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，概述了在當今快節(jié)奏的制造環(huán)境中，運營效率和適應性比以往任何時候都更加重要。

無論您是希望簡化生產工作流程的運營經理，還是負責解決復雜設計挑戰(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)中應用，從定制工具和快速原型到按需備件生產，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品質量、裝配精度和生產速度方面發(fā)揮著關鍵作用。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、高效和經濟高效的方式來生產這些零件。

我們的幾個客戶，如ERIKS、大眾汽車、蔡司和IME Automation，已經采用了3D打印技術來創(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)在我已經準備好了工具。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已轉向3D打印，以生產其生產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，周轉時間為35天

通過3D打印，該項目在4天內完成，成本降至每件10歐元

蔡司-轉接板和標簽放置規(guī)

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

他們實施了UltiMaker的3D打印技術，不僅使他們能夠為批量生產中的每臺顯微鏡創(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，他們必須生產幾個零件，將它們安裝在一起，并對其進行調整，這是一個更昂貴、更耗時的過程。

再舉一個例子，標簽放置規(guī)以前是由聚甲醛（POM）制成的，如果掉落，尖角會導致破損。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專注于為制造商構建定制自動化機器人領域的精度、效率和創(chuàng)新，轉而采用3D打印來測試和創(chuàng)建廣泛的應用程序，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，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分鐘的零件轉換時間內迭代各種形狀和尺寸。

快速原型制作和最終用途零件生產

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

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雜性創(chuàng)建具有復雜幾何形狀、懸垂和有機形狀的設計。這一固有特性使3D打印能夠彌合原型制作和大規(guī)模生產之間的差距，使公司能夠生產最終用途的零件，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，他們能夠將游艇螺旋槳的開發(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-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小時內內部3D打印，每個2.50英鎊，從而消除了對SLS服務的需求，SLS服務需要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致成本高昂的生產延誤。

3D打印通過直接在現(xiàn)場按需生產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，這是一個經常被低估的好處，直接轉化為更低的生產成本和更高的生產正常運行時間。

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，原始的包裝機已經磨損，供應商不再提供，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，使他們能夠驗證設計，并改用碳增強尼龍網，這是一個耐用的替換零件，使其能夠保持生產。

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，能夠清理光滑準確的硅膠模具，可以根據需要重復使用和重新印刷，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打印技術后，喜力能夠在產量、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打印確保生產連續(xù)性，以獲得更全面的應用列表，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簽導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%，并且可以在一天內完成，而不是三天。