是否会有一天，消费3D打印机将成为我们日常生活的常事?可能有，也可能没有。同时，这些低成本3D打印机是否会成为CNC加工作业工厂中的寻常物?位于华盛顿Duval的Kenworthy公司给我们提供了可借鉴的答案，该工厂购买了一台MakerBot Replicator 2桌面3D打印机，辅助影印，并继续探索除此之外的更多用途。最近，该工厂3D打印了用于垂直加工中心作业的定制虎钳。

“一旦您具备了此能力，您想问题的方式就不同了。”工厂所有者Marc Kenworth说，“新可能性自己就会跳出来。”

图1 Kenworth使用桌面3D打印机生成定制虎钳，解决了难以应对的夹具问题

Kenworth之前是微软的程序工程师，一直痴迷于制造业。10年前，他从微软公司辞职，创办了这家工厂。现在，工厂雇佣了六人，他们负责监督资源，包含五个垂直加工中心和两个CNC车床，最新的车床是来自Ganesh的九轴车床。3D打印机是专门为这些机床备份而购买的，用于运行尚未准备生产的产品的相关工作。

他解释说：“提到零件设计，我们有各种各样的客户。一些客户，尤其是大型OEM，在收到工作前，会明确其设计。但是，也有一些客户，尤其是投资商，最多仅知道零部件的用途，但是他们需要拿到并评估零件实物后，才会确认其是否符合其期望。”

当然，任何工厂都明白此问题。“如果客户只需要一个零件，我就无法承担项目并建设CNC机床。”Kenworth说，“进入MakerBot。尽管此机床没有CNC机床工具精确，一般情况下，它会交付足够准确的零件，让客户验证其零件设计是否可行。”

换言之，3D打印机是一种设计资源，而不是制造资源。而且，这强调了消费者是3D打印存在问题的原因之一。打印机的能力完全取决于用户的CAD能力，即便是拥有CAD的家庭用户也可能并未熟练使用它。相反，打印机是很多工厂使用资源的天然补充。Kenworth的工厂配备了SolidWorks，而且每天都会使用它。对他来说，打印机是此软件的扩展，一种将数字设计转变成有形形式的方式。

图2 在零件中形成一定角度的孔，需要使用3D打印机生产出在一定角度下夹持零件的虎钳

此外，打印机的应用远远超出模型设计。此进步并不难以实现。显示屏需要托架，工厂所有者设计并打印它们。工厂的小厨房没有地方存放餐具，因此Kenworth设计并打印出一个壁架。(他还将此设计发布到网站Thingiverse上，而且得到数百次下载。)而且，当旧机床工具上的CNC面板的按钮破损时，他打印一个替代按钮，并添加必要的电子盖，使机床能够恢复使用。

迄今为止，虎钳是工厂在该小型打印机上制造的最大也最重要的功能零部件。虎钳为自身VMC上无索引能力的工厂带来了一个并不昂贵的解决方案，且此方案可能给工厂带来昂贵的夹具挑战。绞车的组件具有两个相对的孔，每个孔与零件最长尺寸的夹角约为30°。除了为工厂的这些孔设计定制的固定装置外，Kenworth还利用SolidWorks设计了虎钳，以需要的角度将两个工件固定在一个固定装置中。他甚至还能够将固定装置的ID恰好包含在可打印的CAD设计中，省去了蚀刻步骤。3D打印机生成这些形状的零件需要的时间较长，大虎钳为24 h，小的需要14 h。这些周期看起来很长，但是他指出，打印机可以在无人操作的条件下工作。因此，24 h也就是一天的时间，不是三班人员的工作。

图3 工厂使用小型3D打印机帮助客户预览零件设计，找到越来越多的生产五金的机会

为了改善打印机生产功能零部件的能力，工厂业主对之进行了改造。标准结构板不够平整，不适合打印大页纸或零件阵列，因此把它替换成从售后供货商购买的硼硅酸盐玻璃板。现在，平整度足够了，机床可用于生产填充整个结构区的功能零件阵列。Kenworth说，

他是从体验中学习到这一点的。之后，除了夹具外，打印机还生产工件。这些不是客户的关键零件，而是与副业有关的零件。Kenworth热衷于机器人比赛，旨在向年轻人灌输一些对制造业的热爱，而且他已经开发出并开始销售一系列低成本机器人底盘，提高了学校的购买力，可以将更多机器人带给学生。最近，桌面打印机忙碌在这些机器人的各种塑料零部件的制造上。