3D打印在制造業(yè)中的好處

我們最近介紹了3D打印在制造業(yè)中的好處，概述了在當(dāng)今快節(jié)奏的制造環(huán)境中，運營效率和適應(yīng)性比以往任何時候都更加重要。

無論您是希望簡化生產(chǎn)工作流程的運營經(jīng)理，還是負(fù)責(zé)解決復(fù)雜設(shè)計挑戰(zhàn)的工程師，3D打印都已成為現(xiàn)代制造業(yè)的變革工具。

本文將探討3D打印如何在整個制造業(yè)中應(yīng)用，從定制工具和快速原型到按需備件生產(chǎn)，重點介紹現(xiàn)實世界的例子和專業(yè)人士在運營中保持競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵優(yōu)勢。

定制夾具、固定裝置和工具

在整個制造業(yè)中，夾具、固定裝置和工具在確保產(chǎn)品質(zhì)量、裝配精度和生產(chǎn)速度方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。傳統(tǒng)上，制造這些組件需要耗時的加工和高昂的成本，特別是對于定制解決方案。3D打印允許一種更快速、高效和經(jīng)濟高效的方式來生產(chǎn)這些零件。

我們的幾個客戶，如ERIKS、大眾汽車、蔡司和IME Automation，已經(jīng)采用了3D打印技術(shù)來創(chuàng)建各種夾具和固定裝置，以簡化和提高其制造能力。

這里有幾個例子：

ERIKS-電機和鉆頭對齊夾具

例如，電機夾具的實施使組件的組裝更容易，最大限度地減少了組裝錯誤的機會，同時使過程加快了3倍（之前組裝時間約為3分鐘，現(xiàn)在縮短到1分鐘）。

根據(jù)ERIKS：

對我們來說，3D打印的主要好處是速度。我們能多快拿到東西？這就是3D打印機是你能得到的最快的選擇。我可以在一天下午2點開始打印作業(yè)，第二天早上我走進辦公室，現(xiàn)在我已經(jīng)準(zhǔn)備好了工具。因此，這就是我們選擇3D打印而不是傳統(tǒng)方法的主要原因。成本對我們來說是一個附帶的好處。

制造工具

大眾汽車Autoeuropa已轉(zhuǎn)向3D打印，以生產(chǎn)其生產(chǎn)線中使用的絕大多數(shù)工具，工具開發(fā)時間縮短了95%，成本降低了91%（每年節(jié)省約375.000美元）。

以升降門徽章為例，采購該零件最初成本約為400歐元，周轉(zhuǎn)時間為35天

通過3D打印，該項目在4天內(nèi)完成，成本降至每件10歐元

蔡司-轉(zhuǎn)接板和標(biāo)簽放置規(guī)

對于卡爾蔡司光學(xué)元件公司來說，在制造用于工業(yè)測量和質(zhì)量保證目的的顯微鏡、多傳感器機器和光學(xué)傳感器時，精度至關(guān)重要。

他們實施了UltiMaker的3D打印技術(shù)，不僅使他們能夠為批量生產(chǎn)中的每臺顯微鏡創(chuàng)建定制的適配器板，簡化了流程，而且使為客戶支持這些零件變得更加容易，因為備件可以按需打印并發(fā)送到客戶的位置。以前，他們必須生產(chǎn)幾個零件，將它們安裝在一起，并對其進行調(diào)整，這是一個更昂貴、更耗時的過程。

再舉一個例子，標(biāo)簽放置規(guī)以前是由聚甲醛（POM）制成的，如果掉落，尖角會導(dǎo)致破損。再加上POM傳統(tǒng)上是通過注塑或擠出制造的，這本身就是一個昂貴的過程，通常需要數(shù)控加工來制造所需的零件。

相比之下，新的3D打印量規(guī)允許產(chǎn)品毫不費力地滑入和滑出工具，同時也不那么脆弱，更耐磨，可以打印以實現(xiàn)嚴(yán)格的公差，同時打印時間僅為3小時，每個零件2.20歐元。

IME自動化-盒子折疊夾具

IME Automation專注于為制造商構(gòu)建定制自動化機器人領(lǐng)域的精度、效率和創(chuàng)新，轉(zhuǎn)而采用3D打印來測試和創(chuàng)建廣泛的應(yīng)用程序，使其在制造過程中更加敏捷和靈活。

其中一個最著名的例子是，他們開始使用3D打印技術(shù)，即他們的專利盒子折疊夾具。

用于安裝或折疊紙箱的客戶以前必須購買現(xiàn)成的紙箱安裝機或功能齊全的裝盒機，這些裝盒機很大，成本高昂，并且由于需要很長時間來適應(yīng)變化，因此沒有靈活性。

IME Automation開發(fā)的3D打印折疊盒夾具改變了游戲規(guī)則，因為它們可以在不到2分鐘的零件轉(zhuǎn)換時間內(nèi)迭代各種形狀和尺寸。

快速原型制作和最終用途零件生產(chǎn)

如前所述，3D打印允許從CAD模型直接制造原型，無需復(fù)雜的工具或模具。這種能力大大縮短了開發(fā)周期，使設(shè)計人員能夠以高度的速度和靈活性測試、修改和驗證設(shè)計。

與傳統(tǒng)的減材制造工藝不同，增材制造允許以較低的成本和復(fù)雜性創(chuàng)建具有復(fù)雜幾何形狀、懸垂和有機形狀的設(shè)計。這一固有特性使3D打印能夠彌合原型制作和大規(guī)模生產(chǎn)之間的差距，使公司能夠生產(chǎn)最終用途的零件，而不需要昂貴耗時的工具。我們的客戶Sylatech和Snow Business在這方面提供了一些很好的例子：

Sylatech-游艇螺旋槳原型

作為一家熔模鑄造公司，Sylatech以前無法在不使用模具熔模鑄造的情況下測試設(shè)計功能，這是一個耗時且昂貴的過程，通常需要三到四周的時間，客戶每件模具支付2000-4000英鎊。再加上大約30%的工具需要進行某種更改，這可能會花費高達900英鎊，很容易看出他們?yōu)槭裁葱枰粋€解決方案來縮短交付周期和降低成本。

使用UltiMaker的3D打印技術(shù)，他們能夠?qū)⒂瓮菪龢拈_發(fā)時間從四周縮短到三天，并將總成本從17100英鎊降至15660英鎊（包括鑄造工具成本）。

考慮到3D打印只需要更改5%的工具，Sylatech的UltiMaker 3D打印機的投資回報率不到3個月。

雪業(yè)務(wù)-雪機噴嘴

snow Business在電影和電視效果制作的人造雪行業(yè)擁有超過35年的經(jīng)驗，利用3D打印為其機器制作原型、功能測試和創(chuàng)建最終零件。例如，他們的造雪機上的噴嘴可以在7小時內(nèi)內(nèi)部3D打印，每個2.50英鎊，從而消除了對SLS服務(wù)的需求，SLS服務(wù)需要7天時間，每份訂單最低125英鎊。他們估計，他們的UltiMaker打印機在短短兩周內(nèi)就收回了成本。

按需備件和維護

在傳統(tǒng)制造業(yè)中，維護機械或生產(chǎn)線的備件庫存通常需要對庫存和存儲空間進行大量投資。更換零件的交付周期過長可能會導(dǎo)致成本高昂的生產(chǎn)延誤。

3D打印通過直接在現(xiàn)場按需生產(chǎn)備件消除了這些挑戰(zhàn)，除了在維護操作中具有更大的靈活性和成本效益外，制造商還可以利用3D打印來延長現(xiàn)有機械的壽命，遠遠超出OEM的支持周期，這是一個經(jīng)常被低估的好處，直接轉(zhuǎn)化為更低的生產(chǎn)成本和更高的生產(chǎn)正常運行時間。

我們的一些客戶，如Trivium和喜力，正是出于這個原因整合了UltiMaker的生態(tài)系統(tǒng)：

Trivium-輸送機進料蝸桿和硅膠密封墊

在Trivium的案例中，原始的包裝機已經(jīng)磨損，供應(yīng)商不再提供，通過CNC銑削等傳統(tǒng)方法制造它成本高昂且耗時。用ABS等低成本材料3D打印零件，使他們能夠驗證設(shè)計，并改用碳增強尼龍網(wǎng)，這是一個耐用的替換零件，使其能夠保持生產(chǎn)。

同樣，不同機器所需的硅膠密封件和墊片所需的模具要么太貴，要么像進料輪一樣不再可用。

Trivium使用60微米層高的ABS印刷，能夠清理光滑準(zhǔn)確的硅膠模具，可以根據(jù)需要重復(fù)使用和重新印刷，節(jié)省時間和金錢。

喜力止動器工具

在塞維利亞工廠實施3D打印技術(shù)后，喜力能夠在產(chǎn)量、正常運行時間和安全性方面改進其制造工藝。我們建議您進一步了解海肯如何通過3D打印確保生產(chǎn)連續(xù)性，以獲得更全面的應(yīng)用列表，但對于這個例子，我們想展示他們的止動工具。

作為一種用于松開或擰緊瓶子標(biāo)簽導(dǎo)向輪立柱的定制工具，該工具的3D打印版本比之前的CNC加工版本便宜70%，并且可以在一天內(nèi)完成，而不是三天。