对于制造商来说，在保持高质量零件的同时最大限度地提高生产速度是成功的关键。
在本指南中，我们概述了在内部创建有效的夹具、夹具和其他制造辅助工具背后的原则，重点是利用 3D 打印来降低成本、缩短开发时间并创建更高效的生产工作流程，从设计工程师到制造车间技术人员。
什么是夹具和固定装置？
夹具和固定装置是制造和装配过程中用于固定、支撑、紧固或固定产品和设备的工具。
在最基本的形式中，夹具和夹具将零件固定在特定位置，同时承受来自二次操作的力，而不会使夹持的零件发生不可接受的偏转、移动或旋转。因此，它们是称为制造辅助工具的更大工具组的一部分 manufacturing aids，因为它们可以促进、简化或提高各种制造和装配过程的效率。
夹具和固定装置的区别
虽然夹具和固定装置都用于与产品接触并被称为工件夹持装置，但它们的用途确实略有不同：
1、夹具： 设计用于固定工件或产品的工具和装置，同时还引导设备以确保正确对齐并避免误导或损坏
2、固定装置： 夹具、钳口、虎钳、卡盘、曲轴或其他将工件固定到位以在二次加工过程中固定工件的装置
夹具和固定装置通常都是定制的，以紧密匹配特定零件的独特几何形状，对于夹具，也可以为设备定制。夹具和固定装置通常用于焊接、钻孔、成型或装配等过程。
夹具或导轨固定工件，并引导在 Formlabs SLA 3D 打印机上以 Durable Resin 打印的刀具。
Dorman Products（右）用于加压软管测试和通过/禁止压力计的测试夹具，使用灰色树脂 Form 3 进行 3D 打印 Grey Resin。
夹具和固定装置的用途是什么
夹具和固定装置用于许多不同类型的制造过程， 提高效率、解决问题并降低工厂车间的成本。制造商使用大型标准化机器进行铣削、成型或机加工等重复工艺，但每种产品都不同。夹具和夹具是使一台机器能够为许多不同的产品工作的解决方案。
传统上，许多设备制造商在他们的机器中提供制造辅助工具，但这些辅助工具通常是标准化的，以适应一组假定的零件。标准化也适用于更重、笨重的金属件，这些金属件可能难以处理，并且它们可能不适合机器购买者将要创建的整个产品范围。然后需要定制的夹具和固定装置，以使机器即使在新产品和工艺出现时也能正常工作。
夹具和固定装置的类型
夹具和夹具的类型与制造工艺和零件一样多——每个夹具和夹具都旨在为特定零件执行特定功能。它们可以像缸体一样简单，也可以像多部件曲轴一样复杂。
以下是制造场景中常用的几种夹具和夹具。这些夹具类型中的许多也可以用作固定装置——也就是说，夹具可以引导设备，但也可能只是将零件固定到位。
夹具
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固定装置
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| 成型夹具 |
软钳口夹具 |
| 加工夹具 |
夹 |
| 装配夹具 |
显示 |
| 喷漆/涂装/后处理夹具 |
夹具 |
| 成型夹具 |
曲轴 |
夹具、固定装置和替换零件都被认为是制造辅助工具，可以在内部高效且经济地进行 3D 打印，以减少停机时间并提高生产率。
如何制作自己的夹具和固定装置
传统上，夹具和夹具是模制、加工或铣削的，通常由最终使用它们的机器制造商制造。例如，钻头制造商可以制造和提供一系列钻头导向夹具以及钻头。尽管这些夹具或固定装置可能适用于多个零件，但它们仅适用于一小部分产品，当制造商拥有新产品或更改产品时，他们会不知所措。
由于这些限制，美高梅mgm1888公司官网正在成为一种更广泛使用的制造辅助工具的方法，例如夹具和fixtures. 美高梅mgm1888公司官网的夹具和固定装置可以按需和内部制造，并且具有成本效益，可以小批量生产或用于定制应用。
设计定制夹具和固定装置
使用适当的测量工具和能够实现复杂几何形状（如 3D 打印）的制造方法，可以轻松设计定制夹具和固定装置。首先，根据 CAD 设计、卡尺测量或零件和设备的 3D 扫描在 CAD 中设计模型。您生成的设计可以是 3D 打印、加工或用作创建模具的母版。
设计定制夹具和夹具的最佳实践
有几种方法可以优化定制夹具和夹具的设计流程，包括：
1、增加几何复杂性： 3D 打印可以实现复杂的特征，并添加数字、名称、日期和其他相关信息，而无需额外费用。
2、减少零件数量： 传统上，多零件夹具和固定装置的模制有一定程度的困难，但通常可以一体式 3D 打印，从而简化了工作流程。
3、在设计中构建基准特征： 夹具和夹具包含理想化特征（例如完美的直角）使成品零件的检测更容易、更准确。
4、增强以提高刚性： 添加增强肋和圆角可提供额外的结构，而不会显着增加零件的成本或制造时间。
5、添加螺纹嵌件以提高耐用性： 在 3D 打印零件上添加螺纹嵌件或凹槽以在拧紧螺栓时约束螺母，从而提高 3D 打印夹具或夹具的耐用性。
6、留出余量以清除加工碎屑： 在夹具和夹具上添加凹槽、通道和圆角边缘有助于在产生碎屑的减材过程中用于固定零件时轻松去除多余的材料。考虑用户体验： 7、设计夹具或夹具，使其可以单手使用，轻松识别放置错误，并在没有人工支持或交互的情况下固定零件。
典型的铣削和组装的拐角定位器由三块螺栓固定板组成，为切屑楔入创造了更多机会。
3D 打印拐角定位器的典型几何形状，具有缓和的边缘、光滑的浮雕口袋和无接缝，所有这些都不会增加零件的成本。
定制夹具和固定装置的材料
夹具和夹具可以由多种材料制成，并且通常使用与它们支持的工作流程相同的材料（并通过相同的工艺）制造。通常，制造商在内部或通过外包供应商生产金属机床（尽管有时是POM（Delrin）或其他塑料）。加工需要昂贵的设备和熟练的劳动力来进行
CAM
设置和机器操作。此外，大多数工具由多个零件组件组成，增加了复杂性。外包需要数周的交货时间和高昂的成本。因此，生产此类定制和及时的工具可能具有挑战性。然而，根据零件所承受的力，并不总是需要用金属生产这些工具。
选择材料时，请考虑成本、制造难易程度、交货时间和结构需求。各种塑料材料的定制夹具和固定装置可以通过增材制造或通过更传统的工艺（如铣削）制造。
Ashley Furniture 使用 3D 打印来取代机械车间的外包固定装置，将其成本降低一半。
这些对准销在 Form 3 系列 SLA 打印机上打印，采用耐用树脂打印，可快速将销钉重新定位到简单的网格工作上。
Koshi Kagaku Kogyo 的自动装配机使用许多用 Fuse 1 SLS 3D 打印机打印的夹具和夹具。
增材制造塑料可以具有一系列材料特性，从较软的硬度橡胶类材料（如 Formlabs的弹性 50A 树脂 或 柔性 80A 树脂 ）到坚硬而坚固的材料（如 PEEK、 Formlabs 刚性 10K 树脂 或 Formlabs SLS 材料（ 如尼龙 12 粉末）。 等特种材料ESD 树脂 具有独特的优势，例如安全消散静电放电，这对于电子组装等应用至关重要。
这一系列的材料选项使制造商能够根据性能调整其设计或材料选择，而不会使机加工或模制的助剂过时。增材制造的塑料夹具和固定装置的交货时间通常要短得多，并且可以在几个小时内在内部制造。
金属夹具和固定装置仍应用于高温、负载非常重的应用，或者通过数百或数千次重复保持工艺相同的应用，这使得磨损和耐用性非常重要。金属制造助剂比塑料更昂贵，交货时间通常至少为两周，而且更重且更不符合人体工程学。
定制夹具和固定装置的制造方法
夹具和夹具通常需要小批量或单个零件。一种制造辅助工具通常可用于一个过程的多次重复，或者它们对于不会重复的定制过程是必需的。根据所需的数量，大多数是通过铣削（一种从固体材料块上雕刻零件的减材工艺）或通过增材制造（也称为
3D 打印）制造的。这两种工艺适用于高精度和定制的零件，并且通常比传统的多步骤工艺（如成型）的交货时间更短。
如果应用需要夹具的金属夹具，对于高热或高力应用，加工是合适的制造方法。然而，随着 3D
打印技术在准确性和材料可用性方面的进步，它们提供了一种通常更实惠、更快的替代方案。在许多情况下，制造商可以依靠先进的聚合物，如硬质 10K
树脂或尼龙粉末，用于以前仅使用金属完成的夹具和固定装置。
美高梅mgm1888公司官网定制夹具和夹具
在过去的几年里，高分辨率美高梅mgm1888公司官网机变得更加实惠、更易于使用、更可靠。因此，现在更多的企业可以使用美高梅mgm1888公司官网技术，但是在各种竞争的美高梅mgm1888公司官网解决方案之间进行选择可能很困难。 阅读本技术指南 ，比较三种最成熟的 3D 打印技术， 熔融沉积建模 （FDM）、 , 立体光刻 （SLA） 和 选择性激光烧结 （SLS）。 .
3D 打印夹具和固定装置通常使用 FDM 制造，因为它快速、易于使用且成本低。但是，SLA 和 SLS 更适合需要以下条件的制造辅助工具：
更高的分辨率、更好的精度和更光滑的表面光洁度
卓越的机械特性，如强度和耐久性
复杂设计
更高的通量
下表总结了在 3D 打印制造辅助工具的 SLA 或 SLS 之间进行选择的一些关键注意事项。查看 Formlabs 的深入 技术比较 ，了解更多详情。
| SLA 3D 打印 - Form系列 |
SLS 3D 打印 - Fuse1系列 |
| 精细的细节和光滑的表面光洁度 |
坚固、稳定、经久耐用的工具 |
| 材料范围更广 |
无需支撑，更适合复杂设计 |
| 更易于使用 |
更多的打印量 |
| 降低硬件成本 |
对于大型生产来说，成本效益更高 |
美高梅mgm1888公司官网夹具和夹具的优点
增材制造 （AM），也称为 3D 打印，是一种强大的解决方案，可以快速、低成本地制造制造辅助工具in-house. 美高梅mgm1888公司官网夹具和固定装置是制造商更好地控制其供应链、提高运营效率、降低成本并减少错误、货物损坏或浪费的一种方式。
美高梅mgm1888公司官网夹具和固定装置的可访问性
美高梅mgm1888公司官网机可以购买并带入内部，间接成本或占地面积要求相对较低。像 FormlabsForm 3+ 这样的桌面 3D 打印机具有广泛的材料特性。台式机器（如 FormlabsForm 3L SLA 3D 打印机）或工业功率激光烧结技术（如Fuse 系列 SLS 3D 打印机）的价格也很实惠，不需要许多传统大型 3D 打印机的复杂基础设施系统。
Form 3+ 是一款极具性价比的桌面 SLA 3D 打印机。
Fuse 系列 SLS 3D 打印机具有方便、直观的工作流程、占地面积小且价格实惠。
更好地控制供应链
在内部拥有这些技术意味着负责一个过程（例如热成型或喷漆）的员工可以轻松访问美高梅mgm1888公司官网技术来生产定制夹具或夹具。整个过程只需不到一天的时间，从而减少了停机时间，并几乎立即改进了工作流程。制造商控制着生产中涉及的更多元素，并且可以轻松确定定制夹具或夹具可以立即对工作流程产生积极影响的任何区域。
使用 3D 打印夹具和固定装置减少损坏的货物
美高梅mgm1888公司官网是创建夹具和固定装置的良好解决方案，可减少损坏的货物或设备。传统的工件夹具系统（如虎钳和夹具）无法固定和支撑具有非常精细细节的非晶形状或零件。如果使用它们，它们可能会因贴合不良或强行连接而造成损坏。例如，与由铣削的塑料或金属块制成的刚性夹具相比，定位用较软硬度材料
3D 打印的夹具可能会减少装配过程中的震动。
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