福特汽车与增材制造——小材料创造大不同

汽车行业是最早真正实现3D打印好处的行业之一。在过去的十年里，先进的技术进步导致汽车制造商的开发、设计、制造和分销流程发生了重大变化——更安全、更轻的产品、新的设计、更低的成本以及更短的开发和制造流程。Allied Market Research的一项研究表明，3D打印在各个方面为现有产品和功能增加了价值，使其在汽车行业不可或缺。3D打印的成功故事始于汽车的初步设计。如今，增材制造技术也进入了汽车行业的其他领域，并逐渐显示出其潜力。3D打印在福特的应用示例是，福特使用Ultimaker的桌面级3D打印机来设计和制造夹具、夹具和测量工具等装配工具。一般来说，这些工具设计复杂，成本效益高，生产速度快，可以直接在现场生产。

在科隆的实验工厂，福特在汽车设计和开发过程中利用3D打印技术优化了特定产品夹具、工具和模板的生产流程。德国科隆的福特实验工厂已经使用了3D打印技术。这家工厂拥有一整套小型生产设备，在这家工厂进行的新车型设计也已基本成熟。在汽车模型的开发过程中，工程师需要定制大量合适的生产工具，这些工具往往是为特定的任务和模型设计的。仅福特福克斯系列的生产就需要50多种不同的装配工具，这些工具最初是在试点工厂开发的，然后在所有欧洲工厂进行现场3D打印。通过外部制造商购买这些工具需要花费大量时间，成本高昂，并且可能会减缓开发进度。为了优化工作流程，福特的增材制造团队决定将Ultimaker的桌面级3D打印机集成到工作流程中。福特选择Ultimaker是因为打印结果的质量和可靠性与成本成最佳比例， “福特增材制造研究工程师Lars Bognar说。桌面级3D打印的优势在于材料，通过多样化的耗材实现了多种工具。大量的耗材和广泛的材料特性为实际应用提供了正确的解决方案。通过只使用一种增材制造工艺on设备可以满足最多样化的应用和操作环境的要求。消耗品及其材料的财产几乎无穷无尽：强度、弹性、耐热性、强度、弹性和耐久性都在预期变化范围内。对于3D打印技术来说，在不影响材料性能的情况下确保打印的质量和数量至关重要。

使用桌面级3D打印机的一个关键因素是开放式耗材系统，在该系统中，3D打印生产工具可以单独应用于来自不同材料制造商的具有不同材料财产的耗材，以实现各自的应用和制造。由于Ultimaker的开放式耗材系统可以使用制造商的多种材料进行3D打印，传统的制造工具将被轻便耐用的塑料工具所取代。3D打印机的这一特点在生产设备、工具和装配辅助方面尤为突出，展示了增材制造工艺的颠覆性潜力，并带来了示范性的变化。特别是在装配工具方面，应用程序不仅具有非常多样的形式，而且具有广泛的应用。硬件、软件和材料的完美协调对于呈现高质量的打印效果至关重要。为了满足汽车行业对工业耗材日益增长的需求，Ultimaker正与领先的材料制造商合作，使用Ultimaker打印机销售专门为工业3D打印设计的高质量工程塑料和复合材料。Ultimaker于2018年4月成立了Ultimaker材料联盟项目，旨在满足工业级3D打印材料日益增长的需求。在短短一年的时间里，包括帝斯曼、巴斯夫、杜邦、欧文斯康宁、阿科马、吉普和雷曼兄弟在内的许多领先材料制造商积极利用……

Ultimaker的打印配置助手可以快速将各种高性能FFF 3D打印材料带入专业市场。截至2019年4月，已有80多家公司为Ultimaker材料联盟项目联合开发了FFF 3D打印的材料配置文件。此外，Ultimaker为材料制造商提供的软件包括广泛的研发知识以及公司的打印材料，使材料制造商能够开发和维护材料配置文件，使用户能够在开放耗材系统的桌面级3D打印机上真正轻松地使用这些材料。打印配置文件在可自由访问的Ultimaker Cura软件上预先配置并提供使用。用户可以通过访问预先配置的设置自动打印，而无需手动输入打印参数。即使是技术要求最高的塑料也可以通过Ultimaker的3D打印机集成到工业应用中。

使用Ultimaker Cura 3.6软件探索桌面级3D打印的更多应用可能性的好处是显而易见的：由于工件数量较少，制造成本相对较低；使用传统方法制造的工具更轻，可以更快地适应额外的需求。与传统生产中的传统工具成本相比，每个工具可以节省1000欧元用于打印和组装夹具和夹具等辅助工具。从包括平均10周的设计和制造在内的外部合同来看，即使是复杂的装配夹具现在也最晚可以在10天内完成。

福特在所有欧洲工厂都使用台式3D打印机。科隆的开发团队为其他生产工厂提供工具设计，可以在24小时内直接在现场打印。此外，辅助装配工具比传统工具轻70%。仅在福特，就有50多种不同的添加剂工具用于福特福克斯系列生产。尽管增材制造目前只是福特的一项生产援助，但其在其他领域的应用仍在探索中。

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