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打印設備用來生產光刻機產線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，通過連續纖維3d打印生產的夾治具和工具有更靈活的設計可行性、相對低廉的價格、快速生產入手以及使用更方便，從而大幅度提升現場工作人員的工作效率的可能。接下來將用幾個佳能光刻機制造所的實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打印夾治具導入前：蓋板粘合在產品側面時，因為蓋板自重容易滑落。因此等待粘合劑固化需要時間，并且非常容易移位。

3d打印夾治具導入后：通過3d的靈活設計和生產的特殊性，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。

通過夾治具兩端的磁鐵的吸力，將零件蓋板很好地固定在產品的側面。目前的設計最大支持8mm厚的蓋板輔助粘合。相比傳統方式生產的夾治具，采用Markforged連續纖維3d打印生產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，僅需幾個小時就可以生產復合要求的夾治具，大大提升了佳能光刻機制作所的工程師們的工作效率。

2.大型產品深孔螺栓拆卸工具

如上圖藍色產品所示，佳能光刻機制造所在大型產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，佳能光刻機制造所采用Markforged連續纖維3d打印設備，設計生產了以下工具，輕松解決了以上的難題。

整體采用Markforged的非金屬Onyx材料，通過巧妙的設計開發出來全新的大型產品深孔螺母拆卸工具。因為整體采用非金屬材質，即使與零件接觸也不會損傷零件，確保零件安全。巧妙的設計讓工程師們在拆卸時不再費力，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小時即可打印完成。

3.產品精度測量夾治具

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

針對以上問題，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品精度測量夾治具。

整體采用Markforged樹脂材料進行打印生產，后期通過簡單地裝配即可實現快速測量產品精度的功能。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品并且完全杜絕了產品容易傾覆的可能性。據佳能光刻機制造所的工程師所說，Markforged連續纖維3d打印機生產的新夾治具與之前的傳統夾治具相比，測試一個產品平均可以節省3分鐘的時間。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。因產品是陶瓷材質，為了不損傷產品表面，工程師在使用傳統金屬緊固工具時必須十分小心，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。因為材質為樹脂和碳纖維，即使與陶瓷產品接觸也不會損傷產品表面，跟傳統工具緊固一個螺栓相比，采用Markforged連續纖維生產的新工具緊固一個螺栓平均可以節省5秒鐘，并且避免了損傷產品表面的危險。

5.單電機XY軸往復移動設備

佳能光刻機制造所產線上的工人提出了一臺可以在XY軸往復運動的設備需求，針對以上需求，客戶使用Markforged連續纖維3d設備用極低的成本，實現了產線上工人的期望。

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

通過旋轉上圖左邊的轉盤，即可讓裝置在XY軸實現往復運動。

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

佳能光刻機制造所采用博見三維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，博見三維致力于服務國內外高端制造型企業，提供完整的3D打印解決方案。

關于博見三維

博見三維是一家專注于連續纖維和金屬絲材打印技術研發及應用，為客戶提供材料打印解決方案的服務商。近年來，博見三維不斷強化3D打印產業優勢，與全球領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打印產品廣泛應用于我國航空航天、汽車、機器人、無人機/艇、機械制造、電子、教育(科研)等高端制造業。想要獲取更多信息，請聯系關注博見三維!