摘要：佳能光刻機制造所使用連續纖維3d打印治具替代傳統加工方式，大幅度實(shí)現降本增效。

　　日本佳能光刻機制造所于2022年末，導入Markforged 連續纖維3d打印設備用來(lái)生產(chǎn)光刻機產(chǎn)線(xiàn)上的治具以及工裝夾具。相比傳統機加工的夾治具以及工具，通過(guò)連續纖維3d打印生產(chǎn)的夾治具和工具有更靈活的設計可行性、相對低廉的價(jià)格、快速生產(chǎn)入手以及使用更方便，從而大幅度提升現場(chǎng)工作人員的工作效率的可能。接下來(lái)將用幾個(gè)佳能光刻機制造所的實(shí)際案例來(lái)向大家深入介紹一下。

　　1.蓋板粘合后的固定夾具

　　3d打印夾治具導入前：蓋板粘合在產(chǎn)品側面時(shí)，因為蓋板自重容易滑落。因此等待粘合劑固化需要時(shí)間，并且非常容易移位。

　　3d打印夾治具導入后：通過(guò)3d的靈活設計和生產(chǎn)的特殊性，佳能光刻機的工程師設計了如下夾治具。

　　在上述箭頭方向內部嵌入磁鐵，從而與金屬接觸面形成吸力固定夾治具。

　　上圖箭頭所指彎曲部分采用特殊Markforged3d打印設備獨有的連續芳綸纖維材料，因芳綸纖維的特性，零件更好地支持連續重復高強度的使用并不容易損壞。

　　通過(guò)夾治具兩端的磁鐵的吸力，將零件蓋板很好地固定在產(chǎn)品的側面。目前的設計最大支持8mm厚的蓋板輔助粘合。相比傳統方式生產(chǎn)的夾治具，采用Markforged連續纖維3d打印生產(chǎn)的夾治具有著(zhù)更好的耐久性和便捷性。夾治具整體成本不超過(guò)2美金，僅需幾個(gè)小時(shí)就可以生產(chǎn)復合要求的夾治具，大大提升了佳能光刻機制作所的工程師們的工作效率。

　　2.大型產(chǎn)品深孔螺栓拆卸工具

　　如上圖藍色產(chǎn)品所示，佳能光刻機制造所在大型產(chǎn)品的深孔螺栓裝卸上遇到了一些難題。

　　1.傳統的金屬拆卸工具較大，容易碰傷產(chǎn)品留下劃痕以及淺坑。

　　2.因為傳統拆卸工具較大，工程師操作起來(lái)非常困難拆卸效率低下。

　　3.拆卸下來(lái)的螺栓難以取出。

　　針對以上難題，佳能光刻機制造所采用Markforged連續纖維3d打印設備，設計生產(chǎn)了以下工具，輕松解決了以上的難題。

　　整體采用Markforged的非金屬Onyx材料，通過(guò)巧妙的設計開(kāi)發(fā)出來(lái)全新的大型產(chǎn)品深孔螺母拆卸工具。因為整體采用非金屬材質(zhì)，即使與零件接觸也不會(huì )損傷零件，確保零件安全。巧妙的設計讓工程師們在拆卸時(shí)不再費力，并且螺栓也很容易地被取出。工具整體打印成本不到5美金，5小時(shí)即可打印完成。

　　3.產(chǎn)品精度測量夾治具

　　佳能光刻機制造所在對產(chǎn)品精度測試上有著(zhù)嚴苛的要求。傳統的夾治具如上圖，采用金屬鐵塊來(lái)進(jìn)行固定產(chǎn)品，從而進(jìn)行精度測量。傳統的方式因為是采用金屬鐵塊，在對產(chǎn)品的固定上并不是十分穩定，產(chǎn)品有倒下的風(fēng)險。為了讓產(chǎn)品測試精度高且不倒下，往往需要工程師花費大量的時(shí)間來(lái)處理。

　　針對以上問(wèn)題，佳能光刻機制造所采用Markforged連續纖維3d打印設備設計了以上的產(chǎn)品精度測量夾治具。

　　整體采用Markforged樹(shù)脂材料進(jìn)行打印生產(chǎn)，后期通過(guò)簡(jiǎn)單地裝配即可實(shí)現快速測量產(chǎn)品精度的功能。相比之前采用金屬鐵塊固定，新的夾治具可以更快地固定產(chǎn)品并且完全杜絕了產(chǎn)品容易傾覆的可能性。據佳能光刻機制造所的工程師所說(shuō)，Markforged連續纖維3d打印機生產(chǎn)的新夾治具與之前的傳統夾治具相比，測試一個(gè)產(chǎn)品平均可以節省3分鐘的時(shí)間。并且即使是新人也可以很容易地勝任這份工作，幫助他們大大地提高了工作效率。

　　4.螺栓快速緊固工具

　　佳能光刻機制造所大量的產(chǎn)品需要緊固螺栓，從前傳統的緊固方式必須采用金屬緊固工具。因產(chǎn)品是陶瓷材質(zhì)，為了不損傷產(chǎn)品表面，工程師在使用傳統金屬緊固工具時(shí)必須十分小心，導致這項工作的效率十分低下。

　　針對以上難題，佳能光刻機制造所采用Markforged連續纖維3d打印，一體成型設計了全新的螺栓緊固工具。整體采用樹(shù)脂并加入碳纖維材料，工具更輕更容易操作，僅需要輕輕旋轉即可快速地完成螺栓緊固。因為材質(zhì)為樹(shù)脂和碳纖維，即使與陶瓷產(chǎn)品接觸也不會(huì )損傷產(chǎn)品表面，跟傳統工具緊固一個(gè)螺栓相比，采用Markforged連續纖維生產(chǎn)的新工具緊固一個(gè)螺栓平均可以節省5秒鐘，并且避免了損傷產(chǎn)品表面的危險。

　　5.單電機XY軸往復移動(dòng)設備

　　佳能光刻機制造所產(chǎn)線(xiàn)上的工人提出了一臺可以在XY軸往復運動(dòng)的設備需求，針對以上需求，客戶(hù)使用Markforged連續纖維3d設備用極低的成本，實(shí)現了產(chǎn)線(xiàn)上工人的期望。

　　整體黑色部分全部采用3D打印生產(chǎn)，盡可能少地使用控制部件實(shí)現了XY軸往復移動(dòng)設備。

　　通過(guò)旋轉上圖左邊的轉盤(pán)，即可讓裝置在XY軸實(shí)現往復運動(dòng)。

　　并且通過(guò)調整圖中紅色箭頭指示部分，可以自定義往復的間距，實(shí)現更多現場(chǎng)應用可能。通過(guò)減少控制裝置，盡可能多地使用3D打印部件，在成本上實(shí)現大幅度降低。

　　佳能光刻機制造所采用博見(jiàn)三維Markforged連續纖維3D打印設備，成型尺寸330mm*270mm*200mm，最小打印層厚50μm。設備內嵌激光掃描功能，并可搭配軟件的模擬仿真功能，減少設計 、 打印 、 測試的迭代周期和返工延遲，更快地獲得可信的零部件。同樣的3D打印應用在國內乃至國際范圍內都可以復制，博見(jiàn)三維致力于服務(wù)國內外高端制造型企業(yè)，提供完整的3D打印解決方案。

　　關(guān)于博見(jiàn)三維

　　博見(jiàn)三維是一家專(zhuān)注于連續纖維和金屬絲材打印技術(shù)研發(fā)及應用，為客戶(hù)提供材料打印解決方案的服務(wù)商。近年來(lái)，博見(jiàn)三維不斷強化3D打印產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，與全球領(lǐng)先的連續纖維制造商Markforged建立深度合作，成為中國區授權代理商，將連續碳纖維3D打印產(chǎn)品廣泛應用于我國航空航天、汽車(chē)、機器人、無(wú)人機/艇、機械制造、電子、教育(科研)等高端制造業(yè)。想要獲取更多信息，請聯(lián)系關(guān)注博見(jiàn)三維!