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Stratasys F770：為重型夾具實(shí)現(xiàn)輕量化創(chuàng)新

2024-07-22

在當(dāng)今競(jìng)爭(zhēng)激烈的制造業(yè)領(lǐng)域，創(chuàng)新和效率是企業(yè)取得成功的關(guān)鍵因素。對(duì)于汽車和航空等行業(yè)來說，工裝夾具的設(shè)計(jì)和性能直接影響著生產(chǎn)流程的效率和產(chǎn)品質(zhì)量。Prefix公司，作為美國(guó)密歇根州在汽車和航空行業(yè)原型設(shè)計(jì)、樣機(jī)和概念驗(yàn)證開發(fā)方面的專業(yè)服務(wù)商，一直致力于為客戶提供前沿的解決方案。

Prefix公司憑借其豐富的專業(yè)知識(shí)，不僅幫助企業(yè)評(píng)估新興技術(shù)的可行性，還能敏銳地洞察客戶的需求，為實(shí)際生產(chǎn)做好充分準(zhǔn)備。然而，在為客戶解決工裝夾具問題時(shí)，他們遇到了一系列嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

客戶所使用的用于汽車貼花應(yīng)用的工裝夾具，由于其原始設(shè)計(jì)和制造方式的局限，存在著諸多亟待解決的問題。首先，原始工具是由加工鋁和尼龍組成的多件組合件，這導(dǎo)致其重量相當(dāng)可觀，根據(jù)車型的不同，可達(dá)7-9千克。如此沉重的夾具在操作過程中，給操作員帶來了極大的負(fù)擔(dān)，長(zhǎng)時(shí)間使用容易導(dǎo)致疲勞，從而影響工作效率和操作精度。

其次，多部件組合的結(jié)構(gòu)必然會(huì)帶來公差的累積。在制造過程中，每個(gè)零件都有其自身的制造公差，當(dāng)這些零件組合在一起時(shí)，累積的公差會(huì)使得夾具的實(shí)際誤差較大。這對(duì)于需要高精度定位的汽車貼花工作來說，無疑是一個(gè)嚴(yán)重的問題，可能導(dǎo)致貼花位置不準(zhǔn)確，影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。

再者，由于夾具的沉重和操作的復(fù)雜性，在實(shí)際使用過程中容易出現(xiàn)操作不當(dāng)?shù)那闆r，進(jìn)而導(dǎo)致車輛的損壞。這不僅增加了生產(chǎn)成本，還可能延誤生產(chǎn)進(jìn)度，給客戶帶來巨大的損失。

此外，原始夾具的制作和裝配過程也極為耗時(shí)。制造多個(gè)零件需要經(jīng)過多道加工工序，然后再進(jìn)行裝配和調(diào)試，整個(gè)過程漫長(zhǎng)而繁瑣，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率，無法滿足客戶對(duì)于快速生產(chǎn)和交付的需求。

為了解決這些棘手的問題，Prefix工程師充分發(fā)揮創(chuàng)新精神，考慮到3D打印所具有的設(shè)計(jì)自由度，對(duì)工裝夾具進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。他們選擇了StratasysF770大型打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

StratasysF770憑借其368升的大型建造體積，展現(xiàn)出了強(qiáng)大的制造能力。它能夠在一次打印中完成夾具主體部分的制作，這一優(yōu)勢(shì)是傳統(tǒng)制造方法無法比擬的。傳統(tǒng)制造需要分別加工各個(gè)零件，然后進(jìn)行組裝，而3D打印的一體化制造大大簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程，減少了裝配環(huán)節(jié)可能帶來的誤差。

不僅如此，新設(shè)計(jì)的3D打印工裝夾具還充分利用了現(xiàn)有的把手，避免了重新制造和裝配把手的繁瑣過程。這種巧妙的設(shè)計(jì)不僅節(jié)省了時(shí)間和成本，還提高了夾具的整體穩(wěn)定性和可靠性。

使用StratasysF770重新設(shè)計(jì)的3D打印工具為客戶帶來了一系列顯著的優(yōu)勢(shì)。

首先，在重量方面實(shí)現(xiàn)了超過70％的大幅度減輕。這一改進(jìn)使得操作員在操作夾具時(shí)更加輕松自如，不僅減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，還提高了工作效率和操作的準(zhǔn)確性。操作員能夠更加靈活地移動(dòng)夾具，精準(zhǔn)地完成汽車貼花工作，減少了因疲勞導(dǎo)致的失誤。

其次，單件設(shè)計(jì)的方式消除了多部件組合帶來的公差累積問題。整個(gè)夾具作為一個(gè)整體被打印出來，保證了其精度和一致性，避免了由于零件之間的配合誤差而影響夾具的性能。這對(duì)于確保貼花位置的準(zhǔn)確性至關(guān)重要，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和一致性。

此外，新夾具的設(shè)計(jì)和制造方式顯著降低了車輛損壞的幾率。由于夾具更輕便、操作更便捷，減少了因操作不當(dāng)對(duì)車輛造成的碰撞和損傷。這不僅降低了生產(chǎn)成本，還提升了客戶的滿意度和信任度。

同時(shí)，通過有效的設(shè)計(jì)和準(zhǔn)確的工具定位，新夾具能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的貼花位置。這對(duì)于汽車外觀的美觀和品牌形象的維護(hù)具有重要意義，為客戶在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中贏得了優(yōu)勢(shì)。

令人驚喜的是，在超過100臺(tái)設(shè)備上使用后，新夾具的裝配成功率達(dá)到了100%。這一卓越的表現(xiàn)充分證明了其設(shè)計(jì)的合理性和可靠性，也展示了3D打印技術(shù)在工裝夾具制造領(lǐng)域的巨大潛力。

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