊接的定位夹具，工业3D打印机可以改善与制造相关的许多幕后工作流程。 使用增材制造可以缩短交货时间，降低制造成本，加速工作完成。关键看想不想尝试。