去年，3D列印測試夾具和製造輔助工具為本迪克斯商用車系統公司（Bendix）節省了近25萬美元。這家總部位於俄亥俄州埃文市的公司是北美領先的商用車和校車主動安全技術、能源管理解決方案以及氣煞車充氣和控制系統的開發商和供應商。

今年，Bendix有望超越這個數字，這主要得益於其3D列印機群。然而，即便公司內部擁有10套不同的先進3D列印系統，超過三分之一的產量仍來自Formlabs Fuse系列選擇性雷射燒結（SLS）列印機。在2025年的前十個月，他們的Fuse 1+ 30W列印機已經列印了超過3235個零件，遠遠超過了他們的Bambu和Stratasys列印機。

美國註冊的商用半拖車近300萬輛，平均每輛每年行駛4.5萬英里，因此Bendix公司需要其係統具備精湛的製造流程、可靠性和高度可追溯性，甚至精確到每一個鋼銷。儘管在如此嚴格的監管下引入3D列印技術並非易事，但Bendix公司正致力於建立一個跨部門的3D列印人工智慧追蹤系統，該系統將成為任何希望拓展增材製造業務的製造商的典範。此人工智慧模型將借鏡Matko為先進工程和增材製造團隊精心保存的3D列印詳細記錄。

透過採用高影響力的測試夾具和製造輔助工具，Matko 和 Bendix 的工程團隊得以改善流程、加快開發進度並降低公司整體成本。

商用車製造中積層製造面臨的挑戰

3D列印技術在商用車製造領域並非新事物，但幾乎總是局限於研發部門和迭代原型製作團隊。要使其成為一項可量產的技術，真正將3D列印零件投入使用，無論是在道路上還是在工廠車間，都需要製造商開發追蹤系統，確保每個3D列印零件都能像金屬彈簧或模製風管一樣擁有可追溯性。

「我們目前面臨的挑戰是，如果我們採用積層製造，就必須確保能夠追溯到列印機以及列印機內部的具體位置，」Matko說。

對於那些在州際公路上行駛的重達 8 萬磅的卡車而言，可追溯性對於保障其安全至則關重要，甚至可以挽救生命。然而，建立這樣一個自動化系統需要時間。儘管 Matko 公司擁有三年關於零件成本、列印機效能、節省成本和效率提升的數據，但仍有許多工作要做。要讓最終使用者能夠使用這些零件，還需要透過製造輔助工具、原型、模型等方式來驗證其應用價值。

「我們所有想要採用積層製造技術列印的零件，每個零件都要經過數月的測試。我們生產的是安全相關的產品，所以絕對不能出現任何故障；這是增材製造面臨的最大挑戰，」馬特科說。

但在最終用途的 3D 列印產品獲得批准之前，Matko 正在透過一系列有影響力、經濟高效的 SLS 3D 列印夾具、工裝、末端執行器和其他製造輔助工具來證明其可行性，這些工具能夠加快生產速度並提高生產一致性。

Bendix CVS 的 3D 列印製造輔助設備

對於生產如此複雜組件，且產品涵蓋多種終端用途商用車的製造商而言，製造輔助工具及其配套設備必須具備多功能性。 Matko 擁有多台各具優勢的 3D 列印機。然而，他幾乎一半的時間都會選擇 SLS 技術，因為該技術能夠製造出經得起嚴格測試的功能性零件。

Matko幾乎每天都使用Fuse系列列印機列印。以下是一些近期案例，SLS技術透過簡化操作人員的工作、減少停機時間或更換損壞的零件，顯著降低了Bendix的成本或優化了其生產流程。

控制器頂部（年產量1000件）

背景：解決OEM廠商產品過時問題。與射出成型等傳統方法相比，採用 SLS 技術生產該零件可將零件價格降低 40%。

控制器頂蓋覆蓋著商用車輛持續供氣系統的電子組件。該組件以前是與閥門一體成型的，但小批量生產成本非常高。由於商用車行業對該組件的需求量很大，因此3D列印是更具成本效益的解決方案。

儘管產量不高，但無論是原廠配套客戶還是售後市場客戶都需要這種零件，因此它利潤非常高。「這其實是我們應對產品過時的措施之一，也是我們使用3D列印技術的主要原因。我們不想因為產量低而重新開模。我們可以每年列印1000個，之後即使零件有改進，也無需再承擔模具成本。」Matko說。

相機支架

這個多部件組件內裝有用於引擎減震器機器人組裝站的人工智慧攝影機。減震器以前是手工組裝的，現在則由全自動機械手臂完成。人工智慧攝影機測量每個零件，從而告知機械手臂應使用哪種尺寸的夾爪。

在單元的編程和設定過程中，Matko 使用 Fuse 系列列印機列印了所有夾具、安裝座、支架和夾爪。相機安裝座的每個連接處都採用了過盈配合，因此可以用錘子敲擊組裝並牢固固定——它通過鋼螺栓固定在相機上。

「我們無需等待鋁製模具即可測試和編程機器人單元——所有部件都在 Fuse 列印機上列印出來，我們可以對每個零件進行多次迭代而不會耽誤進度，同時節省了大量的加工費用，」Matko 說。

外殼和蓋子（由 1000 個部件組成）

這個兩件式部件可以將連接器焊接在印刷電路板上，然後作為一個整體進行安裝。兩半之間有密封圈，上半部可以卡入到位。

在採用 3D 列印技術之前，Bendix 會採用包覆成型製程來製造 PC 板，在組裝完成後將塑膠噴塗到零件周圍。

「雖然這部分零件不暴露在外，但現在它幾乎是防水的。SLS兩件式外殼接合順暢，因此如果需要，您可以輕鬆取出組件，這與包覆成型的塑料不同，」Matko說。

停車閥測試儀：Bendix MV-3 儀表閥

本產品包含在整體使用壽命測試裝置中。這款駐車閥測試器透過硬體循環切換按鈕的開合狀態，模擬駕駛數年間的操作。

在3D列印技術出現之前，Bendix公司使用的是機械加工鋁製零件，這些零件會導致按鈕過早磨損。鋁製測試零件比按鈕更耐用，因此Bendix公司不得不在確定按鈕的實際使用壽命極限之前更換按鈕。

「使用 SLS 尼龍零件，我們可以在 Fuse 上列印 20 個零件，並在需要時更換它們，因為我們仍在進行生命週期測試，夾具可以承受磨損，而不是被測試的零件，」Matko 說。

電動卡車維護用電氣罩

在維修電動半掛卡車時，出於安全考慮，操作人員需要斷開電源。雖然這些電源插頭的製造商出售插頭蓋，但承包商可能會忘記攜帶，而插頭必須蓋上蓋子才能進行維修工作。 Matko 公司沒有等待六個小時才能拿到替換插頭，而是在 90 分鐘內用 Fuse 列印機列印了一個替換插頭，從而使維修工作得以立即開始。

電動壓縮機顯示部件

這個展示部件（上圖）是本迪克斯公司生產和銷售的電動壓縮機的五分之一複製品。雖然這個展示部件只有大約五英寸長，但它有一個可以旋轉的拉桿。

「能夠列印出如此精細的模型，而且無需大量的後期處理，這對展會和客戶拜訪來說意義重大。3D模型讓我們能夠展示實際組件的設計過程，而無需將整個壓縮機搬出來，」馬特科說。

Bendix 下一步與添加劑的合作

多年來，Bendix 一直致力於列印製造輔助工具、原型和路演展示品。在拓展到終端產品生產之前，該公司的目標是成為積層製造領域的專家。 Bendix 是總部位於德國慕尼黑的克諾爾集團 (Knorr-Bremse) 的成員。多年來，德國一直是全球 3D 列印創新領域的領導國家，尤其是在汽車產業。「我們隸屬於一家大力倡導增材製造的德國公司。我們的最終目標是實現終端 3D 列印產品的生產。目前，我們的技術和化學製程正逐漸滿足汽車產業的需求，充分利用這一優勢將使我們在業界佔據有利地位。」Matko 表示。

進展順利——馬特科一絲不苟的記錄工作為公司上下提供了有力支持。如今，3D列印已被公認為某些零件傳統製造流程的替代方案，而對於其他零件，它則是一種改進生產流程的方法。

「我們的下一步是將增材製造應用於生產。我們正在努力確定哪些零件適合採用增材製造技術。大約有1萬個零件具有這種潛力，但最終可能只有10%的零件會採用3D列印技術進行最終用途。我們的先進製造工程部門正在領導一個跨領域的模擬功能團隊，評估從產品開發到生產的過渡方案。這包括使用美國和國外成熟的行業標準來確定。」