3D 打印定制燃油喷嘴夹具：提升拾取放置效率

总部位于威斯康星州的 STS Technical Group 已有近四十年历史，专注于为制造商提供人员配置、技术设计和工程解决方案。公司在美国拥有超过 250 名专业人员，始终与制造技术同步演进，提供满足现代生产环境需求的前沿服务。

STS 选择 Formlabs 的 SLA 3D 打印平台，主要看中其庞大的材料库、医疗级质量和卓越的表面光洁度——这些属性对于制造必须经受严苛制造条件的零部件至关重要。

为您的零部件选择合适的生产工艺

在开发新零件时，选择生产工艺——铸造、机加工或 3D 打印——需要对设计复杂度、材料性能和成本进行仔细评估。以下是 SLA 3D 打印用于工业零部件的主要优势：

• 亚 25 微米层分辨率，细节表现优于传统铸造或机加工。
• 高度复杂设计的材料和工装成本更低。
• 交货周期极短——以天计而非周。
• 无需后续机加工，省去昂贵设备和熟练工人的依赖。
• 提供种类丰富的耐用、轻量化树脂及金属填充复合材料。
• 数字文件可保存、复用和修改，无需维护实体库存。
• 设计可集成螺丝孔、六角腔等特征，便于安装。
• 面对冲击力时，树脂零件会优雅失效，而金属零件可能变形但仍保持公差内。
• 易损件的更换成本更低，周转更快。
• 表面可直接喷漆或涂覆。
• 因熔化、崩刃或开裂而难以机加工的材料，可安全打印。
• 重量减轻降低了物流成本。

虽然金属零部件通常强度更高，但许多应用场景下，工程树脂已能满足要求，尤其是当零件几何形状和性能指标与 SLA 能力匹配时。选材时需考虑工作环境——温度、湿度、腐蚀性介质等。大尺寸打印机如 Form 3L 可在不牺牲分辨率的前提下生产大型零件。

设计与打印定制燃油喷嘴夹具

拾取放置作业要求夹具能可靠抓取精密部件、保持一致定位并经受反复循环。夹具设计必须考量：

• 与燃油喷嘴的材料兼容性（如避免表面划伤）。
• 抓持力与接触面积，以均匀分布受力。
• 喷嘴几何形状——通常为圆柱体且带有复杂特征。
• 下游工艺所需的间隙和公差。
• 安装便利性，包括集成六角腔用于紧固件。

传统气动夹具通常采用 V 型夹爪，易导致应力集中，造成夹具和喷嘴双双磨损。它们也缺乏精细定位所需的精度，往往需要额外的对齐设备。

STS 利用 3D 打印制造出全包裹、径向运动的夹具，突破了上述限制。流程始于用 Creaform 激光 3D 扫描仪 扫描燃油喷嘴，配合 VX Elements 建模软件。该扫描提供了精准、高分辨率的数字副本，免去人工测量，实现精确 CAD 建模。

初始原型在 Formlabs Form 3 SLA 打印机 上使用 Standard Black Resin 打印，以验证配合与功能。设计证明了单次打印即可成型夹具的两半，展示了 SLA 制造的速度与灵活性。

量产阶段，STS 改用 Rigid 4000 Resin，这是一种玻璃填充聚合物，具备卓越刚性、耐用性和高质量表面光洁度，适合在制造环境中反复使用。

白皮书

寻找能提供高分辨率模型的 3D 打印机？下载白皮书 了解 SLA 打印原理及为何它是复杂零件的首选工艺。

成果

新夹具满足所有性能指标：

• 接触面积增加降低了峰值压力，最大程度减少喷嘴损伤和夹具磨损。
• 径向运动提供内部间隙，消除尖锐边缘，确保顺利释放。
• 精准几何实现喷嘴精确对齐，减少额外对夹具需求。
• 夹持力降低，相应减少气动/液压压力需求。
• 集成六角腔简化装配与维护。
• 工序内序列化（如条形码压印）省去后处理贴标环节。

这些优势综合起来，相比传统夹具降低了成本、缩短了交期、提升了整体可靠性。

结语

Formlabs Form 3 平台结合稳健的 CAD 工作流，展示了定制工装制造的有力替代方案。3D 打印零件在耐用性上可媲美甚至超越金属零部件，同时提供卓越的设计灵活性、更快的生产速度和更低的总拥有成本。

STS Technical Group 将继续交付高精度定制方案——利用 3D 打印满足自动化制造不断演进的需求。

白皮书

了解 3D 扫描与打印如何加速您的逆向工程与计量项目。下载白皮书 或 观看网络研讨会 了解更多。