改变工厂车间：SLS 3D打印的工装和夹具

核心摘要

在每一个成功的大规模生产产品背后，都有一支看不见的工装、夹具和装配辅助工具大军。这些定制工具在加工过程中将零件固定到位，引导钻头，并确保工人正确组装组件。传统上，这些工具由铝或钢加工而成——这是一个缓慢且昂贵的过程。选择性激光烧结（SLS）3D打印允许工程师按需打印这些工具，正在彻底改变工厂车间。

当推出新产品线时，制造工程团队必须设计和采购几十个定制夹具。加工一个复杂的铝制装配底座可能花费1000美元并需要三周时间。如果产品设计略有改变，那个昂贵的金属夹具就会被扔进废料箱，然后重新开始这个过程。这在制造敏捷性方面造成了巨大的瓶颈。

借助内部SLS打印机，同样的装配底座可以在一夜之间用尼龙PA12打印出来，成本仅为100美元。如果产品设计发生变化，工程师只需更新CAD文件，并在第二天早上打印出新的夹具。这种快速迭代使工厂能够提前数周提高生产线产能。

对于装配线工人来说，一个大型铝制夹具可能很重且笨重，在一个班次中需要移动数百次。SLS打印的夹具重量减轻了高达70%。此外，工程师可以轻松设计出完美贴合工人手部轮廓的定制、符合人体工程学的手柄，从而降低重复性劳损的风险。

在组装高级产品（如涂漆的汽车装饰件或抛光的消费电子产品）时，金属夹具始终存在划伤产品的风险。SLS尼龙PA12足够坚韧，可以牢固地固定零件，但也足够柔软，绝不会划伤或凹陷涂漆表面。

由于SLS不需要支撑结构，工程师可以设计出完美匹配被装配零件的复杂、有机轮廓的夹具。例如，可以打印CMM（三坐标测量机）固定夹具以完美地支撑复杂的涡轮叶片，确保它每次都以完全相同的方向放置以进行质量检查。

工装和夹具是制造业的无名英雄。通过从机加工金属过渡到SLS 3D打印尼龙，工厂可以大幅降低模具成本，改善工人的人体工程学，并在装配线上实现前所未有的敏捷性。