3D打印技術(shù)對(duì)機(jī)械制造及影響

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摘要：3d打印主要通過軟件設(shè)計(jì)程序，依托數(shù)字化工具，經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)共享與傳遞，借助本地化生產(chǎn)方式完成生產(chǎn)制造，以此來縮減成本、控制污染，迎合個(gè)性化需求。站在我國(guó)制造業(yè)的層面而言，3D打印好比一把雙刃劍，不僅帶來全新的機(jī)遇，而且面臨巨大挑戰(zhàn)。文章主要圍繞3D打印技術(shù)對(duì)機(jī)械制造自動(dòng)化的影響進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)；機(jī)械制造；自動(dòng)化

13D打印技術(shù)

3D打印技術(shù)在業(yè)內(nèi)還有一個(gè)技術(shù)名稱，叫做增材制造技術(shù)，其技術(shù)原理是通過紙層疊以及光固化等制造方式，進(jìn)行產(chǎn)品制造加工。該技術(shù)需要借助相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件完成相關(guān)產(chǎn)品的三維造型，技術(shù)人員應(yīng)用建模軟件來完成產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型的繪制工作，然后將其格式進(jìn)行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)變成3D打印機(jī)的專用格式，然后使用打印機(jī)設(shè)備將繪制的造型進(jìn)行打印。3D打印技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于材料的要求是比較嚴(yán)格的，打印期間需要使用專用材料，其中常見材料包括塑料或者金屬粉末，這些材料通常都具有良好的粘合作用。所謂的3D打印生產(chǎn)過程，就是指將專用材料按照事先設(shè)計(jì)繪制完成的數(shù)據(jù)模型一層層進(jìn)行打印堆積，直到最終滿足產(chǎn)品的生產(chǎn)需求和外形標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前我國(guó)機(jī)械制造業(yè)處于不斷革新的發(fā)展階段，3D打印技術(shù)的應(yīng)用逐漸普及，受到了業(yè)界的廣泛青睞，應(yīng)用此種技術(shù)生產(chǎn)出的產(chǎn)品精度比較理想，因此為響應(yīng)市場(chǎng)需求，各類3D打印機(jī)設(shè)備層出不窮，設(shè)備價(jià)格也越來越親民。當(dāng)前3D打印技術(shù)的應(yīng)用范圍遍及各行各業(yè)，常見應(yīng)用領(lǐng)域主要包括以下幾個(gè)方面，分別有醫(yī)療領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域、建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域以及航空航天領(lǐng)域等等。

23D打印技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

2.1個(gè)性化定制優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)科技水平的提升間接推動(dòng)力國(guó)內(nèi)機(jī)械制造業(yè)和自動(dòng)化生產(chǎn)的快速發(fā)展，3D打印技術(shù)的應(yīng)用幫助其更好的實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化定制生產(chǎn)目標(biāo)。傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)由于受到過去市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境和成本控制的影響，所生產(chǎn)出的產(chǎn)品往往過于大眾化，產(chǎn)品定位只能迎合大多數(shù)消費(fèi)人群，卻難以滿足少部分客戶的個(gè)性化定制需求，當(dāng)3D打印技術(shù)出現(xiàn)之后，機(jī)械生產(chǎn)過程中能夠結(jié)合消費(fèi)者個(gè)人需求進(jìn)行個(gè)性化生產(chǎn)，充分滿足其各類要求。2.2智能生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前我國(guó)機(jī)械制造自動(dòng)化生產(chǎn)已經(jīng)進(jìn)入了智能化時(shí)代，人工智能已經(jīng)應(yīng)用在各行各業(yè)，其無論是工作效率還是工作質(zhì)量都比較突出。因此機(jī)械制造行業(yè)的智能化發(fā)展是勢(shì)在必行的。其中對(duì)于3D打印技術(shù)的良好應(yīng)用就是明顯體現(xiàn)。3D打印技術(shù)的應(yīng)用具有良好的靈活性，其借助計(jì)算機(jī)軟件完成三維建模與生產(chǎn)圖紙的繪制，這種建模方式能夠全面體現(xiàn)產(chǎn)品的各方面性質(zhì)和功能，對(duì)于結(jié)構(gòu)和功能需求相對(duì)復(fù)雜的產(chǎn)品，技術(shù)人員通常要先借助設(shè)備完成產(chǎn)品模型設(shè)計(jì)，然后再使用3D打印設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)。這種智能化生產(chǎn)模式能夠完整還原產(chǎn)品特征，通過應(yīng)用3D打印技術(shù)，將產(chǎn)品的模型設(shè)計(jì)充分實(shí)體化。3D打印技術(shù)是一種科學(xué)高效的機(jī)械自動(dòng)化智能生產(chǎn)技術(shù)，智能化優(yōu)勢(shì)非常突出。2.3生態(tài)環(huán)保優(yōu)勢(shì)。對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械制造行業(yè)來說，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染基本上是很難避免的，這種生產(chǎn)方式與當(dāng)前的生態(tài)化生產(chǎn)理念顯然是背道而馳。而3D打印技術(shù)的一個(gè)突出性生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)就是生態(tài)環(huán)保。3D打印設(shè)備通常是借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字建模，然后轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)體生產(chǎn)，這種生產(chǎn)模式是一體式一次成型生產(chǎn)，不存在過于繁瑣的生產(chǎn)加工步驟，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程方便靈活，在打印生產(chǎn)期間還不會(huì)出現(xiàn)材料浪費(fèi)的情況，這是一種非常生態(tài)環(huán)保的生產(chǎn)過程。

33D打印技術(shù)對(duì)機(jī)械制造自動(dòng)化的影響分析

3.1增加經(jīng)濟(jì)收益，節(jié)約成本。當(dāng)前我國(guó)國(guó)內(nèi)機(jī)械制造與自動(dòng)化生產(chǎn)行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，各企業(yè)想要提升自身的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，必須從生產(chǎn)技術(shù)上著手進(jìn)行提升。一般來說，機(jī)械制造與自動(dòng)化生產(chǎn)過程中所需的成本費(fèi)用并不低，對(duì)于科技含量較高且工藝復(fù)雜的產(chǎn)品制造過程來說更是如此，產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程所需費(fèi)用也比較高。但是應(yīng)用3D打印技術(shù)之后，能夠?qū)崿F(xiàn)各生產(chǎn)細(xì)節(jié)的高效整合，充分降低生產(chǎn)制造成本。3D打印技術(shù)中模型打印功能，在產(chǎn)品制造的前期階段能夠準(zhǔn)確完成生產(chǎn)項(xiàng)目審核，并且具有產(chǎn)品生產(chǎn)測(cè)試功能，對(duì)于生產(chǎn)工藝不夠常熟的產(chǎn)品，要進(jìn)行返修貨或者重新生產(chǎn)，這些功能都是傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)中不具備的，也是因?yàn)?D打印技術(shù)這些先進(jìn)的功能，避免了大量的原材料浪費(fèi)，為企業(yè)節(jié)省了更多設(shè)計(jì)費(fèi)用和生產(chǎn)成本，將制造失誤頻率降到最低。在傳統(tǒng)的機(jī)械制造設(shè)計(jì)過程中，部分產(chǎn)品需要設(shè)計(jì)人員親自組裝，有些重要零部件還要長(zhǎng)期收集，零件缺失的情況時(shí)有發(fā)生，這就會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)周期嚴(yán)重拖延，通過應(yīng)用3D打印技術(shù)，產(chǎn)品的模型設(shè)計(jì)過程得以有效精簡(jiǎn)，組裝流程得復(fù)雜程度也大大降低，借助生產(chǎn)的方式，不但優(yōu)化生產(chǎn)效率，成本控制目標(biāo)同時(shí)得以實(shí)現(xiàn)。3.2優(yōu)化工藝技術(shù)水平。3D打印技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用，有效拓寬了制造業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)廣度，傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)設(shè)計(jì)中很多設(shè)計(jì)人員往往也會(huì)出現(xiàn)比較優(yōu)秀的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，但是礙于技術(shù)水平有限，很多設(shè)計(jì)理念不能實(shí)現(xiàn)。3D打印技術(shù)的出現(xiàn)解決了這種技術(shù)困境，很多過去無法實(shí)現(xiàn)的模型設(shè)計(jì)都已經(jīng)被生產(chǎn)出成品。在這種情況下，機(jī)械制造業(yè)的材料加工技術(shù)水平得以顯著提升，工藝生產(chǎn)實(shí)力愈發(fā)強(qiáng)大。3.3節(jié)省制造空間。過去很多傳統(tǒng)機(jī)械制造企業(yè)在進(jìn)行產(chǎn)品加工的時(shí)候，都是使用大體積模具進(jìn)行生產(chǎn)制造，制造過程中需要較大的生產(chǎn)空間，這種制造方式難度較大，且工作繁重，很多工作人員在較大的工作壓力下逐漸喪失生產(chǎn)積極性，這也是導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)效率持續(xù)下降的原因，而應(yīng)用3D打印技術(shù)之后，工作人員的工作空間更加充裕，工作壓力大大減小，其工作態(tài)度也有所改變，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益明顯提升。3.4提高制造效率。3D打印技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用，成功幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)了成本控制。產(chǎn)品的制作周期和生產(chǎn)難度也大大降低，員工生產(chǎn)效率持續(xù)升高，這對(duì)于機(jī)械制造和自動(dòng)化生產(chǎn)具有非常突出的推動(dòng)意義。傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)中需要一天時(shí)間生產(chǎn)出的產(chǎn)品，當(dāng)前運(yùn)用3D打印技術(shù)往往只需要兩個(gè)小時(shí)的時(shí)間就可以完成生產(chǎn)任務(wù)，與此同時(shí)，這種智能自動(dòng)化方式生產(chǎn)出的產(chǎn)品各參數(shù)精準(zhǔn)程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)機(jī)械制造生產(chǎn)。3.5優(yōu)化機(jī)械制造及自動(dòng)化生產(chǎn)的主要格局。3D打印技術(shù)最為突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)就是計(jì)算機(jī)建模技術(shù)，借助相關(guān)軟件完成不同形狀、功能的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，顯著優(yōu)化機(jī)械制造與生產(chǎn)狀態(tài)，與傳統(tǒng)的機(jī)械制造與生產(chǎn)流程相比，已經(jīng)發(fā)生了革命性的轉(zhuǎn)變。如果3D打印技術(shù)技術(shù)能夠早日全面普及，那么原有的傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)模式將會(huì)成為歷史。3D打印技術(shù)技術(shù)的未來發(fā)展方向是整機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)，雖然當(dāng)前無法做到全面推廣，相信未來的技術(shù)應(yīng)用范圍會(huì)逐漸擴(kuò)張到理想狀態(tài)，這種變化對(duì)于機(jī)械制造和自動(dòng)化生產(chǎn)的影響是非常深遠(yuǎn)的。通過3D打印設(shè)備，還可以對(duì)產(chǎn)品的零配件生產(chǎn)供應(yīng)進(jìn)行合理調(diào)控，這也是傳統(tǒng)制造加工過程中無法實(shí)現(xiàn)的。

4結(jié)語

綜上所述，3D打印技術(shù)以其自身多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)在各個(gè)行業(yè)中得到了推廣應(yīng)用，尤其是在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域的實(shí)踐應(yīng)用，促進(jìn)了機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展。通過進(jìn)一步推動(dòng)3D打印技術(shù)的發(fā)展，加強(qiáng)實(shí)踐研究，將會(huì)使其在機(jī)械制造領(lǐng)域中發(fā)揮出更大的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)于機(jī)械制造領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生積極的影響。

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作者:常娜娜 單位:蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院