3D Systems利用3D打印機(jī)實現(xiàn)樹脂成型生產(chǎn)線自動化

美國3D Systems公司開發(fā)出了利用3D打印機(jī)使樹脂部件成型實現(xiàn)自動化的概念生產(chǎn)線“Figure 4”，并在9月12～17日舉辦的美國機(jī)床展“IMTS2016”（芝加哥國際機(jī)械制造技術(shù)展覽會）上展出。該生產(chǎn)線能夠混流生產(chǎn)8種樹脂部件。可通過無 人化降低成本。
在會場上，3D Systems現(xiàn)場演示了USB外殼、助聽器及耳機(jī)等的耳塞部分、歧管、管狀部件等的成型過程。

成型的樹脂部件樣品

概念生產(chǎn)線為模塊型結(jié)構(gòu)。也就是說，各工序采用模塊化設(shè)計。該概念生產(chǎn)線由3個模塊工序構(gòu)成：（1）打印工序、（2）清洗工序、（3）硬化工序。

1.打印工序采用光造型（SLA）技術(shù)，使用的材料是紫外光固化樹脂。具體操作時，將液體狀的紫外光固化樹脂注入樹脂槽，向樹脂液表面照射紫外 線激光。這樣，紫外線激光照射之處的樹脂液就會固化，成為樹脂部件的一部分（薄層）。另外，固化的部分會貼附在平板上。

打印工序采用光造型技術(shù)制造樹脂成型體。

照射一次紫外線激光可得到厚度為10～30μm的固化層。第一層固化后，支撐樹脂成型體底部的網(wǎng)狀金屬平板就會抬升與固化高度相當(dāng)?shù)?0～30μm（注： 樹脂成型體是向下堆積的），接著再向樹脂液的表面部分照射紫外線激光，制造第二層固化層。通過如此反復(fù)照射紫外線激光，直至固化層堆積至所需高度。堆積完 成后，具有所需部件形狀的樹脂成型體便完成了。

在完成成型后，由安裝在天花板上的機(jī)器人將各平板上的樹脂成型體從樹脂槽中逐一提起，放到置物臺上。
該打印工序設(shè)有8個樹脂槽，可用各個樹脂槽成型不同的樹脂部件。也就是說，基本可同時混流生產(chǎn)8種樹脂部件。
接著進(jìn)入清洗工序。該工序有4個清洗槽，每個清洗槽的尺寸都夠清洗2個樹脂成型體。由小型垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人從置物臺抓起各平板上的樹脂成型體，從第一個清洗槽到第四個清洗槽依次浸入。由此來去除樹脂成型體上附著的多余樹脂液。

2.清洗工序。通過浸泡樹脂成型體來去除多余的樹脂液。
完成清洗后，轉(zhuǎn)入硬化工序。這是向樹脂成型體再次照射紫外線激光，提高硬度及強度的工序。垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人將各平板上清洗后的成型體抓起， 放入“紫外線烘箱”（3D Systems公司的產(chǎn)品）中照射紫外線激光。經(jīng)此工序調(diào)整硬度及強度后，樹脂部件就最終完成了。

3.硬化工序。通過再次照射紫外線激光使樹脂成型體變硬。
整個流程的加工很快，有的產(chǎn)品只需要10～30分鐘。此外，由于不需要模具，因此該概念生產(chǎn)線適用于多品種少量生產(chǎn)及大規(guī)模定制，請關(guān)注南極熊3d打印網(wǎng)。

來源：日經(jīng)技術(shù)在線
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