3D打印在制造业中的应用

3D打印在制造业中的好处

我们最近介绍了3D打印在制造业中的好处，概述了在当今快节奏的制造环境中，运营效率和适应性比以往任何时候都更加重要。

无论您是希望简化生产工作流程的运营经理，还是负责解决复杂设计挑战的工程师，3D打印都已成为现代制造业的变革工具。

本文将探讨3D打印如何在整个制造业中应用，从定制工具和快速原型到按需备件生产，重点介绍现实世界的例子和专业人士在运营中保持竞争优势的关键优势。

定制夹具、固定装置和工具

在整个制造业中，夹具、固定装置和工具在确保产品质量、装配精度和生产速度方面发挥着关键作用。传统上，制造这些组件需要耗时的加工和高昂的成本，特别是对于定制解决方案。3D打印允许一种更快速、高效和经济高效的方式来生产这些零件。

我们的几个客户，如ERIKS、大众汽车、蔡司和IME Automation，已经采用了3D打印技术来创建各种夹具和固定装置，以简化和提高其制造能力。

这里有几个例子：

ERIKS-电机和钻头对齐夹具

例如，电机夹具的实施使组件的组装更容易，最大限度地减少了组装错误的机会，同时使过程加快了3倍（之前组装时间约为3分钟，现在缩短到1分钟）。

根据ERIKS：

对我们来说，3D打印的主要好处是速度。我们能多快拿到东西？这就是3D打印机是你能得到的最快的选择。我可以在一天下午2点开始打印作业，第二天早上我走进办公室，现在我已经准备好了工具。因此，这就是我们选择3D打印而不是传统方法的主要原因。成本对我们来说是一个附带的好处。

制造工具

大众汽车Autoeuropa已转向3D打印，以生产其生产线中使用的绝大多数工具，工具开发时间缩短了95%，成本降低了91%（每年节省约375.000美元）。

以升降门徽章为例，采购该零件最初成本约为400欧元，周转时间为35天

通过3D打印，该项目在4天内完成，成本降至每件10欧元

蔡司-转接板和标签放置规

对于卡尔蔡司光学元件公司来说，在制造用于工业测量和质量保证目的的显微镜、多传感器机器和光学传感器时，精度至关重要。

他们实施了UltiMaker的3D打印技术，不仅使他们能够为批量生产中的每台显微镜创建定制的适配器板，简化了流程，而且使为客户支持这些零件变得更加容易，因为备件可以按需打印并发送到客户的位置。以前，他们必须生产几个零件，将它们安装在一起，并对其进行调整，这是一个更昂贵、更耗时的过程。

再举一个例子，标签放置规以前是由聚甲醛（POM）制成的，如果掉落，尖角会导致破损。再加上POM传统上是通过注塑或挤出制造的，这本身就是一个昂贵的过程，通常需要数控加工来制造所需的零件。

相比之下，新的3D打印量规允许产品毫不费力地滑入和滑出工具，同时也不那么脆弱，更耐磨，可以打印以实现严格的公差，同时打印时间仅为3小时，每个零件2.20欧元。

IME自动化-盒子折叠夹具

IME Automation专注于为制造商构建定制自动化机器人领域的精度、效率和创新，转而采用3D打印来测试和创建广泛的应用程序，使其在制造过程中更加敏捷和灵活。

其中一个最著名的例子是，他们开始使用3D打印技术，即他们的专利盒子折叠夹具。

用于安装或折叠纸箱的客户以前必须购买现成的纸箱安装机或功能齐全的装盒机，这些装盒机很大，成本高昂，并且由于需要很长时间来适应变化，因此没有灵活性。

IME Automation开发的3D打印折叠盒夹具改变了游戏规则，因为它们可以在不到2分钟的零件转换时间内迭代各种形状和尺寸。

快速原型制作和最终用途零件生产

如前所述，3D打印允许从CAD模型直接制造原型，无需复杂的工具或模具。这种能力大大缩短了开发周期，使设计人员能够以高度的速度和灵活性测试、修改和验证设计。

与传统的减材制造工艺不同，增材制造允许以较低的成本和复杂性创建具有复杂几何形状、悬垂和有机形状的设计。这一固有特性使3D打印能够弥合原型制作和大规模生产之间的差距，使公司能够生产最终用途的零件，而不需要昂贵耗时的工具。我们的客户Sylatech和Snow Business在这方面提供了一些很好的例子：

Sylatech-游艇螺旋桨原型

作为一家熔模铸造公司，Sylatech以前无法在不使用模具熔模铸造的情况下测试设计功能，这是一个耗时且昂贵的过程，通常需要三到四周的时间，客户每件模具支付2000-4000英镑。再加上大约30%的工具需要进行某种更改，这可能会花费高达900英镑，很容易看出他们为什么需要一个解决方案来缩短交付周期和降低成本。

使用UltiMaker的3D打印技术，他们能够将游艇螺旋桨的开发时间从四周缩短到三天，并将总成本从17100英镑降至15660英镑（包括铸造工具成本）。

考虑到3D打印只需要更改5%的工具，Sylatech的UltiMaker 3D打印机的投资回报率不到3个月。

雪业务-雪机喷嘴

snow Business在电影和电视效果制作的人造雪行业拥有超过35年的经验，利用3D打印为其机器制作原型、功能测试和创建最终零件。例如，他们的造雪机上的喷嘴可以在7小时内内部3D打印，每个2.50英镑，从而消除了对SLS服务的需求，SLS服务需要7天时间，每份订单最低125英镑。他们估计，他们的UltiMaker打印机在短短两周内就收回了成本。

按需备件和维护

在传统制造业中，维护机械或生产线的备件库存通常需要对库存和存储空间进行大量投资。更换零件的交付周期过长可能会导致成本高昂的生产延误。

3D打印通过直接在现场按需生产备件消除了这些挑战，除了在维护操作中具有更大的灵活性和成本效益外，制造商还可以利用3D打印来延长现有机械的寿命，远远超出OEM的支持周期，这是一个经常被低估的好处，直接转化为更低的生产成本和更高的生产正常运行时间。

我们的一些客户，如Trivium和喜力，正是出于这个原因整合了UltiMaker的生态系统：

Trivium-输送机进料蜗杆和硅胶密封垫

在Trivium的案例中，原始的包装机已经磨损，供应商不再提供，通过CNC铣削等传统方法制造它成本高昂且耗时。用ABS等低成本材料3D打印零件，使他们能够验证设计，并改用碳增强尼龙网，这是一个耐用的替换零件，使其能够保持生产。

同样，不同机器所需的硅胶密封件和垫片所需的模具要么太贵，要么像进料轮一样不再可用。

Trivium使用60微米层高的ABS印刷，能够清理光滑准确的硅胶模具，可以根据需要重复使用和重新印刷，节省时间和金钱。

喜力止动器工具

在塞维利亚工厂实施3D打印技术后，喜力能够在产量、正常运行时间和安全性方面改进其制造工艺。我们建议您进一步了解海肯如何通过3D打印确保生产连续性，以获得更全面的应用列表，但对于这个例子，我们想展示他们的止动工具。

作为一种用于松开或拧紧瓶子标签导向轮立柱的定制工具，该工具的3D打印版本比之前的CNC加工版本便宜70%，并且可以在一天内完成，而不是三天。