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

日本佳能光刻機(jī)制造所于2022年末，導(dǎo)入Markforged 連續(xù)纖維3d打印設(shè)備用來生產(chǎn)光刻機(jī)產(chǎn)線上的治具以及工裝夾具。相比傳統(tǒng)機(jī)加工的夾治具以及工具，通過連續(xù)纖維3d打印生產(chǎn)的夾治具和工具有更靈活的設(shè)計(jì)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(xiàn)場工作人員的工作效率的可能。接下來將用幾個(gè)佳能光刻機(jī)制造所的實(shí)際案例來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(dǎo)入前：蓋板粘合在產(chǎn)品側(cè)面時(shí)，因?yàn)樯w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(dǎo)入后：通過3d的靈活設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的特殊性，佳能光刻機(jī)的工程師設(shè)計(jì)了如下夾治具。

在上述箭頭方向內(nèi)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(shè)備獨(dú)有的連續(xù)芳綸纖維材料，因芳綸纖維的特性，零件更好地支持連續(xù)重復(fù)高強(qiáng)度的使用并不容易損壞。

通過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(cè)面。目前的設(shè)計(jì)最大支持8mm厚的蓋板輔助粘合。相比傳統(tǒng)方式生產(chǎn)的夾治具，采用Markforged連續(xù)纖維3d打印生產(chǎn)的夾治具有著更好的耐久性和便捷性。夾治具整體成本不超過2美金，僅需幾個(gè)小時(shí)就可以生產(chǎn)復(fù)合要求的夾治具，大大提升了佳能光刻機(jī)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(lán)色產(chǎn)品所示，佳能光刻機(jī)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(tǒng)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?yàn)閭鹘y(tǒng)拆卸工具較大，工程師操作起來非常困難拆卸效率低下。

3.拆卸下來的螺栓難以取出。

針對以上難題，佳能光刻機(jī)制造所采用Markforged連續(xù)纖維3d打印設(shè)備，設(shè)計(jì)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，通過巧妙的設(shè)計(jì)開發(fā)出來全新的大型產(chǎn)品深孔螺母拆卸工具。因?yàn)檎w采用非金屬材質(zhì)，即使與零件接觸也不會損傷零件，確保零件安全。巧妙的設(shè)計(jì)讓工程師們在拆卸時(shí)不再費(fèi)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(jī)制造所在對產(chǎn)品精度測試上有著嚴(yán)苛的要求。傳統(tǒng)的夾治具如上圖，采用金屬鐵塊來進(jìn)行固定產(chǎn)品，從而進(jìn)行精度測量。傳統(tǒng)的方式因?yàn)槭遣捎媒饘勹F塊，在對產(chǎn)品的固定上并不是十分穩(wěn)定，產(chǎn)品有倒下的風(fēng)險(xiǎn)。為了讓產(chǎn)品測試精度高且不倒下，往往需要工程師花費(fèi)大量的時(shí)間來處理。

針對以上問題，佳能光刻機(jī)制造所采用Markforged連續(xù)纖維3d打印設(shè)備設(shè)計(jì)了以上的產(chǎn)品精度測量夾治具。

整體采用Markforged樹脂材料進(jìn)行打印生產(chǎn)，后期通過簡單地裝配即可實(shí)現(xiàn)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(jù)佳能光刻機(jī)制造所的工程師所說，Markforged連續(xù)纖維3d打印機(jī)生產(chǎn)的新夾治具與之前的傳統(tǒng)夾治具相比，測試一個(gè)產(chǎn)品平均可以節(jié)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(jī)制造所大量的產(chǎn)品需要緊固螺栓，從前傳統(tǒng)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(tǒng)金屬緊固工具時(shí)必須十分小心，導(dǎo)致這項(xiàng)工作的效率十分低下。

針對以上難題，佳能光刻機(jī)制造所采用Markforged連續(xù)纖維3d打印，一體成型設(shè)計(jì)了全新的螺栓緊固工具。整體采用樹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(zhuǎn)即可快速地完成螺栓緊固。因?yàn)椴馁|(zhì)為樹脂和碳纖維，即使與陶瓷產(chǎn)品接觸也不會損傷產(chǎn)品表面，跟傳統(tǒng)工具緊固一個(gè)螺栓相比，采用Markforged連續(xù)纖維生產(chǎn)的新工具緊固一個(gè)螺栓平均可以節(jié)省5秒鐘，并且避免了損傷產(chǎn)品表面的危險(xiǎn)。

5.單電機(jī)XY軸往復(fù)移動設(shè)備

佳能光刻機(jī)制造所產(chǎn)線上的工人提出了一臺可以在XY軸往復(fù)運(yùn)動的設(shè)備需求，針對以上需求，客戶使用Markforged連續(xù)纖維3d設(shè)備用極低的成本，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)線上工人的期望。

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(xiàn)了XY軸往復(fù)移動設(shè)備。

通過旋轉(zhuǎn)上圖左邊的轉(zhuǎn)盤，即可讓裝置在XY軸實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動。

并且通過調(diào)整圖中紅色箭頭指示部分，可以自定義往復(fù)的間距，實(shí)現(xiàn)更多現(xiàn)場應(yīng)用可能。通過減少控制裝置，盡可能多地使用3D打印部件，在成本上實(shí)現(xiàn)大幅度降低。

佳能光刻機(jī)制造所采用博見三維Markforged連續(xù)纖維3D打印設(shè)備，成型尺寸330mm*270mm*200mm，最小打印層厚50μm。設(shè)備內(nèi)嵌激光掃描功能，并可搭配軟件的模擬仿真功能，減少設(shè)計(jì) 、 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(yīng)用在國內(nèi)乃至國際范圍內(nèi)都可以復(fù)制，博見三維致力于服務(wù)國內(nèi)外高端制造型企業(yè)，提供完整的3D打印解決方案。

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博見三維是一家專注于連續(xù)纖維和金屬絲材打印技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用，為客戶提供材料打印解決方案的服務(wù)商。近年來，博見三維不斷強(qiáng)化3D打印產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，與全球領(lǐng)先的連續(xù)纖維制造商Markforged建立深度合作，成為中國區(qū)授權(quán)代理商，將連續(xù)碳纖維3D打印產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于我國航空航天、汽車、機(jī)器人、無人機(jī)/艇、機(jī)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)注博見三維!