摘要 美國3DSystems公司開發(fā)出了利用3D打印機(jī)使樹脂部件成型實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的概念生產(chǎn)線“Figure4”,并在9月12~17日舉辦的美國機(jī)床展“I...
美國3DSystems公司開發(fā)出了利用3D打印機(jī)使樹脂部件成型實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的概念生產(chǎn)線“Figure4”,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(huì))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(huì)場(chǎng)上,3DSystems現(xiàn)場(chǎng)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。
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(jì)。該概念生產(chǎn)線由3個(gè)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(shí),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(huì)固化,成為樹脂部件的一部分(薄層)。另外,固化的部分會(huì)貼附在平板上。
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(huì)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(tái)上。
該打印工序設(shè)有8個(gè)樹脂槽,可用各個(gè)樹脂槽成型不同的樹脂部件。也就是說,基本可同時(shí)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(gè)清洗槽,每個(gè)清洗槽的尺寸都?jí)蚯逑?個(gè)樹脂成型體。由小型垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人從置物臺(tái)抓起各平板上的樹脂成型體,從第一個(gè)清洗槽到第四個(gè)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。
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(qiáng)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”(3DSystems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(qiáng)度后,樹脂部件就最終完成了。
整個(gè)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。