3D打印技術(shù)將工具和夾具的生產(chǎn)周期從數(shù)周縮短至一天

來源：UltiMaker

導讀：當全新奧迪E-Tron GT發(fā)布時，位于德國海爾布隆的奧迪運動部Böllinger Höfe工廠需要近200個新的工具、夾具和固定裝置用于生產(chǎn)。設(shè)計這些工具耗時較長，而外包生產(chǎn)則可能需要數(shù)周甚至數(shù)月的時間。在這種情況下，設(shè)計自動化和3D打印為奧迪運動部帶來了前所未有的高效工作流程。

奧迪運動部Böllinger Höfe工廠位于德國海爾布隆，是奧迪公司的一座高端汽車生產(chǎn)設(shè)施。該工廠以其高效率和精細制造工藝而著稱，主要負責生產(chǎn)高性能的奧迪R8和全電動的奧迪E-Tron GT車型。這些車型代表了奧迪品牌的頂級產(chǎn)品，展示了奧迪在汽車制造領(lǐng)域的創(chuàng)新和卓越。

Böllinger Höfe工廠的生產(chǎn)線設(shè)計體現(xiàn)了德國制造的高效和精準。空車架通過機器人平臺送入，并固定在頂部軌道上。每一輛車會經(jīng)過多個工位，每個工位安裝特定訂單的零部件。這種設(shè)計確保了高效的生產(chǎn)流程和極高的一致性。

由于奧迪R8和E-Tron GT都是高性能和定制化程度很高的車型，幾乎難以找到兩輛完全相同的車。這使得生產(chǎn)過程更加復(fù)雜和多樣化，但同時也展示了工廠在處理復(fù)雜訂單方面的能力。工廠廣泛應(yīng)用了3D打印技術(shù)來生產(chǎn)各種工具、夾具和固定裝置。3D打印不僅加快了生產(chǎn)速度，還顯著降低了成本。這些工具和裝置有助于提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量控制。

“我們?yōu)楣�廠生產(chǎn)了近八百個工具、夾具和固定裝置，外包這些工具的生產(chǎn)需要兩到三、四周，甚至幾個月，這取決于供應(yīng)商和訂單流程。3D打印幫助我們在非常短的時間內(nèi)獲得這些工具。工人們來找我們說需要一個裝配車的夾具，僅需一天時間，這個工具就能到他們手中�！�

——奧迪運動部的3D打印專家Cem Guelaylar

不同應(yīng)用場景下的多樣工具
奧迪設(shè)計了各種定制工具，以在安裝過程中幫助對齊零部件。例如，安裝車頂或車外標志時，這些工具能提高成品車的一致性和質(zhì)量，同時每輛車的生產(chǎn)時間可以減少幾分鐘。質(zhì)量控制工具確保所有汽車都符合奧迪的最高標準。這些定制夾具可以固定在汽車部件上，用于測量對齊和公差。

許多零部件需要在安裝到汽車上之前進行預(yù)組裝。例如，將管道連接到中央流體板上，將電纜和散熱器連接到中央控制單元上等等。如果這些零部件僅僅放在工作臺上進行組裝，任務(wù)會變得非常困難。奧迪運動部在工廠中廣泛使用了許多固定裝置，這些裝置可以將零部件固定在適當位置，便于快速而輕松地進行組裝。這些固定裝置不僅能節(jié)省大量時間，還能大大提高生產(chǎn)的一致性。

3D打印在奧迪運動部的優(yōu)勢
奧迪運動部不僅需要快速設(shè)計零部件，還需要在極短的時間內(nèi)完成生產(chǎn)。外包工具生產(chǎn)既昂貴又耗時，可能需要數(shù)周甚至數(shù)月。因此，奧迪建立了一個3D打印室。借助Ultimaker S5等多臺打印機，奧迪運動部可以自主生產(chǎn)所需的工具�，F(xiàn)在，工具可以在一天內(nèi)打印完成，成本僅為傳統(tǒng)方法的一小部分。無需請求報價、向供應(yīng)商詳細說明需求并等待零件生產(chǎn)和交付。如果某個零件不符合要求，可以立即進行改進并重新打印。

材料選擇的多樣性
大多數(shù)固定裝置使用Tough PLA打印，這種材料具有與ABS相似的柔韌性和強度，但打印過程更簡單，避免了ABS的復(fù)雜性。此外，使用TPU95a材料打印的工具則用于保護汽車部件，這種柔軟材料非常適合防止部件受損。

得益于Ultimaker的生態(tài)系統(tǒng)，奧迪運動部還可以使用數(shù)百種第三方材料。這些材料通常具有非常特殊的性能。奧迪運動部使用的一種材料是防靜電（ESD）PLA，專門用于處理電子元件的固定裝置。通過Ultimaker Cura，準備這些材料的3D打印變得非常簡單，因為這些打印配置文件可以在市場上免費獲得。

“我們使用Tough PLA，因為它便宜且易于使用。我們主要使用TPU來保護汽車部件。我們還使用防靜電材料，有時也用ABS或PETG。3D打印對于我們的工廠和工人來說，極其快速且非常有幫助，”Guelayler補充道。

奧迪運動部在不斷尋找提高效率的方法上表現(xiàn)出色。通過使用3D打印技術(shù)制造工具，他們將工具生產(chǎn)成本降低了80%以上，并能在一天內(nèi)將這些工具交付給工人，而不是需要數(shù)周時間。此外，通過使用Fixturemate，奧迪運動部也使夾具設(shè)計變得更加簡單快捷。無需專門的CAD設(shè)計師，任何人都可以從設(shè)計到3D打印，創(chuàng)建所需的工具并開始受益。

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