在制造业不断发展的今天，寻找更高效、更经济的工装夹具制造方法成为企业提升竞争力的关键。传统的通过加工金属零件并焊接固定来制造工装夹具的方法，虽然熟悉且具有一定的可预见性，但却存在诸多问题，而 3D 打印技术的出现为这一领域带来了全新的变革。

传统制造方法存在诸多缺点。首先，熟练的人力资源日益减少，77%的制造商认为吸引和留住工人是个持续存在的问题，而掌握 CNC 加工等专业技能的人员愈发稀缺，需求却不断增长。其次，交付周期漫长，依赖传统制造方法往往无法及时满足更换工具或夹具的需求，订单交付可能需要一周甚至更长时间，严重影响运营效率。再者，成本高昂，加工、焊接和装配工装夹具的成本较高，与材料用量大、劳动力需求高、交付周期长以及制造量等因素有关。此外，设计和工艺受到限制，机加工制造零件的复杂程度受物理条件制约，影响夹具的优化设计。同时，传统夹具通常较重且不符合人体工学，增加了工人受伤的风险，而且其利用率低，导致错失提升效率和生产力的机会。

与之相比，3D 打印的聚合物工装夹具具有显著优势。在劳动力和技能要求方面，学习和操作 FDM 挤压式 3D 打印机相对简单，打印运行中无需人力监督，人工操作主要集中在打印前后，后处理操作也较为简便。在周转时间上，FDM 技术能在数小时内完成夹具生产，远快于传统机加工所需的数天、数周。成本方面，工装夹具小批量生产时，3D 打印成本更低，且能避免材料浪费。设计上，3D 打印不受机加工的物理和几何限制，可实现自由设计，优化夹具与作业的匹配度和操作员的使用体验。此外，3D 打印的聚合物夹具更轻，操作更便捷，能一体成型，减少装配时间，提高作业效率，改善人体工学设计，降低工人受伤风险，还能提高夹具的可用性，增加其在制造车间的普及率，提升整体生产效率。

对于 3D 打印能否取代金属的疑虑，答案是在适当的应用中是可行的。虽然塑料与金属性质不同，但在具体应用中，如使用耐用的工程级热塑性塑料进行 3D 打印，通常是机加工金属夹具的理想替代方案。针对 3D 打印机资本支出的合理性、劳动力资源和引入新技术的风险等疑虑，都有相应的解决方案。例如，可通过服务机构试用 3D 打印，快速培训现有人员操作 3D 打印机，从小规模开始采用分阶段方法引入 3D 打印技术等。

众多成功案例也充分证明了 3D 打印夹具的优势。福特汽车公司通过 3D 打印车窗玻璃安装夹具，实现了夹具更轻、成本更低且更易用；Mercury Marine 使用 3D 打印贴标夹具，缩短了交付周期，降低了成本；Senga Engineering 和 Christopher Tool 利用 3D 打印 CMM 夹具，节省了时间和成本，提高了检测精度。

机会成本方面，以制作 10 个固定夹具为例，传统制造成本为 5000 美元，而 3D 打印成本仅为 2500 美元，差额 2500 美元就是传统制造方法的经济机会成本，同时还存在时间机会成本。

综上所述，3D 打印工装夹具为制造业带来了巨大的机遇，能够实现可观的经济和时间效益，提升生产流程的速度、效率和适应性，从而提高整体产量和利润率。企业应抓住这一机遇，积极采用 3D 打印技术，实现制造工艺的创新和升级。