在制造業(yè)不斷發(fā)展的今天，尋找更高效、更經(jīng)濟(jì)的工裝夾具制造方法成為企業(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的通過(guò)加工金屬零件并焊接固定來(lái)制造工裝夾具的方法，雖然熟悉且具有一定的可預(yù)見(jiàn)性，但卻存在諸多問(wèn)題，而 3D 打印技術(shù)的出現(xiàn)為這一領(lǐng)域帶來(lái)了全新的變革。

傳統(tǒng)制造方法存在諸多缺點(diǎn)。首先，熟練的人力資源日益減少，77%的制造商認(rèn)為吸引和留住工人是個(gè)持續(xù)存在的問(wèn)題，而掌握 CNC 加工等專(zhuān)業(yè)技能的人員愈發(fā)稀缺，需求卻不斷增長(zhǎng)。其次，交付周期漫長(zhǎng)，依賴(lài)傳統(tǒng)制造方法往往無(wú)法及時(shí)滿(mǎn)足更換工具或夾具的需求，訂單交付可能需要一周甚至更長(zhǎng)時(shí)間，嚴(yán)重影響運(yùn)營(yíng)效率。再者，成本高昂，加工、焊接和裝配工裝夾具的成本較高，與材料用量大、勞動(dòng)力需求高、交付周期長(zhǎng)以及制造量等因素有關(guān)。此外，設(shè)計(jì)和工藝受到限制，機(jī)加工制造零件的復(fù)雜程度受物理?xiàng)l件制約，影響夾具的優(yōu)化設(shè)計(jì)。同時(shí)，傳統(tǒng)夾具通常較重且不符合人體工學(xué)，增加了工人受傷的風(fēng)險(xiǎn)，而且其利用率低，導(dǎo)致錯(cuò)失提升效率和生產(chǎn)力的機(jī)會(huì)。

與之相比，3D 打印的聚合物工裝夾具具有顯著優(yōu)勢(shì)。在勞動(dòng)力和技能要求方面，學(xué)習(xí)和操作 FDM 擠壓式 3D 打印機(jī)相對(duì)簡(jiǎn)單，打印運(yùn)行中無(wú)需人力監(jiān)督，人工操作主要集中在打印前后，后處理操作也較為簡(jiǎn)便。在周轉(zhuǎn)時(shí)間上，F(xiàn)DM 技術(shù)能在數(shù)小時(shí)內(nèi)完成夾具生產(chǎn)，遠(yuǎn)快于傳統(tǒng)機(jī)加工所需的數(shù)天、數(shù)周。成本方面，工裝夾具小批量生產(chǎn)時(shí)，3D 打印成本更低，且能避免材料浪費(fèi)。設(shè)計(jì)上，3D 打印不受機(jī)加工的物理和幾何限制，可實(shí)現(xiàn)自由設(shè)計(jì)，優(yōu)化夾具與作業(yè)的匹配度和操作員的使用體驗(yàn)。此外，3D 打印的聚合物夾具更輕，操作更便捷，能一體成型，減少裝配時(shí)間，提高作業(yè)效率，改善人體工學(xué)設(shè)計(jì)，降低工人受傷風(fēng)險(xiǎn)，還能提高夾具的可用性，增加其在制造車(chē)間的普及率，提升整體生產(chǎn)效率。

對(duì)于 3D 打印能否取代金屬的疑慮，答案是在適當(dāng)?shù)膽?yīng)用中是可行的。雖然塑料與金屬性質(zhì)不同，但在具體應(yīng)用中，如使用耐用的工程級(jí)熱塑性塑料進(jìn)行 3D 打印，通常是機(jī)加工金屬夾具的理想替代方案。針對(duì) 3D 打印機(jī)資本支出的合理性、勞動(dòng)力資源和引入新技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)等疑慮，都有相應(yīng)的解決方案。例如，可通過(guò)服務(wù)機(jī)構(gòu)試用 3D 打印，快速培訓(xùn)現(xiàn)有人員操作 3D 打印機(jī)，從小規(guī)模開(kāi)始采用分階段方法引入 3D 打印技術(shù)等。

眾多成功案例也充分證明了 3D 打印夾具的優(yōu)勢(shì)。福特汽車(chē)公司通過(guò) 3D 打印車(chē)窗玻璃安裝夾具，實(shí)現(xiàn)了夾具更輕、成本更低且更易用；Mercury Marine 使用 3D 打印貼標(biāo)夾具，縮短了交付周期，降低了成本；Senga Engineering 和 Christopher Tool 利用 3D 打印 CMM 夾具，節(jié)省了時(shí)間和成本，提高了檢測(cè)精度。

機(jī)會(huì)成本方面，以制作 10 個(gè)固定夾具為例，傳統(tǒng)制造成本為 5000 美元，而 3D 打印成本僅為 2500 美元，差額 2500 美元就是傳統(tǒng)制造方法的經(jīng)濟(jì)機(jī)會(huì)成本，同時(shí)還存在時(shí)間機(jī)會(huì)成本。

綜上所述，3D 打印工裝夾具為制造業(yè)帶來(lái)了巨大的機(jī)遇，能夠?qū)崿F(xiàn)可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)和時(shí)間效益，提升生產(chǎn)流程的速度、效率和適應(yīng)性，從而提高整體產(chǎn)量和利潤(rùn)率。企業(yè)應(yīng)抓住這一機(jī)遇，積極采用 3D 打印技術(shù)，實(shí)現(xiàn)制造工藝的創(chuàng)新和升級(jí)。