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2024-06-28 【3D列印應(yīng)用】Audi Sport：快速製作3D列印工具 輔助新車款推出的秘訣
【3D列印應(yīng)用】Audi Sport：快速製作3D列印工具 輔助新車款推出的秘訣
當(dāng)新款?yuàn)W迪 E-Tron GT 推出時(shí)，位於德國海爾布隆的 Audi Sport Bôllinger Höfe 工廠迅速需要近 200 種新工具、夾具和固定裝置來進(jìn)行生產(chǎn)。設(shè)計(jì)這些工具需要花費(fèi)大量時(shí)間。外包生產(chǎn)有時(shí)可能需要數(shù)週到數(shù)月的時(shí)間。這就是設(shè)計(jì)自動(dòng)化和 3D 列印為 Audi Sport 提供無與倫比的工作流程的地方。
Audi Sport Böllinger Höfe 工廠是一家高端汽車生產(chǎn)工廠。其主要生產(chǎn)高性能奧迪 R8 和全電動(dòng)奧迪 E-Tron GT。這些汽車都是這家著名德國汽車製造商的頂級(jí)產(chǎn)品。裝配線上寫滿了德國人的高效率。光禿禿的車籠裝在機(jī)器人平臺(tái)上，並安裝在頂部軌道上。然後，這列由專用車輛組成的列車會(huì)經(jīng)過許多月臺(tái)，在這些月臺(tái)上安裝訂單指定的零件。很難發(fā)現(xiàn)相鄰的兩輛相同的車廂，這使得整個(gè)操作過程更加令人印象深刻。
每個(gè)站都有有限的時(shí)間來組裝零件並將其安裝到車廂上。因此，優(yōu)化和高效的工作流程對(duì)機(jī)械師來說至關(guān)重要?？脱u化工具、夾具和固定裝置在使機(jī)械師的工作更快、更輕鬆和更符合人體工學(xué)方面發(fā)揮了巨大作用。
Audi Sport 公司的 3D 列印專家 Cem Guelaylar 說："我們?cè)谶@裡為工廠生產(chǎn)了近 800 種工具和夾具。 "外包需要的時(shí)間不只是兩三週、四周或幾個(gè)月。這取決於供應(yīng)商和向供應(yīng)商提交訂單的流程。3D 列印幫助我們?cè)诤芏痰臅r(shí)間內(nèi)獲得了這些工具。工人們找到我們說，我需要一個(gè)夾具來組裝汽車。
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針對(duì)不同應(yīng)用的不同工具
有一些自訂工具可以幫助在安裝過程中對(duì)齊零件。例如，在安裝車頂或車外標(biāo)誌時(shí)。這樣既能提高最終汽車的一致性和質(zhì)量，又能節(jié)省每輛車的安裝時(shí)間。品質(zhì)控制工具確保所有汽車都符合奧迪的最高標(biāo)準(zhǔn)。這些客製化夾具安裝在汽車部件上，用於測量對(duì)齊和公差。例如，奧迪運(yùn)動(dòng)公司創(chuàng)建了一個(gè)客製化夾具，用於將抬頭顯示器（HUD）聚焦在汽車儀表板上。該夾具使用兩束激光，投射到已安裝的 HUD 上。當(dāng)雷射對(duì)準(zhǔn)時(shí)，表示反射玻璃安裝正確。
許多零件在安裝到汽車上之前都需要組裝。在中央流體板上安裝管子，在中央控制單元上安裝電纜和散熱片，等等，不一而足。如果只是簡單地將這些部件放在工作臺(tái)上，工作就會(huì)變得非常困難。這就是奧迪運(yùn)動(dòng)在其工廠中使用許多夾具的原因。這些夾具將零件固定到位，方便快速組裝。這些夾具不僅能節(jié)省時(shí)間，對(duì)生產(chǎn)的一致性也有很大影響。許多夾具的設(shè)計(jì)也對(duì)工人的人體工學(xué)產(chǎn)生了積極影響。例如，將工具固定在更好的工作方向。
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用幾分鐘而不是幾小時(shí)設(shè)計(jì)零件
因此，當(dāng)新的 E-Tron GT 推出時(shí)，製造近 200 種不同的工具、夾具和固定裝置就成為了一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。而且他們需要在短時(shí)間內(nèi)完成這些工作，才能開始生產(chǎn)。設(shè)計(jì)這些工具需要花費(fèi)大量的時(shí)間和專業(yè)知識(shí)。它們必須精確、便於使用且易於生產(chǎn)。這正是 trinckle 的 fixturemate 發(fā)揮重要作用的地方。 Fixturemate 是專門設(shè)計(jì)用於建立組裝夾具的軟體。一個(gè)零件被導(dǎo)入並設(shè)定成正確的角度。然後透過添加底板、零件需要支撐的位置和孔來創(chuàng)建夾具，以便將其安裝到桌面上。此外，還有一個(gè)現(xiàn)成工具庫，例如夾具。該軟體對(duì)用戶非常友好，任何人都可以使用。在傳統(tǒng) CAD 軟體中設(shè)計(jì)工具可能需要數(shù)小時(shí)，而在 fixturemate 中只需要 10-20 分鐘。
「我們開始在這裡生產(chǎn)奧迪 E Tron GT 全電動(dòng)車。這款新車需要近兩百個(gè)夾具和工具。Fixturemate 幫助我們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)提供了大量的夾具，」Guelaylar 說。 「我們將零件放入Fixturemate，幾分鐘內(nèi)就能從這個(gè)軟體中取出夾具。通常，在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，我們需要兩個(gè)小時(shí)、三個(gè)小時(shí)或四個(gè)小時(shí)，這取決於零件的大小，F(xiàn)ixturemate 非常易於使用。」
Audi車隊(duì)使用 3D 列印技術(shù)的好處
奧迪車隊(duì)不僅需要快速設(shè)計(jì)零件，還需要在很短的時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)。工具的外包生產(chǎn)成本高昂，而且可能需要數(shù)週至數(shù)月的時(shí)間。因此，奧迪公司開始建立 3D 列印室。透過 Ultimaker S5 等多臺(tái)列印機(jī)，奧迪車隊(duì)可以滿足他們的工俱生產(chǎn)需求?，F(xiàn)在，只需花費(fèi)很少的成本，就能在一天內(nèi)列印出工具。無需詢價(jià)、向供應(yīng)商介紹，也無需等待零件生產(chǎn)和交付。當(dāng)零件不符合要求時(shí)，可以直接改進(jìn)並重新列印。
適合工作的材料
大多數(shù)的夾具都是使用 Tough PLA 列印出來。這種材料具有與 ABS 相似的彎曲和強(qiáng)度特性，但列印起來非常容易，沒有 ABS 的難題。還有使用 TPU95a 列印的保護(hù)汽車零件的工具。這種柔軟的材料非常適合防止零件受損。
借助 UltiMaker 的生態(tài)系統(tǒng)，奧迪車隊(duì)還可以使用數(shù)百種第三方材料。這些材料通常具有非常特殊的性能。 Audi Sport 使用的其中一種材料是防靜電聚乳酸（ESD-safe PLA），用於處理電子元件的夾具。使用 Ultimaker Cura 準(zhǔn)備使用這些材料進(jìn)行 3D 列印毫不費(fèi)力，因?yàn)榱杏≡O(shè)定檔在市場上免費(fèi)提供。
"我們使用Tough PLA，因?yàn)樗阋饲乙嘴妒褂谩Ｎ覀兪褂肨PU 主要是為了保護(hù)汽車零件。我們也使用防靜電安全材料，有時(shí)使用ABS 或PETG。對(duì)我們來說，3D 列印對(duì)我們的工廠和工人來說是一件非?？焖俸陀袔椭氖虑椋?quot;Guelayler 繼續(xù)說道。
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參考資料