从10–13周缩短至3周：通用汽车利用Stratasys FDM 3D打印加速车身工装制造
在汽车制造过程中，工装夹具直接影响装配效率、生产精度与产线准备周期。尤其在新车型导入和试生产阶段，工装通常需要根据产品设计及生产工艺进行调整，其制造周期往往成为影响生产准备进度的重要因素。
传统金属工装虽然能够满足强度和耐用性要求，但对于部分大型定位、装配及辅助制造工具而言，机加工周期长、重量大、修改成本高等问题，也给汽车制造商带来了新的挑战。
通用汽车（General Motors，简称GM）在雪佛兰探界者（Chevrolet Equinox）的生产过程中，采用 Stratasys F900 工业级 FDM 3D打印机及 ASA 热塑性材料制造车身包边工装，成功将工装制造周期从10–13周缩短至3周，同时实现显著减重与成本优化。
1、车身包边工装：传统铝制工具面临交付周期与重量挑战
在汽车车身制造中，包边是一项重要的钣金连接工艺，通常用于将车身内外板边缘连接在一起。相应的包边工装需要配合车身结构，辅助完成定位和连接操作。
在雪佛兰探界者的生产过程中，GM 使用一套大型后轮罩包边工装，将内外钣金翼子板连接在一起。
按照传统制造方式，这类工装通常由整块铝材通过机加工制成，制造周期需要10–13周。
这一周期对试生产阶段的工装准备提出了挑战。如果在生产准备过程中发现设计需要调整，工装修改或重新制造可能进一步延迟项目进度。
与此同时，传统铝制工装重量达到75磅（约34千克），操作过程中需要借助起重辅助设备进行定位。较大的重量和移动惯性，也增加了工装与车身钣金发生硬接触、造成表面损伤的潜在风险。
对GM而言，如何在满足实际装配需求的同时，缩短工装交付周期、降低工具重量，成为此次工装制造优化的重点。
2、Stratasys FDM解决方案：采用ASA材料直接制造包边工装
针对上述问题，GM选择使用 Stratasys F900 工业级3D打印机，结合 FDM ASA 热塑性材料，直接制造后轮罩包边工装，以替代传统的铝制机加工方案。
FDM（熔融沉积成型）技术通过逐层沉积热塑性材料构建三维实体，可用于制造多种工业工装、定位夹具及功能零件。
与传统减材制造相比，FDM无需从整块金属坯料中逐步切削出最终结构，而是依据数字模型直接构建零件，从而减少部分工装制造过程中的加工准备工作。
在此次应用中，GM采用的 ASA 工程热塑性材料具有良好的尺寸稳定性和耐候性能，适用于多种工业级工装应用。
通过 F900 打印包边工装，GM获得了三方面的制造优势。
缩短工装交付周期
数字模型可直接用于增材制造，减少传统金属工装所需的部分加工环节，帮助GM更快获得生产所需的工具。
降低工装重量
相比铝制结构，采用热塑性材料制造的工装显著减轻了重量，降低了操作人员在生产现场移动和定位工具的难度。
提高设计调整灵活性
对于需要修改结构的工装，数字化制造方式能够支持更快速的设计迭代，减少重新组织复杂机械加工流程所带来的时间压力。
3、从13周到3周：工装制造效率实现显著提升
GM最终成功将3D打印包边工装应用于实际制造操作，并在交付周期、重量及成本三个方面取得了明确成果。
制造周期缩短70%–77%
传统铝制包边工装需要10–13周才能完成制造，而采用 Stratasys F900 打印后，工装在3周内完成制造。
制造周期缩短约70%–77%，为试生产阶段的工装准备和设计调整提供了更大的时间灵活性。
工装重量降低56%
传统铝制工装重量为75磅（约34千克），3D打印后的工装重量降至33磅（约15千克），整体减重56%。
由于重量显著降低，操作人员无需再借助起重辅助设备即可完成工装定位，改善了装配操作的人体工程学条件。
更轻的工装也有助于降低移动过程中与车身钣金发生硬接触的风险。
总体制造成本降低74%
除交付周期和重量优化外，GM的3D打印包边工装总体制造成本相比传统铝制方案降低74%。
这一结果表明，对于符合材料性能及使用要求的生产工装，工业级3D打印可以成为传统金属机加工之外具有成本竞争力的制造选择。
4、从单件工装到数字化制造：3D打印拓展汽车生产工具的制造方式
汽车制造涉及大量定位夹具、装配辅助工具、检具及专用生产工装。不同工具在结构复杂度、使用频率、材料性能和交付周期方面有着不同要求。
对于部分大型、定制化且需要快速交付的工装，传统机加工制造方式可能带来较长的等待周期。尤其在新产品导入、试生产和产线调整阶段，工装交付速度对生产计划具有直接影响。
GM的实践说明，通过选择合适的应用场景与工程材料，FDM 3D打印能够将工装制造进一步融入数字化生产流程。
从设计模型到工装制造，再到实际装配使用，数字化制造方式使企业能够更灵活地响应生产需求，同时优化工具重量和制造成本。
对于汽车及其他工业制造企业而言，3D打印工装夹具的价值不仅体现在单件工具的制造效率，更体现在缩短生产准备时间、提高设计调整灵活性，以及支持现场按需制造的潜力。
Stratasys FDM工业级3D打印解决方案可支持汽车、航空航天、电子及工业制造等领域的工装夹具应用，帮助企业根据不同工装的使用要求，选择适合的设备与工程材料。
从装配定位工具到生产辅助夹具，探索工业级增材制造如何帮助企业缩短工装交付周期、优化生产流程。
