運用3D列印夾治具的優勢

快速原型製作已然成為產品開發流程中的實踐標準。在德國雷根斯堡的 BMW 公司工廠，FDM 3D列印仍是車輛設計原型製作流程的重要組成部分，但在原型製作之外，BMW 還將 FDM 3D列印技術應用擴展到其他領域和職能部門，包括直接數位製造。

該工廠的夾具和治具部門採用 Stratasys 3D列印機 來製作汽車裝配和測試的手工具。 據工程師 Günter Schmid 介紹，「BMW 已決定將 FDM工藝作為銑削、車削和鑽孔等傳統金屬切割製造的替代方法。 」Schmid 和工程師同事 Ulrich Eidenschink 也證明此項 3D列印技術具有經濟上的優勢，比如可降低工程建模、倉儲和製造方面的成本。對於裝配線上使用的手持設備，工程師們發現，FDM技術 的設計自由性還提供了更大的優勢。消除限制因素後，Schmid 和 Eidenschink 採用 Stratasys FDM 3D列印技術來製造符合人體工學設計的裝配輔助裝置，其性能遠勝於傳統方法制造的工具。
 

直接數位製造對汽車產業的改革

為改善生產效率、工人舒適度、易用性和工藝重複性，該工廠採用 FDM 3D列印技術來強化手持裝配設備的人體工學設計，其設計自由性使得工程師可以製作出操作性、重量和平衡性大幅改善的構型。Schmid 表示，「我們的工具設計通常比不上機器加工零件和模制零件。 」舉個例子，BMW 採用稀疏填充製作技術，使設備重量減輕了 72%。 用內筋替換實心，使設備重量減少了 1.3 kg。 「雖然看起來不是很多，但是當工人每班使用數百次工具時，將會有很大的不同。 」Schmid  如是說。

而直接數位製造的另一個優點是功能改進， 鑒於積層製造工藝可以輕鬆產生延展流動的有機形狀，工具設計師可在最大限度提高性能的同時改善握持特性。 「分層式 FDM 製造工藝非常適合生產結構複雜的工具，對於這種工具來說，如果採用傳統的金屬切割工藝生產，不僅非常困難，而且成本很高。 」Eidenschink 如是說。 例如，某種用於安裝緩衝器支架的工具，其特點是具有繞障礙物彎曲的曲管，可將夾具磁體準確放置在需要的地方。
 

夾具和治具部門已經制定了簡單的流程圖，用來確定何時要採用 FDM技術， 標準是依據溫度、化學品暴露、精度和機械負載而定。 使用 Stratasys ABS 3D列印材料時許多車輛裝配工具都能達到上述標準，因為工程師發現其性能堪比聚醯胺材料(PA 6)。 對於符合標準的工具，設計師可以創造出包含積層製造技術所有優點的設備。Schmid 和 Eidenschink 認為，如果不在產品開發中採用快速原型製作技術，將沒有企業能負擔得起，並且還看到了更多的可能性， 「作為少數零件的替代製造方法，能透過 FDM列印夾治具越來越至關重要。 」Schmid 說道。