福特汽車與增材制造：小材料創(chuàng)造大不同

來(lái)源：現(xiàn)代塑料網(wǎng)

汽車行業(yè)是最早真正實(shí)現(xiàn)3D打印效益的行業(yè)之一,。在過(guò)去的10年里，先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展使汽車制造商的開(kāi)發(fā),、設(shè)計(jì),、制造和分銷過(guò)程發(fā)生了重大變化——更安全輕便的產(chǎn)品、嶄新的設(shè)計(jì),、更低的成本和更短的開(kāi)發(fā)與制造周期,。

Allied Market Research公司的一項(xiàng)研究表明，3D打印從多個(gè)方面增加了現(xiàn)有產(chǎn)品的功能和價(jià)值，這使其在汽車行業(yè)變得不可或缺,。

3D打印的成功故事,，始于汽車的雛形設(shè)計(jì)，如今也已進(jìn)入到汽車工業(yè)的其他領(lǐng)域,，并逐漸展現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?br />

3D打印在福特的應(yīng)用
福特使用Ultimaker的桌面級(jí)3D打印機(jī)設(shè)計(jì)并制造裝配工具,，如夾具、治具和量具,。利用3D打印,，這些設(shè)計(jì)復(fù)雜的工具能夠直接在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)被低成本、高效率地打印出來(lái),。

在汽車模型的開(kāi)發(fā)過(guò)程中,，位于德國(guó)科隆的福特試驗(yàn)工廠需要訂制大量適合的生產(chǎn)工具，這些工具往往是針對(duì)特定的任務(wù)和模型而設(shè)計(jì)的,，僅福特�,？怂瓜盗熊囆停�就需��50多種不同的裝配工具,。這些工具最初由試點(diǎn)工廠開(kāi)發(fā),，之后再由福特所有的歐洲工廠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)3D打印。

通常,，外購(gòu)這些工具耗費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng),，從而影響開(kāi)發(fā)進(jìn)度，且成本較高,。

為了優(yōu)化工作流程，福特的增材制造團(tuán)隊(duì)決定,，將Ultimaker的桌面級(jí)3D打印機(jī)集成到工作流程中,。“福特選擇Ultimaker,，是因?yàn)榇蛴≠|(zhì)量,、可靠性及成本能達(dá)到最佳平衡�,！备Ｌ卦霾闹圃煅芯抗こ處烲ars Bognar表示,。

多元化耗材成就眾多工具

桌面級(jí)3D打印的優(yōu)勢(shì)在于材料，大量的耗材和廣泛的材料特性,，為實(shí)際應(yīng)用提供了正確的解決方案,。僅采用一種增材制造工藝，該打印設(shè)備便可滿足最多樣化的應(yīng)用和操作環(huán)境要求,。耗材及其強(qiáng)度,、彈性、耐熱性和耐久性等材料性能，皆在可預(yù)期的變化范疇中,。對(duì)于3D打印而言,，至關(guān)重要的是，在不損失材料性能的情況下,，保質(zhì)保量地進(jìn)行打印,。

使用桌面級(jí)3D打印機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵因素是開(kāi)放式耗材系統(tǒng)。3D打印生產(chǎn)工具可單獨(dú)適用于來(lái)自不同材料供應(yīng)商的具有不同材料特性的耗材,。由于Ultimaker的開(kāi)放式耗材系統(tǒng)可以使用多種材料進(jìn)行3D打印,，使得傳統(tǒng)方法制造的工具可被輕便耐用的塑料工具所取代。

3D打印機(jī)的這一特征在生產(chǎn)設(shè)備和裝配輔助工具方面尤為突出,，展示出增材制造的巨大潛力,。特別在裝配工具方面，應(yīng)用程序不僅形式多樣化,，而且適用范圍特別廣泛,。

打印質(zhì)量和效果
硬件、軟件和材料的完美協(xié)調(diào),，對(duì)于實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的打印效果至關(guān)重要,。

為了滿足汽車工業(yè)對(duì)工業(yè)耗材日益增長(zhǎng)的需求，Ultimaker與領(lǐng)先的材料生產(chǎn)商合作,，利用Ultimaker打印機(jī),，將專為工業(yè)3D打印而開(kāi)發(fā)的高質(zhì)量工程塑料和復(fù)合材料推向市場(chǎng)。

Ultimaker于2018年4月成立了“Ultimaker材料聯(lián)盟項(xiàng)目”,，旨在滿足對(duì)工業(yè)級(jí)3D打印材料不斷增長(zhǎng)的需求,。

短短一年時(shí)間，眾多領(lǐng)先的材料生產(chǎn)商如帝斯曼（DSM）,、巴斯夫（BASF）,、杜邦（DuPont）、歐文斯科寧（Owens Corning）,、阿科瑪（Arkema）,、捷普（Jabil）和雷曼福斯（Lehmann & Voss & Co.）等，積極利用Ultimaker的打印配置助手（Print Profile Assistant）,，快速將各種高性能FFF 3D打印材料推向?qū)�業(yè)市場(chǎng),。

截至2019年4月，已有超過(guò)80家公司為“Ultimaker材料聯(lián)盟項(xiàng)目”共同開(kāi)發(fā)了用于FFF 3D打印的材料配置文件,。

此外,，Ultimaker為材料生產(chǎn)商提供的軟件包含了大量的知識(shí)及打印材料，使得材料生產(chǎn)商能夠開(kāi)發(fā)和維護(hù)材料配置文件,，讓用戶可以在開(kāi)放式耗材系統(tǒng)的桌面級(jí)3D打印機(jī)上真正輕松地使用這些材料,。打印配置文件預(yù)先配置在可自由訪問(wèn)的Ultimaker Cura軟件上并供使用,。用戶無(wú)需手動(dòng)輸入打印參數(shù)，通過(guò)訪問(wèn)預(yù)配置的設(shè)置即可自動(dòng)打印,。即便是對(duì)技術(shù)要求最嚴(yán)苛的塑料,，也能與Ultimaker的3D打印機(jī)兼容，實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用,。

探索更多應(yīng)用的可能性
桌面級(jí)3D打印的好處是顯而易見(jiàn)的：由于工件數(shù)量較少,，因此制造成本相對(duì)較低；比傳統(tǒng)方法制造的工具更輕,，且能更快適應(yīng)額外需求,。

與常規(guī)生產(chǎn)的傳統(tǒng)工具相比，打印裝配輔助工具,，如夾具和治具,，每件能節(jié)省1000歐元的費(fèi)用。原先外協(xié)件的設(shè)計(jì),、制造周期平均要10周,，現(xiàn)在即使是復(fù)雜的裝配夾具，10天就能打印完成,。因此,，目前福特公司所有的歐洲工廠都使用了桌面級(jí)3D打印機(jī)。

科隆的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)為其他生產(chǎn)工廠提供工具設(shè)計(jì),，這些工具可在24小時(shí)內(nèi)直接現(xiàn)場(chǎng)打印完成,，而且用于裝配的輔助工具要比傳統(tǒng)工具輕70%。在福特,，僅為�,？怂瓜盗械纳�產(chǎn)而打印的工具就超過(guò)50種。雖然增材制造目前在福特公司只用于打印輔助工具,，但該公司仍在探索向其他應(yīng)用領(lǐng)域拓展,。

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