CMM检查辅助3D印刷夹具

James Pershken说:“我个人的主要动机是我们的规模太小了。“基本上每个人都在尝试做很多事情，这真的帮助我减轻了一些单调的工作，能够在其他领域有所帮助。”

Pershken先生在这里并不是在谈论机器人或复杂的软件，而是一些不那么明显的东西:用于坐标测量机(CMM)检测的夹具。作为辛辛那提公司(Cincinnati Inc.)的机械质量工程师，他负责管理该公司3D打印机加工零件的三坐标测量机检验。上面概述的好处来自于实际使用那些完全相同的3D打印机来定制三坐标测量机夹具，反过来，支持新打印机的制造。

新的价值机器人（简称NVBOTS）是一家基于波士顿的聚合物3D打印机制造商，由一群Massachusetts技术工程师协会创立，并于2017年底收购，以形成NVBots业务部门。根据NVBots创始人AJ Perez的说法，该公司于2014年开始，专注于通过将打印机连接到云并优化工程工作流程来实现自动化和简化3D打印。其NVPRO 3D打印机由CI作为2016年的小区域添加剂制造（SAAM）机器而重建。斯特格肯先生现在在CI内的NVBots业务部门工作。

CI Saam 3D打印机具有许多需要CMM检查的机器组件。Pershken先生使用必须通过手动移动探头来编程的入门级CMM来识别数据，以便机器可以确定部件轴并正确执行程序。对于使用传统的现成固定特征的部分，需要时间和一个公平的技能，可以在表格上设置一部分，然后用探头执行手动命中。

采购产品3D打印机零件，3D打印固定装置

在处理一个相当复杂的加工零件时，Pershken有了一个想法，用3D打印固定装置，而不是使用现成的物品和钉板。这部分(见上图)是一个铝制承重块，用于3D打印机机架。两个槽容纳托辊轴承周围的皮带。他说，像这样组成3D打印机框架的组件是正确测量最关键的，因为它们最直接地影响最终打印机的精确度。在这个轴承座上，最紧的公差是支撑轴承的销大约30微米的窗口。

在检查中，轴承块需要在每个轴上八次击中，共24个手动命中。“有一天，我刚刚厌倦了再次将手动数据库送入，”Pershen先生说。这种挫败感导致他使用CI Saam 3D打印机来创建塑料夹具，这些打印机将握住该部件。

为了为3D打印设计这个夹具，Pershen先生说，他“黑客”的CAD程序的注塑环境，以创建一个可以积极保留该部件的模具的一半。为了使模具设计用作夹具，然后他删除了一些材料并添加了适合CMM表的标准底座等功能。

3D印刷夹具设计用于允许部件在没有夹具或螺钉的情况下掉落到位。为了握住轴承座，Pershken先生利用了其中一个特征：一个长插槽，在上面的照片中可见。模具设计软件产生了一个坚固的突出来填充此插槽，但斯特瓦肯先生将其分成四件。当在聚乳酸（PLA）热塑性塑料中的3D印刷时，该特征有足够的柔性，以牢固地将部件牢固地固定而不损坏它。结果，夹具仅遮挡了轴承块的一个非临界面，使得斯伯肯先生能够测量剩余的五个面，其中一个固定装置。

“我可以加载它们，点击”去“并在运行时做一些其他工作。”

简单地设置3D打印夹具，简单地要求将CMM探头校准在参考球上，安装在夹具上的轴承座，然后手动测量所有三个平面，以使机器成为参考点和方向。然后可以用按钮的按钮放置并测量后续部件。放置在3D印刷夹具上的部件不会在每次完全相同的位置，但它们不需要。“只要它足够接近并且CMM正确地获得了零件数据，它就会运行相同，”斯伯肯先生说。“我可以加载它们，点击”去“并在运行时做一些其他工作。”

节省精力，降低成本

由于循环时间只有几分钟(例如，CMM测量轴承座只需要一到两分钟)，3d打印夹具“不是一个巨大的时间节省器，”Pershken先生说，“但它是一个巨大的节省器。”

固定案件通常会涉及使用夹具套件，这可能需要1000美元的基本选项，并且它不会成为就地解决方案。“你必须在某处引入夹紧力量，”斯伯肯先生说，这有助于损坏零件的风险。“它将需要更多熟练的操作员，并且在设置中几乎没有时间。”

珀什肯现在收藏了大约10个3d打印的灯具，其中一些已经使用了两年之久，不需要更换。由于夹具在每次三坐标测量机周期中都是自动检查的，Pershken先生定期测试它们，但没有发现有必要担心精度的损失。他说:“我没有注意到它们有任何污迹或测量不当。”“我还没换过。”

CI SAAM打印机的许多加工部件都是相当简单的圆柱体和印版，从定制的3d打印夹具中获益不大。然而，对于那些中间到复杂的几何形状和要求高精度的零件，如3D打印机框架的零件，3D打印夹具大大简化了三坐标测量机的过程。随着CI开始通过加工和钣金成型生产更多的打印机部件，Pershken先生计划继续使用3d打印夹具来支持三坐标测量机检测。