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    北京奔驰利用3D打印技术效率提升6倍

      [  中关村在线 原创  ]   作者:名人彩票新加坡2分彩   |  责编:李刚

          背景:从世界上第一辆蒸汽机汽车诞生至今,德国奔驰陪同汽车工业走过了200多年的历史。汽车的生产制造环节仍然是重中之重,每一个配套零件的设计研发、生产,到最后的组装,决定了一个汽车品牌的价值和车辆的品质。作为德国奔驰最大的海外工厂,北京奔驰通过创新改善工装夹具,将智能、按需制造技术引入到整车的生产环节当中,成为高品质汽车生产线上不可或缺的元素。

    奔驰海外最大工厂—北京奔驰年产40万辆

    北京奔驰利用3D打印技术效率提升6倍
    北京奔驰

           北京奔驰于2005年8月成立,是北京汽车股份有限公司与戴姆勒股份公司、戴姆勒大中华区投资有限公司共同投资,集研发、发动机与整车生产、销售和售后服务为一体的中德合资企业,也是首个德国本土以外的梅赛德斯-奔驰汽车发动机制造工厂,由最初的设计年产10万台汽车增长到现在实际年产40万辆,作为中国最先进的世界级制造企业,主要生产梅赛德斯-奔驰C级、E级、GLK SUV和GLC SUV四大车系,正在引进GLA系列,以"拓展行驶空间,提高生活品质"为使命,北京奔驰正在向中国用户提供先进的与奔驰全球标准一致的产品和服务。

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    北京奔驰工具车间

           作为世界级的汽车制造工厂,北京奔驰为了缩短开发周期,提高生产线的装配效率,每一条生产线上需要大量的工装夹具来辅助装配工人进行组装,同时还需要各种检测工具和异形卡尺来保证装配的精度,而工装夹具的优化和创新成为北京奔驰生产制造流程中非常重要的一环,在智能制造的规范和标准下,北京奔驰将完成大量针对具体生产环节的创新改善工作,其中就包括对工装夹具的优化和改善。

    北京奔驰面对的挑战:加速研发、降低成本、提高效率

    北京奔驰利用3D打印技术效率提升6倍
    北京奔驰的汽车检测环节

           智能工厂和智能制造在北京奔驰主要体现在信息化和柔性化,面对信息进行快速反应,去解决实际生产环节中遇到的问题,过去大量的工装夹具需要机加工和铸造,前期需要找到外部供应商,然后进行方案讨论、报价、比价等环节,最后进行采购,交付之后在生产线上进行试装,然而大部分情况下需要进行多次修改,效率很低,大部分工装夹具使用金属材料,还需要金属夹具表面覆盖一层防划保护层,从沟通到最终交付的周期非常长,会严重拖慢生产线的生产进度。

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    北京奔驰的全员改善计划

           北京奔驰目前现有的三大产品平台包括前驱车工厂、后驱车工厂和发动机工厂,如今正在建造电动车工厂,同时进行电动车的研发和前期试做,而制造标准化电池的工装夹具是生产环节中非常重要的一环,按照2万片的产量,正常人工需要3个月时间才能完成,而通过优化的工装夹具在同样的人力工作量下只需要2周的时间,如果通过外部供应商来设计夹具并进行电池加工,则需要50万人民币的成本支出,而最终在制造工程一部的全员改善部门的协同下,只需要4500元的费用支出,时间周期的缩短和制造成本的降低(成本降低99% 效率提升6倍)都由这个30人组成的创新团队来进行推动和实施,虽然每个人在项目中发挥不同的职能,但都对北京奔驰的创新优化负责。

    引入3D打印辅助北京奔驰的创新改善与优化

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    北京奔驰工具车间

          作为目前最先进的智能制造排头企业,2016年,北京奔驰为了改善生产线的装配效率,对工装夹具进行改造,推动在自动化和精益化方向上进行业务创新,北京奔驰制造工程一部的全员改善创新部门成立,面向北京奔驰所有生产线进行工装夹具优化和创新改善,引入Stratays F370 3D打印机辅助设计验证和工装夹具的开发。

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    工具车间内的Stratasys F370 3D打印机

          3D打印在工业生产环节中主要涉及三个环节,分别是产品研发阶段的设计辅助、组装生产阶段的个性化工装夹具开发、为实现智能制造的小批量和定制化生产。

    北京奔驰利用3D打印技术效率提升6倍 北京奔驰工程师在操作3D打印机

           在北京奔驰这个世界工厂内,由全员改善部门推动的工装夹具优化和改善大大提高效率,如北京奔驰全员改善部门工程师郑松鹤介绍:“利用StratasysF370 3D打印机进行夹具的设计验证,在生产线上进行试装运行,然后进行优化,最后交付供应商进行机加工生产,与之前的夹具开发流程相比,省去了前期沟通、验证试装环节,另外,ABS材料具有不错的耐磨性,兼具结构验证和实用性,和机加工或铸造金属夹具相比,能够很快进行试装验证,完全符合北京奔驰的柔性化改善方向。”

    北京奔驰利用3D打印技术效率提升6倍 北京奔驰利用F370 3D打印机打印出的装配检测工具测试件

           Stratasys F123系列的产品支持水溶性支撑材料,打印的结构去除支撑更容易,能够保证打印出模型的品质,除了材料特性和效率之外,良好的稳定性也是北京奔驰在采购之初非常看重的一点,在实际使用过程中也验证了F123的稳定性。

    展望:3D打印技术将为北京奔驰研发和装配提速提效

           StratasysF370这台3D打印机在北京奔驰制造工程一部目前只能服务几条产品线,然而全员改善创新部门却是面对整个北京奔驰的所有生产线,除了用于工装夹具的验证开发之外,在北京奔驰的总装车间的各条生产线上,为了保证装配品质,装配零件的同时要进行测量和检测,异性检测工具和测量卡尺的需求非常多,需要大量的异性测量工具和质检工具,关键环节的检测精度要求在0.01毫米,未来也需要利用3D打印机进行设计辅助和开发。

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    北京奔驰工程师在操作Stratasys F370进行工装夹具的测试打印

          据了解,在梅赛德斯-奔驰德国总部,同样采购了Stratasys F370进行设计辅助和研发相关工作,3D打印作为现进制造不可或缺的技术方案,北京奔驰对于品质的认知看齐德国奔驰,未来将会有越来越多的汽车结构利用3D打印技术辅助开发和小批量加工,加速电动汽车的开发和试制周期。

           作为北京奔驰的创新部门,全员改善部门希望有机会看到更加多样化的技术和应用,据了解,北京奔驰的设计研发部门和创新改善部门早已在探讨和论证3D打印技术在汽车研发和生产应用的细化流程和具体实施方案,包括汽车零件的设计辅助、工装夹具优化、异性卡尺设计研发等大量的开发工作,3D打印在汽车行业应用的深度和广度将达到前所未有的程度。

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