| ka2012 |
2014-07-10 11:30 |
寶馬開發(fā)3D打印指套保護工人指關節(jié)
位于德國慕尼黑的寶馬汽車裝配工廠正在推進一項試點項目，探究一種創(chuàng)新型人體工程學工具所能帶來的好處。該工具是一個有彈性的手指套，防止工人在執(zhí)行某些裝配操作時，拇指關節(jié)承受過量壓力導致的應力損傷。此時點項目的靈感來源于寶馬公司與慕尼黑工業(yè)大學人體工程學系合作完成的一篇論文學術成果。 M
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每一個具有彈性的裝配輔助指套都是獨一無二的，因為它們都是根據每位工人手掌的形狀和尺寸而量身定制的。寶馬集團在公司內部自己加工出了這些矯正固定工具，并且額外使用了先進的3D打印生產工藝。創(chuàng)新矯正指套率先應用在裝配流程中的橡皮塞安裝工序上，為了更好的完成涂漆工藝，橡皮塞需要利用拇指按壓入排水孔內。然而即便對于那些肌肉力量出眾的人而言，這種操作還是有些吃力的。 cm +P]8o%{
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為了有效避免拇指關節(jié)的過度拉伸，熱塑性聚氨酯手指套是十分必要的，就如同第二層皮膚一樣保護整個拇指區(qū)域。在拇指關節(jié)部位，裝配輔助指套擁有非常好的彈性，拇指可以不受限制的隨意移動；拇指外側的塑性材料得到強化，如果手指拉伸過度，強化組件就會發(fā)生碰撞，形成一個有效的穩(wěn)固裝置。得益于輔助指套工具，按壓橡膠塞所需的力從拇指區(qū)域傳向了整個手腕部位。 62NsJ<#>
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最初的實際測試中，來自工人們的反饋意見都是正面評價，對指套的使用持肯定態(tài)度；現在開展的評估工作為：在將來的生產領域把裝配輔助工具作為標準工具加以應用，會有怎樣的成效。 PZzMHK?hP
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每一個指套都是為它的使用者特別訂制的，為了實現這個目的，工人們的拇指需要在一個可移動3D人工掃描儀下進行數據采集。基于標準化生產布局，采集的拇指尺寸數據先被加工處理，然后轉化成若干個圖層；每個圖層的厚度如同人們的頭發(fā)直徑，然后指套工具通過選擇性激光燒結工藝制造完成。利用圖層的數據信息，塑料粉末在預加熱結構腔中通過二氧化碳激光進行有選擇的熔融。在這種加工工藝下，塑性材料不但能夠準確地呈現圖層設計的形狀，還可以與之前完成的部分有效地結合在一起。 $<O D31T
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使用的原材料為熱塑性聚氨酯，特別適合加工具有靈活性的矯正固定指套；通常來說，聚氨酯有一定彈性，但在較高的材料強度下能夠形成結實堅固的塑料制品；機械抗張強度較高，確保材料可以抵擋連續(xù)的高強度拉伸，而不發(fā)生撕裂。寶馬公司對聚氨酯材料的研發(fā)已經有很多年了，現在終于獲得了可以投放市場的創(chuàng)新材料。該創(chuàng)新材料的最大優(yōu)勢在于，通過組合不同的加工工藝參數，可以制造出多種用于不同機械元件特性的定制化產品。 l%=;
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從1989年開始，寶馬公司就把創(chuàng)新型生產程序作為概念化快速成型技術加以應用，現在已經獲得了長足的進步；根據各種特殊的零部件需求，寶馬公司還會選用不同的工藝和材料。除了選擇性激光燒結成型技術，還有很多其他先進技術：平板印刷、Polyjet噴射3D打印、熔融沉積成型、金屬流動熔煉（stream smelting）。利用這些技術，寶馬公司每年加工10萬個零部件，既有小型塑料夾，也包括設計模型以及用于功能測試的汽車元器件。利用創(chuàng)新型生產程序進行小批量生產可以節(jié)約經濟成本，因為它們往往不需要成型刀具，簡化生產流程，所以特別適用于汽車研發(fā)和測試中。
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