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花小钱,办大事——3D打印工装夹治具提升生产效率

花小钱,办大事——3D打印工装夹治具提升生产效率

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【摘要】:
利用3D打印机制作工装夹治具,能为企业节约大量的研发成本。

 

在生产中工装夹治具的作用有目共睹,首先是保证生产的一致性和标准型,其次是能减少废料产生和产品的精准性,提升生产效率。现在已经成为生产应用中提升效率、提升管理价值的有效工具。

其中最核心的是工装夹具的质量,其质量优劣对生产效率、加工成本、产品质量以及生产安全等有直接的影响。一套较为复杂的工装夹具,往往设有多处压紧、 辅助支撑、调节支撑等元件。受空间位置、夹力大小等影响,不同部位所用的夹具结构、外形、大小都不尽相同,因此工装夹具往往呈现多品种、小批量的特点。如果用传统开模制造的方式,成本高、效率低,即使借助数控加工中心来快速成型,有时候也会受制于各种加工限制(如边角加工不到位,孔洞结构不到位等)而无法直接得到适合需求的夹具。

下面介绍几个3D打印在工业设计、生产中成功实践的案例

早在2016年北京奔驰就开始使用3D打印在生产线上进行工装夹治具、创新改善方面的实践。比较典型的是利用3D打印制造标准化电池的工装夹治具,将正常人工传统工作操作20000片产量的时间从3个月提升到2周左右,而且效果更好。

 

 

 

3D打印还有一个比较典型的应用,对于待加工的零件进行固定。得益于定制化的优势,可以设计出对零件更契合的结构。另外可以设计出辅助加工的支持部位,保证加工过程的精准。下图是对长轴棒材转动角度的铣削,3D打印夹具的24个牙齿和主题结构确保加工件轴完全同心旋转。

 

 

 

另外在流水线上,利用3D打印制作的夹具,用于移印生产线上对产品的固定。

 

 

 

 

 

最后一个是3D打印工装夹具在工业领域的应用案例,如图是一个辅助夹具,该夹具设计有两个实体挡块,一个在肩上,另一个位于底座上这个夹具将允许大部分的切割无辅助地自由下落并且被设计成限制刀片的切割深度,便于避免过度切割,以免损坏夹具。

 

 

 

 

如若将以上实践应用成功落实,最主要的是有一款精度、稳定性都过关的3D打印机。好的3D打印机能让夹治具设计、验证工作简单、智能、高效。弘瑞X400针对工业设计领域、夹治具应用领用的特点,不仅实现好精度打印,而且能实现智能化操作。除此之外进料采取双电机、平台采用3+2结构,种种操作都是为了每一位设计人员带来方便高效的体验。

 

(弘瑞X400 3D打印机)

 

 

3D打印技术尤其适合小批量、复杂产品的制造,而且可以与前端的CAD设计无缝衔接,实现无模化制造,从设计到生产应用节省大约40~90%的时间,同时节省至少50%以上的资金成本。所以对于需要用到夹具的企业来说,用3D打印技术来定制夹具,成本低、效率高、更贴合应用、效果好。如今,定制的3D打印夹具和固定装置在汽车生产线、医学设备生产、航空航天及其他重工业中的应用已成为普遍现象。

 

 

 

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