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福特汽车公司:利用3D打印技术重塑高效生产

福特汽车公司:利用3D打印技术重塑高效生产

【概要描述】自1914年公司成立以来,福特一直在推动汽车制造业的创新。从115年前发明移动装配线——也被称为福特主义,到今天使用添加剂制造,福特一直在不断地超前思考,通过提高生产率、符合人体工程学和质量控制来加速汽车制造的发展。当许多公司开始探索增材制造的可能性时福特再次领先一步为加快汽车生产线效率做准备福特在德国科隆的试验厂在投入大规模生产之前,都会开创每款新车设计的先河。他们有一条完整的小规模生产线,可以

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  • 发布时间:2019-06-03
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自1914年公司成立以来,福特一直在推动汽车制造业的创新。从115年前发明移动装配线——也被称为福特主义,到今天使用添加剂制造,福特一直在不断地超前思考,通过提高生产率、符合人体工程学和质量控制来加速汽车制造的发展。

当许多公司开始探索增材制造的可能性时

福特再次领先一步

为加快汽车生产线效率做准备

福特在德国科隆的试验厂在投入大规模生产之前,都会开创每款新车设计的先河。他们有一条完整的小规模生产线,可以在投产前几年开发研究汽车。Lars Bognar是位于亚琛的福特研究与先进工程团队的研究工程师,他一直致力于为福特的制造过程创建优化的工作流程,以制作治具、工具和夹具。



 

在试验厂使用的定制3D打印工具

利用3D打印技术

福特的员工在汽车生产过程中使用许多定制工具。这些通常是为一个特定的任务和模型设计的。在公司外部创建这些工具非常耗时且昂贵。为了更快获得成果,福特的团队决定试用3D打印作为一种可能的解决方案。

一个专门的增材制造团队成立了,并开始投入了一个使用SLS技术的成功项目。项目成果的反响很好,但是印刷品仍需经过特殊处理。这也是福特开始采用Ultimaker公司的FFF技术的原因。它提供了一个更便捷经济的解决方案。如此一来,不仅是工程师,即便是当地的工人也可使用3D打印机来制造他们所需工具。

“ 福特选择Ultimaker是因为它性价比较高,我们喜欢它的可靠性。”
 


 

在添置Ultimaker S5之前,福特从Ultimaker 3开始试验



 

Ultimaker Cura的简单界面设置便于任何人自行创建工具
 

先行创建工具、夹具和治具

许多制造工厂采用3D打印技术来优化当前的制造流程。然而,通过在试验厂建立一个专门的3D车间,福特能够在新款车投入大规模生产之前确保设计到位。于是,这也给了工程师们更多时间迭代所有定制工具的设计。福特想要创造的工具,不仅可以缩短汽车的制造时间,而且符合人体工程学。这就是福特能够为应用创建正确设计的原因。

“ 开放式耗材系统使我们能够使用工业材料, 有助于我们为大规模生产制造更耐用的工具和夹具。”



 

在开始大规模生产之前,工具均由试验厂完成制造



 

仅福特福克斯就拥有超过50个定制的3D打印工具


当地制造业的应用

通过使用Ultimaker 3D打印机,本地工人也可以利用3D打印技术制造他们所需的工具。福特公司正在欧洲各地的工厂,如西班牙、意大利和罗马尼亚,安装Ultimaker 3D打印机。德国的设计团队将提供电子设计,通过便捷的3D打印技术,这些工具可以在第二天立即投入使用。

但福特考虑得更加周全。使用Trinckle的生成软件解决方案Paramate,这些工厂的工人可以在没有任何3D设计经验的情况下生成夹具。位于科隆的团队将创建一些可供使用的工具组件,比如手柄和磁铁夹等。工程师会加载汽车的设计,增加手柄、打开放空间让他们在车上添加零件,之后软件将生成夹具。这个设计可直接发送至Ultimaker Cura,并与Ultimaker S5机器一起在本地打印。

“ 如今,只有熟练的工艺工程师才能设计出复杂的夹具。在未来,即使是未经训练的工人也可使用这个软件来创建自己的工具。”



 

Trinckle的软件能帮助工人生成工具,并直接发送到Ultimaker 3D打印机
 

得益于3D打印

截至目前,试验厂给福特公司带来良好的影响。与传统的制造或外包相比,每个定制工具可以节省大量的资金。仅福特福克斯而言,就已使用超过50种定制设计的工具、夹具和治具。福特还在寻找生产流水线生产机器的零部件的可能性。通过打印这些部件,它们大大延长了机器的正常运行时间,且生产线无需长时间暂停。

然而,3D打印技术带来的不仅仅是经济效益,这些3D打印工具更是给福特员工的身心健康带来了很大好处。长期使用传统的金属工具,工作量较为繁重,且随着时间的推移,会对工人的健康产生影响。依照Ultimaker目前的材料范围足以替代金属工具,这给组装人员相对减轻了工作负担。


 

福特试验厂开发的各种3D打印夹具和治具
 

展望未来

福特正在迅速扩大其3D打印应用范围。在优化工作流程以制造工具、夹具和治具的同时,他们正在学习更多关于3D打印的可能性。Lars不仅在寻找创建工具和夹具的更多可能性,还在探索使用3D打印创建配件和最终部件的可能性。“我们想有所突破,同时也想要3D打印零件。我们希望能继续为增材制造进行设计,并打印能生产车辆的零部件。

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