*文章来源：中关村在线
工装夹具是一种工具，它在引导切削或加工工具进行特定操作，同时保持和支撑工件，如常见的钻模类型，它将钻头导向所需的位置。夹具又称卡具，从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。生产工装夹具的工艺有多种，其中，以cnc技术为人熟知。但随着3d打印技术不断地成熟发展，不少制造商也开始利用3d打印机来定制夹具。
为什么相比cnc外包，越来越多企业选择使用3d打印制作工装夹具？因为3d打印能帮助制造业实现以更低成本，进行更快速敏捷交付。
3d打印助力spacex航天部件翻修工作
作为spacex的重要供应商之一，elite aerospace负责承担于spacex部分航天部件的翻修工作。如何满足spacex回收后快速重复发射的商业模式，成为了公司工作的重中之重。由于每次发射的火箭都有迭代，且实际损耗的部位不同，无法提前预知。因此如何快速地定制开发出夹具成为了elite aerospace在承接spacex的猎鹰火箭翻修任务中巨大的挑战之一。
在spacex研发人员的推荐下，elite aerospace公司开始使用3d打印机来制作夹具。在使用3d打印技术后，他们不仅达到了spacex的交付时间要求，同时也为整个项目节省了数百万美元的经费。
而作为面向制造业企业使用的3d打印设备，原型制作和工装夹具是pro2系列用户使用比较多的两个应用场景，在打印任务和工装产线的需求中，约有15% 都与之相关。raise3d 的pro2系列是一款基于fdm/fff 3d打印技术的3d打印机，fdm/fff 熔融沉积成型，和传统的注塑成型工艺接近，是一种将各种热塑性的材料（pla、abs或尼龙等材料）加热熔化，再逐层堆积的制作技术，这种技术的特点在于可以，一机多用，同时兼容多种熔点在300℃以内的材料。
图 | raise3d支持的夹具使用材料种类十分丰富
多项材料的选择满足了不同的工业客户的需求，尽管都是顶尖的工业客户，但根据行业或者使用场景而言，每一家企业对于材料的使用偏好也会有所不同。如tesla偏好使用petg材料，相较于一般打印使用的pla或者abs材料，petg除了较易打印之外，还具有一定的韧性，在夹具装配时不会刮伤车漆表面，并且对于一般的汽车用油，清洁剂、肥皂液等具有一定的耐化学性能。
而波音公司则更多地使用raise3d的设备打印通用的pla材料。pla（聚乳酸) 是一种生物基热塑性高分子材料，具有优异的生物可降解性，是较为常用的3d打印材料。它除了可以满足超大尺寸零件打印的同时，材料价格还非常便宜（每公斤仅20-30美元），并且拥有鲜艳的各种颜色选择，波音公司通常选择橙色、黄色或者鲜绿等亮眼的颜色，以区别不同的定位体系，这对于飞机装配定位的准确性和快速辨认非常有帮助。
用户案例
意大利3d打印工作室forma在为建筑工作室批量定制木头钻孔夹具时，采用了多色的pla耗材，用以明确朝向。在打印时还充分利用了raise3d e2复制模式的优势，同时打印制作两个夹具，节约了一半的生产时间。
当需要制作一些更高性能、耐高温，可替代铝合金的轻量化部件时，则可以选择如尼龙12碳纤维增强复合耗材。通过碳纤维短纤维的增强，使打印的零件拥有卓越的刚性和强度，良好的耐热性、并具有优异的强度/重量比。
与传统cnc制造的铝合金部件相比，制作的夹具重量轻了接近3倍，以其小批量定制的需求预估成本，无论是生产或是时间成本，都可以大幅减少。
当可以通过“以塑代钢”的方式大幅减少cnc加工后，夹具的加工时间缩短了50-70%，价格也比外发给长江、珠三角的cnc加工更便宜。
对于诸如日本、韩国、台湾等发达的制造产业地区来说，raise3d的3d打印机系列逐渐成为选择产品。根据idc日本分部的统计，pro2系列在2018-2020年间，连续三年成为日本地区畅销的3d打印设备，至2021年， pro2系列在全球的销量达到20,000台。
随着国内3d打印市场的逐渐成熟，2019年raise3d开始启动国内市场。目前在国内为上汽、商飞、特斯拉、安波福、大疆、skf等企业的研发部门和生产部门的工程师提供3d打印设备。
上月，我们基于真实的用户数据，举行了一场关于工装夹具应用的研讨会，围绕着3d打印夹具案例、材料选择以及成本预估等方面探讨：“工厂究竟需要什么样的3d打印机？”
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