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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,防止工人在執行某些裝配操作時,拇指關節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大學人體工程學系合作完成的一篇論文學術成果。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。為了有效避免拇指關節的過度拉伸,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域。在拇指關節部位,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,強化組件就會發生碰撞,形成一個有效的穩固裝置。得益于輔助指套工具,按壓橡膠塞所需的力從拇指區域傳向了整個手腕部位。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。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。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的高強度拉伸,而不發生撕裂。寶馬公司對聚氨酯材料的研發已經有很多年了,現在終于獲得了可以投放市場的創新材料。該創新材料的最大優勢在于,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。從1989年開始,寶馬公司就把創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(streamsmelting)。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。利用創新型生產程序進行小批量生產可以節約經濟成本,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和測試中。
關鍵字標籤:拇趾外翻
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