จิ๊กและฟิกซ์เจอร์ถูกใช้เพื่อทำให้กระบวนการผลิตและการประกอบง่ายขึ้นและมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น ลดระยะเวลาของรอบการทำงาน และเพิ่มความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงาน

โดยทั่วไปแล้ว ผู้ผลิตมักจะทำเครื่องมือเหล่านี้ด้วยโลหะผ่านกระบวนการกลึง ไม่ว่าจะทำภายในองค์กรหรือจ้างผู้ให้บริการภายนอก อย่างไรก็ตาม ขึ้นอยู่กับแรงที่ชิ้นงานต้องรับ บางกรณีอาจไม่จำเป็นต้องผลิตเครื่องมือเหล่านี้ด้วยโลหะเสมอไป

วัสดุสำหรับการพิมพ์สามมิติแบบ Stereolithography (SLA) ได้มีการพัฒนาอย่างมาก และมีเรซินเชิงฟังก์ชันหลายประเภทที่เหมาะสมสำหรับการพิมพ์จิ๊กและฟิกซ์เจอร์ด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติ รวมถึง Formlabs Standard Resins และ Formlabs Engineering Resins ผู้ผลิตทั่วโลกได้นำวัสดุเหล่านี้มาใช้แทนฟิกซ์เจอร์โลหะในกระบวนการกลึงอัตโนมัติ สายการประกอบอิเล็กทรอนิกส์ โรงหล่อ และสถานที่ผลิตอื่น ๆ อีกมากมาย

อ่านต่อเพื่อดูตัวอย่างเฉพาะเจาะจง 7 กรณีของจิ๊กและฟิกซ์เจอร์ที่สามารถพิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติได้ เพื่อเป็นแนวคิดในการเริ่มนำการพิมพ์สามมิติมาใช้ในสายการผลิตของคุณ

บทความบล็อกนี้เป็นส่วนหนึ่งที่คัดมาจากไวท์เปเปอร์ของเรา เรื่อง Designing 3D Printed Jigs and Fixtures ดาวน์โหลดไวท์เปเปอร์ฉบับเต็มเพื่อดูภาพรวมอย่างครบถ้วนเกี่ยวกับพื้นฐานการออกแบบจิ๊กและฟิกซ์เจอร์ แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการออกแบบจิ๊กและฟิกซ์เจอร์ที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติ และเคล็ดลับในการตรวจสอบความถูกต้องของฟิกซ์เจอร์ที่พิมพ์ออกมา

แผ่นรองจับชิ้นงานแบบนุ่มสำหรับปากกาจับชิ้นงาน

แผ่นรองจับชิ้นงานแบบนุ่มถูกออกแบบให้ปรับแต่งให้ตรงกับรูปทรงเฉพาะของชิ้นงานแต่ละชิ้นอย่างใกล้เคียง ทำให้สามารถยึดจับชิ้นงานที่มีความซับซ้อนได้มากขึ้น และช่วยป้องกันการเกิดรอยบนชิ้นงานที่ทำจากโลหะเนื้อนุ่มหรือพลาสติก

การพิมพ์สามมิติด้วยวัสดุอย่าง Formlabs Tough Resin เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตแผ่นรองจับแบบนุ่มและจิ๊ก เนื่องจากมีความรวดเร็วในการผลิต และมีต้นทุนการผลิตต่ำ โดยเฉพาะเมื่อต้องจัดการกับรูปทรงที่มีความซับซ้อน

ชิ้นงานที่ถูกจับยึดอยู่ระหว่างแผ่นรองจับแบบนุ่ม ซึ่งพิมพ์ด้วย Formlabs Tough Resin

ตัวนำทางสว่าน

ตัวนำทางสว่านช่วยป้องกันไม่ให้ดอกสว่านเบี่ยงเบนหรือส่ายออกจากตำแหน่ง ทำให้สามารถรักษาค่าความคลาดเคลื่อนเชิงมุมและความกลมของรูเจาะได้ตามที่กำหนด

บูชแบบอัด (press fit) ที่ติดตั้งอยู่ในจิ๊กเจาะ ซึ่งพิมพ์ด้วย Formlabs Tough Resin

บูชสำหรับตัวนำทางสว่านมีทั้งแบบอัด (press fit) และแบบขันเกลียว (screw-in) และสามารถหาซื้อได้จากผู้จำหน่ายอุปกรณ์อุตสาหกรรม เช่น McMaster-Carr โดยบูชที่ออกแบบมาเฉพาะสำหรับการใช้งานกับพลาสติกจะเหมาะสมที่สุดสำหรับจิ๊กที่พิมพ์ด้วย SLA

ให้ใช้แนวทางการกำหนดค่าความคลาดเคลื่อน (tolerancing) จาก Engineering Fit White Paper ของเรา เพื่อกำหนดขนาดรูที่ถูกต้องสำหรับการอัดประกอบ (press fitting)

เกจตรวจสอบแบบผ่าน/ไม่ผ่าน

การตรวจสอบค่าความคลาดเคลื่อนอย่างง่ายโดยใช้เทมเพลตหรือเกจ สามารถช่วยให้ผู้ตรวจสอบคุณภาพตัดสินได้อย่างรวดเร็วว่าชิ้นงานสามารถใช้งานได้ตามวัตถุประสงค์ปลายทางหรือไม่

เกจแบบผ่าน/ไม่ผ่านที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติมีประโยชน์เมื่อการทำงานของชิ้นงานขึ้นอยู่กับความแตกต่างเพียงเล็กน้อยของรูปทรงและขนาด และไม่สามารถวัดค่าเหล่านั้นได้อย่างง่ายดายหรือรวดเร็วด้วยเครื่องมือวัดมาตรฐาน เช่น เวอร์เนียร์คาลิปเปอร์ ไมโครมิเตอร์ หรืออุปกรณ์วัดอื่น ๆ เช่นในกรณีของชิ้นส่วนยางที่มีรูปทรงซับซ้อน

เกจแบบผ่าน/ไม่ผ่านสำหรับตรวจสอบปะเก็นยาง ซึ่งพิมพ์ด้วย Formlabs Clear Resin

เกจแบบผ่าน/ไม่ผ่านเป็นวิธีที่รวดเร็วและมีต้นทุนต่ำในการเพิ่มการตรวจสอบคุณภาพเพิ่มเติมในสายการประกอบหรือสายการผลิต

เคล็ดลับ: ในบางการใช้งาน เกจอาจเกิดการสึกหรอเมื่อใช้งานไปตามเวลา ซึ่งอาจนำไปสู่ความผิดพลาดในการควบคุมคุณภาพ (QC) ได้ เนื่องจากมีต้นทุนต่ำและผลิตได้ง่าย เกจที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติจึงสามารถพิมพ์ใหม่และเปลี่ยนทดแทนได้อย่างสะดวก ตามรอบเวลาที่กำหนดไว้ล่วงหน้าหรือเมื่อจำเป็น เพื่อป้องกันการเบี่ยงเบนของคุณภาพที่เกิดจากเกจที่สึกหรอ โดยปัญหานี้จะเห็นได้ชัดมากในกรณีที่ชิ้นงานที่สัมผัสกับเกจแบบผ่าน/ไม่ผ่านเป็นโลหะแข็ง

จิ๊กสำหรับการประกอบ

สำหรับผลิตภัณฑ์จำนวนมาก การเชื่อมต่อชิ้นส่วนและการติดตั้งชิ้นยึดต่าง ๆ เพื่อสร้างชิ้นประกอบย่อยหรือชิ้นประกอบทั้งหมด เป็นส่วนที่ใช้แรงงานมากที่สุดในกระบวนการผลิต

การพิมพ์จิ๊กสำหรับการประกอบที่ออกแบบเฉพาะตามชิ้นงานด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติ ช่วยลดระยะเวลาของรอบการทำงาน ปรับปรุงสรีรศาสตร์ในการทำงานของช่างประกอบ และเพิ่มความสม่ำเสมอของชิ้นงานในสายการผลิต

จิ๊กสำหรับการประกอบที่ใช้ในการผลิตเครื่องพิมพ์สามมิติ Formlabs Form 2

จิ๊กสำหรับการถอดประกอบ

การถอดประกอบจำเป็นสำหรับการตรวจสอบผลิตภัณฑ์ที่ไม่ผ่านการตรวจสอบ แก้ไขข้อผิดพลาด หรือเข้าถึงอุปกรณ์เพื่อการปรับปรุงสภาพและซ่อมแซม

การใช้จิ๊กสำหรับการถอดประกอบช่วยให้กระบวนการนี้รวดเร็วขึ้น และลดความเสี่ยงต่อการแตกหักของชิ้นส่วน ตัวอย่างเช่น การแยกชิ้นส่วนโครงที่ใช้การล็อกแบบสแน็ป (snap fit) จำเป็นต้องเปิดตัวล็อกทั้งหมดพร้อมกัน เพื่อป้องกันความเสียหายต่อชิ้นงาน

จิ๊กสำหรับการถอดประกอบเพื่อแยกโครงแบบสแน็ปฟิต ซึ่งพิมพ์ด้วย Formlabs White Resin

จิ๊กสำหรับการยึดติด

ต้นทุนที่ต่ำของจิ๊กสำหรับการยึดติดที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติ ทำให้การเปลี่ยนชิ้นส่วนเหล่านี้เป็นประจำเป็นสิ่งที่ยอมรับได้มากกว่า เมื่อเทียบกับจิ๊กที่ผลิตด้วยการกลึงจากพลาสติกหรือโลหะ

ในทางทฤษฎี จิ๊กและฟิกซ์เจอร์สำหรับการยึดติดถูกออกแบบและดูแลรักษาอย่างดี เพื่อไม่ให้ต้องมีการปรับผิวใหม่หรือทิ้งไป แต่ในทางปฏิบัติแล้ว เรื่องนี้ขึ้นอยู่กับแรงงานและวัฒนธรรมการทำงานของแต่ละโรงงานเป็นอย่างมาก

กาวกำลังถูกทาลงบนชิ้นงานภายในจิ๊กสำหรับการยึดติด ซึ่งพิมพ์ด้วย Formlabs Durable Resin

เคล็ดลับ: การเคลือบจิ๊กสำหรับการยึดติดด้วยสารปลดปล่อย (release agent) จะช่วยให้ทำความสะอาดกาวที่แข็งตัวซึ่งอาจหกลงบนจิ๊กได้ง่ายขึ้น

เทมเพลตสำหรับการติดฉลาก การทำเครื่องหมาย และการมาสก์

จิ๊กที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติมีประโยชน์สำหรับงานที่ใช้แรงไม่มาก ตัวอย่างเช่น การทำให้แน่ใจว่าการติดฉลากอยู่ในตำแหน่งเดียวกันอย่างแม่นยำในหลาย ๆ ชิ้นงาน หรือการมาสก์พื้นที่สำหรับการทำเครื่องหมาย

การใช้ Formlabs Flexible Resin สามารถออกแบบเทมเพลตมาสก์แบบแนบสนิท (conformal) ให้ตรงกับพื้นผิวของชิ้นงานได้อย่างพอดี

สำหรับงานที่ต้องการเทมเพลตที่มีความแข็งมากขึ้น Formlabs Durable Resin ก็เป็นตัวเลือกที่เหมาะสม

จิ๊กแบบบานพับสำหรับการทำเครื่องหมายเชิงปริมาตร ซึ่งพิมพ์ด้วย Formlabs Tough Resin และ Formlabs Durable Resin

ชิ้นส่วนตัวแทน

แม้ว่าจะไม่ใช่ฟิกซ์เจอร์หรือจิ๊กโดยตรง ชิ้นส่วนตัวแทนมักถูกนำมาใช้เพื่อทดสอบฟิกซ์เจอร์หรือจิ๊กล่วงหน้าก่อนใช้ชิ้นงานจริง เพื่อให้สายการผลิตและสายการประกอบสามารถเริ่มทำงานได้เร็วขึ้น และสามารถแก้ไขปัญหาของกระบวนการได้ก่อนที่จะเข้าสู่การผลิตจริง

ชิ้นส่วนตัวแทนช่วยให้สามารถตรวจสอบความถูกต้องของกระบวนการผลิตได้ โดยใช้ชิ้นงานที่พิมพ์สามมิติซึ่งมีต้นทุนต่ำ แทนการเสี่ยงใช้ชิ้นส่วนที่มีมูลค่าสูงและบอบบาง เช่น ชุดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ชิ้นงานที่พิมพ์ด้วยเทคโนโลยี SLA เหมาะสำหรับใช้เป็นชิ้นส่วนตัวแทน เนื่องจากมีความแม่นยำเชิงมิติสูง และสามารถถ่ายทอดรายละเอียดเล็ก ๆ ที่สำคัญต่อการแก้ปัญหาด้านการผลิตหรือการใช้งานได้ ซึ่งกระบวนการพิมพ์แบบ Fused Deposition Modeling (FDM) หรือกระบวนการพิมพ์อื่น ๆ อาจไม่สามารถทำได้ นอกจากนี้ ชิ้นงานที่พิมพ์ด้วย SLA ยังมีคุณสมบัติแบบไอโซทรอปิก (isotropic) สูง ทำให้มีพฤติกรรมใกล้เคียงกับชิ้นงานที่ผลิตด้วยการฉีดขึ้นรูป มากกว่าชิ้นงาน FDM ที่มีลักษณะแบบแอนไอโซทรอปิก

เรียนรู้เพิ่มเติมว่า Google ATAP ใช้ชิ้นส่วนตัวแทนที่พิมพ์ด้วย Formlabs High Temp Resin อย่างไร และสามารถลดระยะเวลาในการดำเนินงานของชิ้นส่วนสำคัญลงได้ถึง 85% พร้อมทั้งประหยัดค่าใช้จ่ายได้มากกว่า 100,000 ดอลลาร์

ออกแบบจิ๊กและฟิกซ์เจอร์ให้ดียิ่งขึ้น

ดาวน์โหลดไวท์เปเปอร์ฉบับเต็มความยาว 20 หน้า เพื่อเรียนรู้หลักการเบื้องหลังการสร้างจิ๊กและฟิกซ์เจอร์ที่มีประสิทธิภาพ โดยเน้นไปที่การใช้การพิมพ์สามมิติในการลดต้นทุน ลดระยะเวลาในการพัฒนา และสร้างกระบวนการผลิตที่มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ตั้งแต่วิศวกรออกแบบไปจนถึงช่างเทคนิคในสายการผลิต

	รายละเอียดเครื่อง Formlab form4 SLA คลิก    เช็คราคา คลิก
	รายละเอียดเครื่อง Formlab Fuse 1+ 30W SLS คลิก    เช็คราคา คลิก

แหล่งอ้างอิง

https://formlabs.com/blog/replacing-machined-jigs-fixtures-3d-printed-parts/