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3D 列印治具如何改善線束組裝?Raise3D Pro3 Plus 澳洲製造案例

10月7日
讀畢需時 5 分鐘

已更新:4天前

製造現場的效率,往往取決於細節:工具是否容易拿取、零件能否快速定位、每次鑽孔是否都要重新量測。當這些動作每天重複,便會累積成工時與品質管理的負擔。

澳洲客製化電纜組件製造商 Open Wiring Systems,將 Raise3D Pro3 Plus 3D 列印機導入日常營運,製作工具固定座、組裝治具、鑽孔導引器與線束零件。這個案例呈現了 3D 列印在打樣之外的價值:讓現場能依實際需求製作輔助工具,逐步改善製造流程。


使用 Raise3D Pro3 Plus 3D列印電線組零件
使用 Raise3D Pro3 Plus 3D列印電線組零件


多樣化產品需求,讓製造工具也需要客製化

Open Wiring Systems 為澳洲及全球客戶提供客製化電纜組件,服務範圍涵蓋國防、鐵路與道路、醫療、休閒車及太陽能光電等產業。


不同產品的線材配置、零件形狀與組裝方式各異,通用工具未必能滿足所有工作站。因此,企業需要能配合產品變動的製造方案,也需要供應商提供技術支援與備用零件。公司總經理 Harry Antoguelli 曾使用其他品牌的 3D 列印機,卻因供應商支援不足遭遇問題。後來透過澳洲經銷商 Bilby3D 導入 Raise3D Pro3 Plus 時,售後支援與當地零件供應成為重要考量。


3D列印專用工具
3D列印專用工具

對製造業而言,設備的價值必須連同好維護、容易操作與穩定持續運作等條件一起評估。


Raise3D Pro3 Plus 的四種製造現場應用


1. 手工具固定座:讓工具配置符合工作順序

Open Wiring Systems 為各組裝工作站製作專用工具固定座,將作業需要的工具安排在指定位置,方便人員取用與歸位。工具配置更一致,有助於減少尋找與整理,也讓新進人員更容易理解工作站的操作方式。當工具或作業步驟改變時,固定座可依新需求重新設計。

3D列印手動工具支架
3D列印手動工具支架


2. 組裝治具:固定位置,簡化後續操作

客製化組裝治具可將後續的組件固定在特定位置與方向,方便人員安裝其他零件、五金與線材。把原本依靠手持或經驗判斷的動作,轉化為明確的定位方式,有助於建立一致的組裝流程。治具也能成為操作教學的一部分,協助不同人員依相同步驟作業。

3D列印組裝夾具
3D列印組裝夾具


3. 鑽孔導引器:減少重複量測與標記

部分零件需要在指定位置鑽孔。Open Wiring Systems 使用 3D 列印鑽孔導引器,讓人員將導引器放在零件上,即可辨識鑽孔位置,減少每件產品重新量測與畫線的動作。實際導入時,仍應依精度、使用頻率與磨耗情況驗證設計;對反覆使用的導引器,可評估搭配金屬鑽套,並檢查定位與孔位是否維持要求。

3D列印鑽孔導引器
3D列印鑽孔導引器


4. 線束零件:支援設計修改與按需製作

除了製造輔助工具,Open Wiring Systems 也以 Pro3 Plus 製作線束相關零件,包括連接器相關零件、安裝支架及線材保護罩。3D 列印能讓新設計較快進入實體驗證,修改後也不必為每次版本變更重新開模。但列印仍涉及材料、設備、人工與驗證成本,是否適合正式生產,需要依數量及使用條件判斷。

接線連接器、安裝支架和穿線硬體的護罩
接線連接器、安裝支架和穿線硬體的護罩


台灣企業可以學習什麼?從工作站改善開始

先選擇頻繁發生、容易量化的問題

線束加工、電子組裝、機械設備與五金製造業,可先盤點哪些工序需要反覆找工具、手持定位或調整方向等。第一個專案可從單一工作站的工具固定座或定位治具開始。問題範圍清楚,才容易比較導入前後的差異,也能降低初期設計與驗證負擔。


讓操作人員參與設計,建立改善循環

現場人員最清楚工具怎麼拿、零件在哪裡卡住,以及哪些動作容易出錯。讓工程師與操作人員共同確認需求,再透過「設計、列印、試用、修正」的循環調整,比只依圖面製作更容易符合現場需求。若使用 Autodesk Fusion 等 CAD 工具建立模型,也可保存尺寸與版本,方便後續修改、複製至其他工作站。


用工時與品質判斷效益

建議先記錄原有作業,再用相同條件比較治具導入後的結果:

  • 每件產品的組裝時間。

  • 工作站換線或換型時間。

  • 重工與定位錯誤次數。

  • 治具製作、修改與更換成本。

例如,每件產品若節省 20 秒,每月生產 3,000 件,理論上可減少約 16.7 小時的作業時間。這是估算示例;是否能轉化為產能或成本效益,仍取決於人力安排及產線瓶頸。


把治具納入標準作業管理

確認有效的治具,應保存模型、版本、列印設定與使用說明,並指定管理人員。工作站 SOP 可同步記錄工具位置、定位方式及檢查項目,讓改善成果可以複製,也能避免使用過期版本。

若列印件涉及電氣絕緣、阻燃、承載或其他關鍵功能,則需依實際使用要求完成材料與零件驗證。


常見問題:3D 列印治具適合哪些製造需求?

*3D 列印治具能取代金屬治具嗎?

可作為部分定位、工具收納與輔助組裝用途的選項。高負載、高溫、反覆磨耗或精度要求嚴格的工序,應先驗證,也可評估列印本體搭配金屬零件的設計。


*3D 列印能取代射出成型嗎?

需要依產品數量、材料、外觀及品質要求比較。經常修改、少量製作或需要客製化的零件,可評估3D列印;設計穩定且大量生產的產品,則應比較射出成型的總成本。


*導入3D列印設備時,除了價格還要看什麼?

應同時評估材料適用性、列印穩定性、維護需求、技術支援、零件供應,以及內部是否有人能持續設計與改善。能否建立可重複使用的流程,會影響設備的長期效益。


起點設計:從現場需求規劃 3D 數位製造

Open Wiring Systems 的案例提供了一個務實方向:從具體工序出發,以客製化工具與治具改善日常作業,再逐步擴大應用。起點設計提供 3D 列印設備、建模應用與教育訓練服務,協助企業評估現場需求,規劃合適的數位製造導入方式。


想知道哪些工作站適合導入 3D 列印治具?歡迎帶著現有零件、作業照片或組裝流程,與起點設計討論第一個改善專案。




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