3D學院

Brose 如何運用 SLA 與 SLS 技術強化汽車製造流程

Brose 如何運用 SLA 與 SLS 技術強化汽車製造流程
台灣天馬科技股份有限公司
2026-03-18發布
2026-03-18更新

目前每三輛新出廠的汽車中,就有一輛搭載至少一項由 Brose 製造的零件。Brose 是全球五大家族擁有的汽車零件供應商之一,擁有超過百年歷史。他們的產品——主要為座椅、尾門與車門模組——專為全球頂尖車廠設計與製造,包括 BMW、Volvo、Ford、Mercedes、Jeep 等等。

Brose 之所以能穩健成長,關鍵之一在於他們對持續創新與流程優化的堅持。3D 列印已成為 Brose 設計與最終製造流程多項創新計畫的核心技術,協助公司迅速應對瞬息萬變的汽車產業。

「我們這幾年目睹汽車產業發生劇烈變化,特別是在過去五年內。新產品的開發時程大幅縮短,這促使我們必須快速應變——也因此,我們越來越多地導入增材製造技術。這對我們來說非常有利,因為它同樣能縮短像是模具製作等前置作業的交期,進一步幫助我們在生產階段更快交付零件。」—— Matthias Schulz,Brose 北美座椅原型部門經理

海外起訂量過高,SLA 成最佳解法:座椅滑軌橡膠減震墊

▲這些原型是小型減震墊,設計用來降低金屬座椅模組撞擊座椅骨架時的聲音與觸感。若從海外訂購,最低起訂量需達數百萬件,因此 Schulz 和他的團隊改為使用 Form 系列列印機自行列印進行測試。

在其中一個專案中,原型團隊需要使用一種柔軟的矽膠減震墊,安裝於座椅模組內。若從 Brose 的海外量產供應商訂購這些零件,最低起訂量高達數百萬件——然而 Brose 僅需數百件作為初步設計測試之用。除了需負擔高額成本與運費外,交期也長達數週。

為避免上述問題,團隊直接使用現有的 CAD 檔,在 Form 4 列印機上快速列印出數百件樣品。這些零件一週內即完成,成功大幅降低整體專案的成本與等待時間。

「我們能夠使用 Form 4 以遠低於空運成本的方式列印這些零件,而且不用被最低訂購量限制——否則就得訂購數百萬個。我們很快就取得所需的零件,完全不需要等待。」—— Matthias Schulz

結合 SLA 與 SLS 技術,打造大量原型製作流程

當零件在複雜度、尺寸與需求量上提高時,Brose 就會啟用旗下三台 Fuse 系列 SLS 3D 列印機進行原型與生產作業。SLS 技術透過自支撐粉床能一次列印大量零件,而燒結尼龍所具備的強度與機械特性,也讓它非常適合用於最終成品。

▲ 這款座椅懸吊墊結合了 SLA 零件(Durable Resin,半透明材質)與 SLS 零件(Nylon 12 GF Powder,深灰色材質)。本次測試共需 150 組完整模組,總計包含 900 個 SLS 零件與 450 個 SLA 零件。
▲ 像這類原型與最終產品版本皆需通過模擬長期使用的疲勞測試,確保品質與耐用性。
「有時候,結合 SLA 與 SLS 技術就是最好的解方,就像這個座椅懸吊墊。我們如果用包覆模具製作,會非常複雜又昂貴。因此我們改設計成 SLS 零件能卡在金屬線上,再將 SLA 零件以“未固化狀態”套上線材後一起固化。」—— Matthias Schulz

製造輔具簡化生產流程

Brose 並不只將增材製造當作原型工具使用,而是自 2022 年啟動「Plant Goes Additive」計畫以來,將此技術全面導入各部門的日常流程中。

Form 4L 即日製作機器人焊接夾具

▲Form 4L 讓即日列印大型零件成為可能,例如這個使用快速模型樹脂列印的焊接對位夾具。

每次切換產品線時,焊接部門都得重新設定焊接參數。若使用金屬軌道原型進行教機,不僅成本高昂,且零件到位交期長。此時,3D 列印提供了一個快速且低成本的解決方案。

▲這個座椅零件使用 Form 4L 搭配快速模型樹脂列印,清洗、固化後在三小時內安裝到機器人焊接機台上,協助團隊快速進行教機。
▲這類對位夾具有助於焊接團隊迅速且高效地切換不同產品線,具備高精度、成本低、可重複製等優勢。

Brose 團隊在某個星期二早上開箱剛抵達的大型樹脂 3D 列印機 Form 4L,整體安裝僅花了 30 分鐘,隨即開始使用快速模型樹脂列印大型焊接用定位零件。這些零件分為四個區塊,幾乎填滿整個成型範圍。儘管尺寸龐大,Form 4L 仍能在兩小時內完成列印,經過快速清洗與後固化後,僅再花 45 分鐘便安裝到焊接機器人上。
 

「全新的 Formlabs 4L 讓我們能夠快速列印大型零件。舉例來說,現在我們只需幾個小時就能使用 Form 4L 列印焊接區的設定零件,不再需要花上一整晚。這也讓 Brose 的焊接專家能在金屬沖壓零件尚未到位前,就完成機器人的編程。搭配全新的 Fast Model Resin,我們能以前所未有的速度取得所需的細節精度與剛性。」
—— Matthias Schulz
▲位於 Brose New Boston 廠區中,如上圖所示,數以千計的座椅導軌會進行焊接組裝,形成座椅模組的底座結構。而焊接參數的測試,則是整個製造流程中不可或缺的重要一環。

在 Brose 北美總部透過原型件與 3D 列印設定件所確立的焊接參數,將用於後續焊接座椅骨架的量產流程。這些導軌(如上圖所示)會由 Brose New Boston 工廠的大型機器人焊接系統進行組裝。

終端測試連接器(EOL)協助 Brose New Boston 降低營運成本

▲此終端測試(EOL)連接器安裝於座椅組裝流程的最後階段。過去經常有人忘記電線仍連接中,導致拔除座椅時將線材扯斷,造成生產線損失。

Brose 的增材技術團隊設計出一種磁吸式連接線,能夠輕鬆地固定於生產線與座椅框體上。若技術人員忘記拔除電線,該接頭會自動脫落,避免任何損壞發生。

端用汽車零件的過渡期量產應用(Serial Gap Production)

▲Brose 將為 BMW X7 的座椅組件 3D 列印多達 250,000 個這類夾具零件。

正如 Schulz 所說,汽車產業近年變化極快,尤其是在過去五年。電動車崛起、消費者對車輛個人化的需求上升,加上供應鏈挑戰,使得 OEM 車廠越來越重視增材製造,並視其為可靠的生產替代方案。

「我們確實越來越常接到客戶提出增材製造的需求。它也扮演著與最終使用者溝通的角色,因為他們想要更多車輛個人化的選項,因此 OEM 車廠對 3D 列印的需求持續增加。」 —— Matthias Schulz,Brose 北美座椅原型部門經理

過去,3D 列印在高度監管的汽車產業中難以直接用於終端零件。但 Brose 的增材製造團隊在硬體與材料品質足以穩定提供高性能零件後,才正式將其導入端用生產流程。

「我們當初會選擇加入 Formlabs 的行列,是因為材料的可得性與列印的一致性都有明顯提升,這項技術已經準備好在汽車產業中發揮作用。目前已實際導入,例如用於 BMW X7 的應用。」—— Matthias Schulz北美座椅原型部門經理
▲Brose 經常會對現有零件或過去版本進行 3D 掃描,以便在 CAD 軟體中修改後,當天就能列印出最新版本的零件。

這款零件為 Bowden 釋放器——Brose 將透過自家的 Fuse 系列 SLS 3D 印表機列印 20,000 件,並用於最終座椅組裝,供應一間知名的大型 OEM 車廠。

「Brose 決定將 Formlabs 的 SLS 技術導入內部生產,因為它提供快速且穩定的列印,且比 SLA 更少後處理需求。我們可以大量列印,這對我們支援過渡期列印(gap printing)或 OEM 客戶端零件生產來說非常重要。」 — Schulz 表示。

目前有三台 Fuse 系列 SLS 印表機持續運轉,負責製作原型、輔助治具與數十萬件終端零件,因此可靠性與一致性至關重要。團隊選用 Nylon 12 GF Powder,不僅具備良好尺寸精度,其成品質感也非常接近射出成型的尼龍,即使是在量產等級也毫不遜色。每次列印結束後,只需約十五分鐘即可完成快速維護,確保生產不中斷。

「Formlabs 深知如何打造易於維護的機器。設備非常穩定,我們幾乎沒有遇過失敗列印,因此我們可以放心進行大量列印,並有信心投入正式生產。」 — Schulz 補充。

3D 列印全速進攻汽車產業!從 0 到 60 秒的工業進化

Brose 致力於持續創新,透過導入積層製造與自動化新技術,優化內部流程。借助 Form 4、Form 4L 以及 Fuse 系列等高效能設備,不論是原型設計、生產輔具,還是最終使用零件,皆能從以週計的交期縮短至數日內完成。

「Formlabs 是非常理想的合作夥伴。我們需要一個可立即上線、支援大量生產,且不需過多工程支援的解決方案。Formlabs 的軟體、技術支援與設備都非常符合我們的需求。」

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