3D打印工装夹具 省时省力省资金

在大多数生产应用中，工装夹具保证了生产的一致性和标准化，减少废料和避免产品装配过程中返工，提高流水线生产效率，所以在生产制造中，工装夹具是简化工作流程和提升管理价值的有效工具。

工装夹具设计的质量，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。在一套较为复杂的工装夹具中，往往设有多处压紧、 辅助支撑、调节支撑等元件。由于受空间位置、夹紧力大小等因素的影响，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，还需要大量的后处理。

随着3D打印技术的出现，工装夹具的制造找到了新的解决方案。北京奔驰早在2016年就开始了这方面的探索，使用3D打印技术面向北京奔驰所有生产线进行工装夹具优化和创新改善。比如制造标准化电池的工装夹具是生产环节中非常重要的一环，按照2万片的产量，正常人工需要3个月时间才能完成，而通过优化的工装夹具在同样的人力工作量下只需要2周的时间。图1是北京奔驰制作的夹具部件。

图一

3D打印技术特别适合小批量、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。

图二

图2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。

图三

图3中底座上黑色的部分就是加工用的3D打印夹具，用于长轴棒材转动角度的铣削，比传统方式提供了更好的“咬合”角度，确保加工件轴是完全同心的，夹具的24个牙齿可以保证物料在加工的时候360度旋转。

图四

图4中产线上白色底座的部分是利用3D打印技术制作的夹具，用于移印生产线上对产品固定。

随着3D打印材料与工艺的发展，打印件的耐温、强度、韧性都将大大提升， 结合3D打印技术在“设计与制造”中小批量、复杂零件、高度定制的优势，必将更多地成为生产检具、夹具和固定装置的理想解决方案。