摘要：佳能光刻机制造所使用连续纤维3d打印治具替代传统加工方式，大幅度实现降本增效。
日本佳能光刻机制造所于2022年末，导入Markforged 连续纤维3d打印设备用来生产光刻机产线上的治具以及工装夹具。相比传统机加工的夹治具以及工具，通过连续纤维3d打印生产的夹治具和工具有更灵活的设计可行性、相对低廉的价格、快速生产入手以及使用更方便，从而大幅度提升现场工作人员的工作效率的可能。接下来将用几个佳能光刻机制造所的实际案例来向大家深入介绍一下。
1.盖板粘合后的固定夹具
3d打印夹治具导入前：盖板粘合在产品侧面时，因为盖板自重容易滑落。因此等待粘合剂固化需要时间，并且非常容易移位。
3d打印夹治具导入后：通过3d的灵活设计和生产的特殊性，佳能光刻机的工程师设计了如下夹治具。
在上述箭头方向内部嵌入磁铁，从而与金属接触面形成吸力固定夹治具。
上图箭头所指弯曲部分采用特殊Markforged3d打印设备独有的连续芳纶纤维材料，因芳纶纤维的特性，零件更好地支持连续重复高强度的使用并不容易损坏。
通过夹治具两端的磁铁的吸力，将零件盖板很好地固定在产品的侧面。目前的设计最大支持8mm厚的盖板辅助粘合。相比传统方式生产的夹治具，采用Markforged连续纤维3d打印生产的夹治具有着更好的耐久性和便捷性。夹治具整体成本不超过2美金，仅需几个小时就可以生产复合要求的夹治具，大大提升了佳能光刻机制作所的工程师们的工作效率。
2.大型产品深孔螺栓拆卸工具
如上图蓝色产品所示，佳能光刻机制造所在大型产品的深孔螺栓装卸上遇到了一些难题。
1.传统的金属拆卸工具较大，容易碰伤产品留下划痕以及浅坑。
2.因为传统拆卸工具较大，工程师操作起来非常困难拆卸效率低下。
3.拆卸下来的螺栓难以取出。
针对以上难题，佳能光刻机制造所采用Markforged连续纤维3d打印设备，设计生产了以下工具，轻松解决了以上的难题。
整体采用Markforged的非金属Onyx材料，通过巧妙的设计开发出来全新的大型产品深孔螺母拆卸工具。因为整体采用非金属材质，即使与零件接触也不会损伤零件，确保零件安全。巧妙的设计让工程师们在拆卸时不再费力，并且螺栓也很容易地被取出。工具整体打印成本不到5美金，5小时即可打印完成。
3.产品精度测量夹治具
佳能光刻机制造所在对产品精度测试上有着严苛的要求。传统的夹治具如上图，采用金属铁块来进行固定产品，从而进行精度测量。传统的方式因为是采用金属铁块，在对产品的固定上并不是十分稳定，产品有倒下的风险。为了让产品测试精度高且不倒下，往往需要工程师花费大量的时间来处理。
针对以上问题，佳能光刻机制造所采用Markforged连续纤维3d打印设备设计了以上的产品精度测量夹治具。
整体采用Markforged树脂材料进行打印生产，后期通过简单地装配即可实现快速测量产品精度的功能。相比之前采用金属铁块固定，新的夹治具可以更快地固定产品并且完全杜绝了产品容易倾覆的可能性。据佳能光刻机制造所的工程师所说，Markforged连续纤维3d打印机生产的新夹治具与之前的传统夹治具相比，测试一个产品平均可以节省3分钟的时间。并且即使是新人也可以很容易地胜任这份工作，帮助他们大大地提高了工作效率。
4.螺栓快速紧固工具
佳能光刻机制造所大量的产品需要紧固螺栓，从前传统的紧固方式必须采用金属紧固工具。因产品是陶瓷材质，为了不损伤产品表面，工程师在使用传统金属紧固工具时必须十分小心，导致这项工作的效率十分低下。
针对以上难题，佳能光刻机制造所采用Markforged连续纤维3d打印，一体成型设计了全新的螺栓紧固工具。整体采用树脂并加入碳纤维材料，工具更轻更容易操作，仅需要轻轻旋转即可快速地完成螺栓紧固。因为材质为树脂和碳纤维，即使与陶瓷产品接触也不会损伤产品表面，跟传统工具紧固一个螺栓相比，采用Markforged连续纤维生产的新工具紧固一个螺栓平均可以节省5秒钟，并且避免了损伤产品表面的危险。
5.单电机XY轴往复移动设备
佳能光刻机制造所产线上的工人提出了一台可以在XY轴往复运动的设备需求，针对以上需求，客户使用Markforged连续纤维3d设备用极低的成本，实现了产线上工人的期望。
整体黑色部分全部采用3D打印生产，尽可能少地使用控制部件实现了XY轴往复移动设备。
通过旋转上图左边的转盘，即可让装置在XY轴实现往复运动。
并且通过调整图中红色箭头指示部分，可以自定义往复的间距，实现更多现场应用可能。通过减少控制装置，尽可能多地使用3D打印部件，在成本上实现大幅度降低。
佳能光刻机制造所采用博见三维Markforged连续纤维3D打印设备，成型尺寸330mm*270mm*200mm，最小打印层厚50μm。设备内嵌激光扫描功能，并可搭配软件的模拟仿真功能，减少设计 、 打印 、 测试的迭代周期和返工延迟，更快地获得可信的零部件。同样的3D打印应用在国内乃至国际范围内都可以复制，博见三维致力于服务国内外高端制造型企业，提供完整的3D打印解决方案。
关于博见三维
博见三维是一家专注于连续纤维和金属丝材打印技术研发及应用，为客户提供材料打印解决方案的服务商。近年来，博见三维不断强化3D打印产业优势，与全球领先的连续纤维制造商Markforged建立深度合作，成为中国区授权代理商，将连续碳纤维3D打印产品广泛应用于我国航空航天、汽车、机器人、无人机/艇、机械制造、电子、教育(科研)等高端制造业。想要获取更多信息，请联系关注博见三维!
