福特公司利用3D打印重塑高效制造 | Ultimaker成功案例

編者薦語：

自 1914 年成立以來，福特公司始終致力于推動汽車制造業(yè)發(fā)展創(chuàng)新。從 115 年前率先開發(fā)移動裝配線（也被稱為福特生產(chǎn)模式）到如今采用增材制造，福特公司一直在超前謀劃，通過提高生產(chǎn)率、人體工程學(xué)和質(zhì)量控制來加速實(shí)現(xiàn)汽車制造。

當(dāng)許多公司開始探索增材制造的可能性時(shí)，福特再次領(lǐng)先一步，為加快汽車生產(chǎn)線效率做準(zhǔn)備，利用3D打印實(shí)現(xiàn)高效制造生產(chǎn)。今天，與大家分享福特歐洲如何利用 Ultimaker 3D 打印技術(shù)重塑高效生產(chǎn)。

案 例 概 覽

公司名稱

福特汽車公司

所處行業(yè)

汽車制造

挑戰(zhàn)

福特公司在汽車生產(chǎn)中會使用定制工具

通常是為某一特定任務(wù)和模型而設(shè)計(jì)

如果通過外包創(chuàng)建這些工具

需要花費(fèi)大量時(shí)間，且費(fèi)用非常昂貴

解決方案

成立一支專注于增材制造的團(tuán)隊(duì)

采用FFF 3D打印

提供一種更快速、更實(shí)惠

且更便于操作的解決方案

成果展示

節(jié)省成本和時(shí)間

實(shí)現(xiàn)本地制造

延長生產(chǎn)線正常運(yùn)行時(shí)間

打造更符合人體工程學(xué)的工具

1 福特汽車公司

福特公司在德國科隆設(shè)有試點(diǎn)工廠，該工廠會在新車投入批量生產(chǎn)之前，率先完成各式新車設(shè)計(jì)方案的創(chuàng)作。試點(diǎn)工廠擁有一條完整的小規(guī)模生產(chǎn)線，在汽車投入生產(chǎn)之前，工程師會利用這條生產(chǎn)線展開數(shù)年的開發(fā)工作。Lars Bognar是福特公司亞琛研發(fā)及高級工程團(tuán)隊(duì)的研發(fā)工程師，一直致力于打造優(yōu)化的工作流程，以此創(chuàng)建適合福特公司制造工藝的夾具、治具和夾具。

試點(diǎn)工廠使用的定制3D打印工具

2 采用3D打印

福特公司的員工在生產(chǎn)汽車時(shí)會使用多種定制工具。這些工具通常是為某一特定任務(wù)和模型而設(shè)計(jì)的。如果通過外包創(chuàng)建這些工具，則需要花費(fèi)大量時(shí)間，并且費(fèi)用非常昂貴。為了更快速地獲得所需工具，福特公司團(tuán)隊(duì)決定試用3D打印，將其作為一種可能的解決方案。

Ultimaker Cura 的界面簡單易用，任何人都可以通過該界面自行創(chuàng)建工具

3 創(chuàng)建工具、治具和夾具

許多制造工廠利用3D打印來優(yōu)化當(dāng)前的制造工藝。而通過試點(diǎn)工廠的專用3D車間，福特公司能夠在新車投入批量生產(chǎn)之前，創(chuàng)作出所有正確的設(shè)計(jì)。這使福特公司的工程師能夠花更多時(shí)間在迭代各項(xiàng)定制工具的設(shè)計(jì)上。福特公司希望其創(chuàng)建的工具，不僅可以縮短汽車的制造時(shí)間，還可以為員工打造符合人體工程學(xué)的體驗(yàn)。這就是為什么對于福特公司而言，能夠?yàn)槠鋺?yīng)用場景創(chuàng)作正確的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

在批量生產(chǎn)前，工具在試驗(yàn)工廠創(chuàng)建

4 實(shí)現(xiàn)本地制造

借助Ultimaker 3D打印機(jī)，本地員工也可以3D打印所需的工具。福特公司正逐步將Ultimaker 3D打印機(jī)投放到歐洲各地(例如西班牙、意大利和羅馬尼亞)的工廠中。德國的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將以電子方式提供設(shè)計(jì)方案，通過3D打印，這些工具隔天就可以投入使用。

而福特公司再次向前邁進(jìn)了一步。借助Trinckle的生成軟件解決方案Paramate，這些工廠的員工無需擁有其他3D設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)即可生成夾具。科隆的團(tuán)隊(duì)將借此創(chuàng)建可用于手柄和磁力支架等工具的組件。工程師將載入汽車設(shè)計(jì)文檔，添加手柄（為汽車添加部件時(shí)所需的空閑空間），之后通過軟件生成夾具�？梢詫⒃撛O(shè)計(jì)直接發(fā)送至Ultimaker Cura，并通過當(dāng)?shù)氐腢ltimaker S5機(jī)器進(jìn)行打印。

通過 Trinckle 的軟件，員工能夠生成可直接發(fā)送至 Ultimaker 3D 打印機(jī)的工具

5 3D打印的優(yōu)勢

到目前為止，試點(diǎn)計(jì)劃已為福特公司帶來諸多益處。與傳統(tǒng)的制造或外包流程相比，每項(xiàng)定制工具都可以為公司節(jié)省大量資金。僅制造福特�？怂挂环N車型就需要使用50多種定制設(shè)計(jì)的工具、治具和夾具。福特公司也一直在為生產(chǎn)線中的生產(chǎn)機(jī)器尋找備用部件。通過打印這些部件，不僅可以大大延長機(jī)器的正常運(yùn)行時(shí)間，而且生產(chǎn)線不需要長時(shí)間停止運(yùn)作。

3D打印帶來的效益不僅僅局限在經(jīng)濟(jì)效益方面。很多3D打印工具都可以為福特公司的員工帶來出色的人體工程學(xué)體驗(yàn)。如果長時(shí)間使用傳統(tǒng)的金屬工具，隨著時(shí)間的推移，員工會覺得工具越來越重，并且這些工具還會影響員工的健康狀況。而Ultimaker的材料大都極為堅(jiān)固，可以替代金屬工具，更便于裝配人員開展工作。

僅一種車輛模型就使用了 50 多種定制 3D 打印工具

6 后續(xù)計(jì)劃

福特公司正在迅速擴(kuò)展其3D打印能力。在優(yōu)化工作流程以創(chuàng)建工具、夾具和固定裝置的同時(shí)，他們正在了解有關(guān)3D打印可能性的更多信息。Lars不僅希望創(chuàng)建工具和固定裝置，還在探索使用3D打印創(chuàng)建備用部件和最終部件的可能性�！拔覀兿Ｍ�更進(jìn)一步，利用3D打印技術(shù)打印備用部件。我們希望針對增材制造進(jìn)行設(shè)計(jì)，并能夠?yàn)樯�產(chǎn)車輛打印生產(chǎn)部件�！�

福特公司試點(diǎn)工廠開發(fā)的各種 3D 打印夾具和固定裝置

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