使用夹具和固定装置使制造和装配过程更简单可靠,有助缩短生产周期并保障工人安全。
通常,制造商在内部或通过外包供应商加工金属工具。但是,取决于部件的受力情况,工具未必都需要用金属制造。
立体光刻 (SLA) 3D 打印材料经过大幅优化后,现有多种功能性树脂适用于 3D 打印制作夹具和固定装置,例如,Formlabs 标准树脂和 Formlabs 工程树脂。世界各地的制造商都已成功使用这些材料,来替代用于自动加工工序、电子装配生产、铸造和其他生产流程的金属固定装置。
Pankl Racing Systems 在摩托车齿轮制造过程中使用定制 3D 打印夹具。
请继续阅读,了解七个可采用 3D 打印制作的具体夹具和固定装置示例,以获得在生产线中应用 3D 打印的灵感。
本篇博客文章摘自我们的白皮书,设计 3D 打印夹具和固定装置。下载完整的白皮书,全面了解夹具和固定装置设计基础知识、设计 3D 打印夹具和固定装置的最佳实践,以及验证打印固定装置的技巧。
虎头钳的软爪嵌件
可将软爪嵌件定制为与特定部件的独特几何结构紧密匹配,从而夹紧更复杂的部件,并防止损坏较软的金属或塑料部件。使用 Formlabs Tough Resin 等材料进行 3D 打印非常适合生产软爪嵌件和夹具,原因在于其成型速度快,并能以较低的成本制造复杂形状。
钻孔导轨
钻孔导轨有助于防止钻头偏离或晃动,以维持角度和圆柱形公差的要求。
钻头导轨轴套有压入式或旋入式,您可从工业材料供应商(如 McMaster-Carr)处购买。专为塑料工件而设计的轴套最适合与 SLA 打印夹具使用。
请使用工程配合白皮书中的公差指南来确定压制配合件安装的正确洞孔尺寸。
通止规
使用模板或量规进行简单的公差检查可以快速帮助质量控制检查员确定部件是否适合其最终用途。如果部件是否能成功发挥作用取决于形状和尺寸的微小差异,而这些尺寸无法像复杂的橡胶部件那样使用卡尺、千分尺或其他标准计量工具轻松快速地评估,那么 3D 打印通止规将可以派上用场。
对于装配和生产线,如需额外进行质量控制检查,通止规将是一个快速经济的选择。
提示:在某些应用中,量规可能会随着时间推移而磨损,导致 QC 失败。由于 3D 打印量规的成本低,并且容易制造,您可以轻易重新打印它们,以及按预定的时间或根据需要更换,以防止量规磨损导致质量下降。如果部件接触通止规的部分是硬金属,则此处磨损最明显。
装配夹具
在许多产品的制造过程中,连接部件和添加紧固件以创建子组件或完整的组件是耗费人工最多的环节。3D 打印部件特定的装配夹具可以缩短周期时间、改善装配技术人员的人体工程学工作流程,并提高生产设备之间的一致性。
拆卸夹具
在检查检验不合格的产品、纠正错误,或操作设备进行翻新和修理时,都需要拆卸。使用拆卸夹具能加快此过程,并降低损坏风险。例如,使用卡扣分开外壳需要将每个卡扣同时打开,从而防止部件损坏。
粘接夹具
与塑料或金属加工的夹具相比,3D 打印粘接夹具的成本较低,因此可以定期更换这些部件。从理论上讲,粘接夹具和固定装置的设计和维护得当,所以不需要重新进行表面处理或丢弃。实际上,这在很大程度上取决于车间的劳动和工作文化。
提示:在粘接夹具上涂覆脱模剂,可以更容易地清理任何溢出到夹具上的固化粘合剂。
标签、标记和遮蔽模板
3D 打印夹具可用于低作用力应用。例如,它们可确保各个产品标签的位置相同或者在标记区域上进行遮蔽。
您可以使用 Formlabs Flexible Resin 设计一个完全吻合部件表面的保形遮蔽模板。如果需要较坚硬的模板,则可以选择 Durable Resin。
替代部件
替代部件虽然不是夹具或固定装置,但通常用于在制造最终生产部件前测试夹具或固定装置 ,使制造和装配产线能更快启动并在生产压力来临前解决工序难题。
替代部件使您能使用低成本的 3D 打印件进行制造工艺验证,而无承担使用昂贵的精密组件(如电子装配)的高风险。
由于 SLA 打印件的尺寸精度高,而且可以复制精细细节,以解决熔融沉积成型 (FDM) 或其他打印工艺未必能解决的制造或使用问题,SLA 打印十分适合制作替代部件。此外,相比各向异性的 FDM 部件,由于 SLA 打印部件各向同性的程度高,其性能更接近相应的注射成型件。
了解谷歌 ATAP 如何使用 Formlabs High Temp Resin 打印替代部件,并将关键组件的周转时间缩短 85%,同时节省超过 10 万美元的成本。
设计优质夹具和固定装置
下载完整版白皮书(20 页),了解实用夹具和固定装置的制造原理 ,并重点了解如何利用 3D 打印来降低成本、缩短开发时间以及提高设计工程师到制造技术员之间的生产工作流程效率。