福特汽車與增材制造：小材料創(chuàng)造大不同

來源：現(xiàn)代塑料網(wǎng)

汽車行業(yè)是最早真正實現(xiàn)3D打印效益的行業(yè)之一。在過去的10年里，先進技術的發(fā)展使汽車制造商的開發(fā)、設計、制造和分銷過程發(fā)生了重大變化——更安全輕便的產(chǎn)品、嶄新的設計、更低的成本和更短的開發(fā)與制造周期。

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

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

3D打印在福特的應用
福特使用Ultimaker的桌面級3D打印機設計并制造裝配工具，如夾具、治具和量具。利用3D打印，這些設計復雜的工具能夠直接在生產(chǎn)現(xiàn)場被低成本、高效率地打印出來。

在汽車模型的開發(fā)過程中，位于德國科隆的福特試驗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特定的任務和模型而設計的，僅福特福克斯系列車型，就需要50多種不同的裝配工具。這些工具最初由試點工廠開發(fā)，之后再由福特所有的歐洲工廠進行現(xiàn)場3D打印。

通常，外購這些工具耗費的時間較長，從而影響開發(fā)進度，且成本較高。

為了優(yōu)化工作流程，福特的增材制造團隊決定，將Ultimaker的桌面級3D打印機集成到工作流程中。“福特選擇Ultimaker，是因為打印質量、可靠性及成本能達到最佳平衡�！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3D打印的優(yōu)勢在于材料，大量的耗材和廣泛的材料特性，為實際應用提供了正確的解決方案。僅采用一種增材制造工藝，該打印設備便可滿足最多樣化的應用和操作環(huán)境要求。耗材及其強度、彈性、耐熱性和耐久性等材料性能，皆在可預期的變化范疇中。對于3D打印而言，至關重要的是，在不損失材料性能的情況下，保質保量地進行打印。

使用桌面級3D打印機的一個關鍵因素是開放式耗材系統(tǒng)。3D打印生產(chǎn)工具可單獨適用于來自不同材料供應商的具有不同材料特性的耗材。由于Ultimaker的開放式耗材系統(tǒng)可以使用多種材料進行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打印機的這一特征在生產(chǎn)設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，應用程序不僅形式多樣化，而且適用范圍特別廣泛。

打印質量和效果
硬件、軟件和材料的完美協(xié)調，對于實現(xiàn)高質量的打印效果至關重要。

為了滿足汽車工業(yè)對工業(yè)耗材日益增長的需求，Ultimaker與領先的材料生產(chǎn)商合作，利用Ultimaker打印機，將專為工業(yè)3D打印而開發(fā)的高質量工程塑料和復合材料推向市場。

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

短短一年時間，眾多領先的材料生產(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打印材料推向專業(yè)市場。

截至2019年4月，已有超過80家公司為“Ultimaker材料聯(lián)盟項目”共同開發(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及打印材料，使得材料生產(chǎn)商能夠開發(fā)和維護材料配置文件，讓用戶可以在開放式耗材系統(tǒng)的桌面級3D打印機上真正輕松地使用這些材料。打印配置文件預先配置在可自由訪問的Ultimaker Cura軟件上并供使用。用戶無需手動輸入打印參數(shù)，通過訪問預配置的設置即可自動打印。即便是對技術要求最嚴苛的塑料，也能與Ultimaker的3D打印機兼容，實現(xiàn)工業(yè)應用。

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

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歐元的費用。原先外協(xié)件的設計、制造周期平均要10周，現(xiàn)在即使是復雜的裝配夾具，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3D打印機。

科隆的開發(fā)團隊為其他生產(chǎn)工廠提供工具設計，這些工具可在24小時內(nèi)直接現(xiàn)場打印完成，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用領域拓展。

文章來源：現(xiàn)代塑料網(wǎng)