根據Technavio研究統計,預計2021年全球工件夾具市場將增長到282億美元,2017至2021年期間的年複合增長率超過5%。同時Technavio的報告指出,2021年亞太地區零部件夾具市場預計將達到155.8億美元。
工件夾持裝置用於在加工時固定工件,進而針對工件進行各類加工,利於提高工件加工精度。工件加工市場的主要成長動力之一是產業追求更安全和更環保的運輸。已發展國家和發展中國家的政府都更加注重環境相容性、資源保護和安全性等議題。對此,汽車製造商開始製造更安全、更潔淨、零排放的汽車款式。
推動全球工件夾具市場發展的三大新興趨勢有:膠合型夾具、用於自動化工件夾具快換托盤系統,以及增材製造工件夾具。
膠合型夾具的挑戰
「工件夾持是零件加工中的重要環節。對於此類設備的需求促使廠商開發一種基於膠合型的新型工件夾持解決方案,這種解決方案精準且高效,可用於多種用途。」Technavio公司工具和部件研究的首席分析師Gaurav Mohindru說。
光敏膠合型夾持解決方案由指向性的紫外光源、專用的工件夾持膠,以及夾持器組成。這個解決方案使得精細和複雜形狀的金屬或加工陶瓷零件的夾持更簡易。
對於易碎和機械夾持或真空夾持時容易變形的小部分工序,也可以選擇膠合型夾持。Blue Photon公司提供高性能的UV(紫外線)透光工件夾持器。該設備設計有多種公制尺寸直徑,可夾持各尺寸工件。將夾持器插入夾具中,再用該公司的凝膠狀粘合劑材料BlueGrip將工件固定在夾持器上。待紫外線照射過夾持器的芯部約60至90秒的時間,使膠粘劑固化,將夾持器與工件黏合在一起。
用於自動化工件夾具的快換托盤系統
在加工工件的過程中,需要根據不同加工需求更換夾具。為了減少停機時間,製造商必須盡量快速更換刀具和夾具。為了克服這個挑戰,許多廠商推出用於自動化工件夾具轉換的隨行夾具系統,能夠在不影響剛性的前提下提供快速更換刀具和夾具的解決方案,讓許多客戶陸續導入這種解決方案與設備。
SPREITZER GmbH & Co. KG為托盤自動化提供高效和模組化的夾持裝置,其設計重點在於考量成本效益和經濟投資的前提下,實現夾持裝置的最大功率和可變性。在中心夾鉗底座上的固定孔可與各種零點定位系統相結合,可分別輕鬆安裝在標準托盤和自動化系統上。
零部件夾具增材製造
增材製造可大幅度減少原料浪費,同時準確根據CAD設計生產工件。使用3D列印夾持解決方案所製造的工件足夠堅固且花費較少工時,更保證可重複性和效率。雖然目前人們主要使用3D列印來生產原型和零件,然而,正如服務範圍擴及多種產業的加工廠Precision Metal Products Inc. (PMP),正在率先將3D列印應用於開發專用夾具。
PMP副總裁Sean O'Brien受訪時表示:「我們製造的許多零件都需要專門的零部件夾持方法和工具。2017年,我們曾與Methods Machine Tools討論我們的應用,他們建議使用Markforged X7。再看過一些非常有說服力的示範後,我們購買了這台機器。我們第一次的成功經驗是生產出直徑小於0.100英寸(2.54毫米)的不銹鋼醫療設備。我們使用3D列印製造了一個5×5×3"(127×127×76.2毫米)的列印盒,中間有一個0.5"(12.7毫米)的洞。這樣我們就可以從各個側面接觸到零部件,並利用貼在角落的磁鐵,在完成時接住零部件。」
臺灣廠商也趕上這股趨勢!
儀辰企業股份有限公司(Earth-Chain)是一家專業生產磁性工具的企業,生產磁性夾具「永磁式電控磁盤eepm系列」、「永久磁性吊盤ELM系列」等設備並獲得經濟部工業局優良設計獎及第十八屆臺灣精品獎。
佳賀精機股份有限公司(Autogrip Machinery)是臺灣專業生產高精密動力夾頭及空油壓迴轉缸等關鍵工件的企業。自1989年起,公司致力於提供高剛性、高精度的優質產品。產品線包括79吋及以下全系列以及相關產品,如動力夾頭、特殊動力夾頭、筒夾夾頭、立置式夾頭、同步夾具、展刀搪溝頭、空油壓迴轉缸、迴轉分流閥及配件等。
千島精密工業股份有限公司(Chandox)的夾盤全系列相關產品行銷全世界,並注重於三個理念:提供品質第一的產品、提供設計創新的產品、提供專業製造的產品。Chandox主要產品有:油壓夾頭、氣壓夾盤、零配件系列、手動夾頭系列、超薄夾盤系列、鋼殼夾頭系列、DIN歐規夾頭系列。
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