在9月12～17日举办的美国机床展“IMTS2016”(芝加哥国际机械制造技术展览会)上，美国3D Systems展出了公司开发出的利用3D打印机使树脂部件成型实现自动化的概念生产线“Figure 4”。该生产线能够混流生产8种树脂部件，可通过无人化降低成本。


　　成型的树脂部件样品

　　在会场上，3D Systems现场演示了USB外壳、助听器及耳机等的耳塞部分、歧管、管状部件等的成型过程。据介绍，该概念生产线为模块型结构，也就是说，各工序采用模块化设计。该概念生产线由3个模块工序构成：(1)打印工序、(2)清洗工序、(3)硬化工序。(4)打印工序采用光造型(SLA)技术，使用的材料是紫外光固化树脂。具体操作时，将液体状的紫外光固化树脂注入树脂槽，向树脂液表面照射紫外线激光。这样，紫外线激光照射之处的树脂液就会固化，成为树脂部件的一部分(薄层)。另外，固化的部分会贴附在平板上。


　　打印工序：采用光造型技术制造树脂成型体

　　照射一次紫外线激光可得到厚度为10～30μm的固化层。第一层固化后，支撑树脂成型体底部的网状金属平板就会抬升与固化高度相当的10～30μm(注：树脂成型体是向下堆积的)，接着再向树脂液的表面部分照射紫外线激光，制造第二层固化层。通过如此反复照射紫外线激光，直至固化层堆积至所需高度。堆积完成后，具有所需部件形状的树脂成型体便完成了。

　　在完成成型后，由安装在天花板上的机器人（300024）将各平板上的树脂成型体从树脂槽中逐一提起，放到置物台上。该打印工序设有8个树脂槽，可用各个树脂槽成型不同的树脂部件。也就是说，基本可同时混流生产8种树脂部件。

　　接着进入(2)清洗工序。该工序有4个清洗槽，每个清洗槽的尺寸都够清洗2个树脂成型体。由小型垂直多关节机器人从置物台抓起各平板上的树脂成型体，从第一个清洗槽到第四个清洗槽依次浸入。由此来去除树脂成型体上附着的多余树脂液。


　　清洗工序：通过浸泡树脂成型体来去除多余的树脂液

　　完成清洗后，转入(3)硬化工序。这是向树脂成型体再次照射紫外线激光，提高硬度及强度的工序。垂直多关节机器人将各平板上清洗后的成型体抓起，放入“紫外线烘箱”(3D Systems公司的产品)中照射紫外线激光。经此工序调整硬度及强度后，树脂部件就最终完成了。


　　硬化工序：通过再次照射紫外线激光使树脂成型体变硬

　　整个流程的加工很快，有的产品只需要10～30分钟。此外，由于不需要模具，因此该概念生产线适用于多品种少量生产及大规模定制。

　　在9月12～17日举办的美国机床展“IMTS2016”(芝加哥国际机械制造技术展览会)上，美国3D Systems展出了公司开发出的利用3D打印机使树脂部件成型实现自动化的概念生产线“Figure 4”。该生产线能够混流生产8种树脂部件，可通过无人化降低成本。


　　成型的树脂部件样品

　　在会场上，3D Systems现场演示了USB外壳、助听器及耳机等的耳塞部分、歧管、管状部件等的成型过程。据介绍，该概念生产线为模块型结构，也就是说，各工序采用模块化设计。该概念生产线由3个模块工序构成：(1)打印工序、(2)清洗工序、(3)硬化工序。(4)打印工序采用光造型(SLA)技术，使用的材料是紫外光固化树脂。具体操作时，将液体状的紫外光固化树脂注入树脂槽，向树脂液表面照射紫外线激光。这样，紫外线激光照射之处的树脂液就会固化，成为树脂部件的一部分(薄层)。另外，固化的部分会贴附在平板上。


　　打印工序：采用光造型技术制造树脂成型体

　　照射一次紫外线激光可得到厚度为10～30μm的固化层。第一层固化后，支撑树脂成型体底部的网状金属平板就会抬升与固化高度相当的10～30μm(注：树脂成型体是向下堆积的)，接着再向树脂液的表面部分照射紫外线激光，制造第二层固化层。通过如此反复照射紫外线激光，直至固化层堆积至所需高度。堆积完成后，具有所需部件形状的树脂成型体便完成了。

　　在完成成型后，由安装在天花板上的机器人（300024）将各平板上的树脂成型体从树脂槽中逐一提起，放到置物台上。该打印工序设有8个树脂槽，可用各个树脂槽成型不同的树脂部件。也就是说，基本可同时混流生产8种树脂部件。

　　接着进入(2)清洗工序。该工序有4个清洗槽，每个清洗槽的尺寸都够清洗2个树脂成型体。由小型垂直多关节机器人从置物台抓起各平板上的树脂成型体，从第一个清洗槽到第四个清洗槽依次浸入。由此来去除树脂成型体上附着的多余树脂液。


　　清洗工序：通过浸泡树脂成型体来去除多余的树脂液

　　完成清洗后，转入(3)硬化工序。这是向树脂成型体再次照射紫外线激光，提高硬度及强度的工序。垂直多关节机器人将各平板上清洗后的成型体抓起，放入“紫外线烘箱”(3D Systems公司的产品)中照射紫外线激光。经此工序调整硬度及强度后，树脂部件就最终完成了。


　　硬化工序：通过再次照射紫外线激光使树脂成型体变硬

　　整个流程的加工很快，有的产品只需要10～30分钟。此外，由于不需要模具，因此该概念生产线适用于多品种少量生产及大规模定制。