機(jī)械制造及自動(dòng)化中的3D打印技術(shù)

1、 機(jī)械制造及自動(dòng)化中的3d打印技術(shù) 摘要：隨著我國機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，3d打印逐漸走入人們視野。利用3d打印技術(shù)能夠提高機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)運(yùn)行價(jià)值，還能逐漸拓寬市場發(fā)展途徑，它對于機(jī)械行業(yè)的發(fā)展有重要影響。本文基于此展開研究，望能夠起到參考作用。關(guān)鍵詞：機(jī)械制造；自動(dòng)化；3d打印一、機(jī)械制造及自動(dòng)化簡介機(jī)械制造及自動(dòng)化是一門研究零件、構(gòu)件、機(jī)械理論、制造技術(shù)、自動(dòng)化系統(tǒng)的一門學(xué)科。這門學(xué)科覆蓋性較廣，而且融合了許多先進(jìn)理論，它的目的也很明確，利用電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)等將機(jī)械設(shè)備同自動(dòng)化結(jié)合，努力創(chuàng)造一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)，使得機(jī)械生產(chǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)較大的飛躍。在機(jī)械制造的整個(gè)過程中，傳統(tǒng)的生產(chǎn)加工難

2、以滿足人們需要，因此機(jī)械制造行業(yè)吸納了許多其它領(lǐng)域技術(shù)，例如傳感技術(shù)、智能生產(chǎn)、信息技術(shù)等，這豐富了機(jī)械加工工藝，大大提高了機(jī)械生產(chǎn)效率。二、3d打印技術(shù)簡介3d打印技術(shù)又稱增材或增量加工技術(shù)，目前在珠寶、鞋類及工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域有所應(yīng)用。它主要通過cad模型數(shù)據(jù)庫與數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)完成工作。3d打印大致具備以下特點(diǎn)：首先是數(shù)字制造。于有關(guān)軟件的支持，促進(jìn)商品結(jié)構(gòu)向數(shù)字化方向轉(zhuǎn)變，并且通過機(jī)器設(shè)施進(jìn)行生產(chǎn)制造，進(jìn)而能夠構(gòu)建成不同的組件，另外，通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)字化文件，確保了制造的分散性；其次可以實(shí)現(xiàn)降維制造。該技術(shù)可以將三維結(jié)構(gòu)物體向二維結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，并不斷疊加，化繁為簡實(shí)現(xiàn)降維，3d打印理論上可

3、以加工許多復(fù)雜何組件；最后是直接制造，3d打印相對于其它制造工藝來講，直接性更強(qiáng)，簡化了很多程序，且效率較高。三、3d打印對機(jī)械制造及自動(dòng)化影響的分析（一） 對人力勞動(dòng)的影響長期以來，低廉的勞動(dòng)力成本對我國制造業(yè)的快速發(fā)展具有重要意義，在這種情況下，越來越多的跨國公司開始在我國投資和合作。然而，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和演變，機(jī)械制造及自動(dòng)化向更為信息化和智能化的方向演變，減少了體力勞動(dòng)的需求。當(dāng)今機(jī)械工程中的大多數(shù)機(jī)械緊固件更多地依賴于自動(dòng)化資源。在我國，長期以來一直沒有專業(yè)的技術(shù)人才，阻礙了工程行業(yè)的順利發(fā)展?；?3d 技術(shù)的機(jī)械制造和自動(dòng)化技術(shù)可以節(jié)省成本并節(jié)省大多數(shù)傳統(tǒng)流程，并依靠機(jī)械

4、制造中的數(shù)字化生產(chǎn)技術(shù)，減少了過去制造過程中對生產(chǎn)線的需求。3d 打印在機(jī)械工程中的應(yīng)用大大減少了對體力勞動(dòng)者的需求，企業(yè)通常更喜歡機(jī)械化和自動(dòng)化的生產(chǎn)流程，這反過來可以降低勞動(dòng)力成本（如圖 1）。隨著 3d 打印技術(shù)作為代表性數(shù)字技術(shù)的不斷完善和普及，加之資源利用問題日益突出。因此，人力勞動(dòng)與傳統(tǒng)機(jī)械工程所需的工作必須有機(jī)地結(jié)合在一起，這是機(jī)械工程未來發(fā)展的核心問題。（二） 技術(shù)創(chuàng)新目前 3d 打印技術(shù)最重要的是設(shè)備的開發(fā)，在一定程度上，我國 3d 印刷設(shè)備的科技研發(fā)水平基本處于國際先進(jìn)水平，但機(jī)械制造整體精度和可靠性的控制仍遠(yuǎn)未達(dá)到國際頂級水平?？梢钥闯觯覈臋C(jī)械制造及自動(dòng)化水平需要進(jìn)一

5、步改進(jìn)。3d 打印主要用于逐層處理和生產(chǎn)機(jī)械產(chǎn)品，由于用于加工不同產(chǎn)品的原材料的不同，因此用于原材料 3d 打印的支撐裝置就會(huì)不同。通過采用適合本產(chǎn)品原料的方法，確保高精度和可靠性是當(dāng)前設(shè)備開發(fā)過程中需要解決的主要問題。此外，材料科學(xué)的研究和開發(fā)也是器件開發(fā)的關(guān)鍵。與傳統(tǒng)的機(jī)械制造相比，可以看出，3d 打印中使用的材料更容易液化或粉碎，并且可以在打印完成后重新組合，同時(shí)還具有標(biāo)準(zhǔn)的物理化學(xué)性質(zhì)。（三） 智能化發(fā)展中 3d 打印技術(shù)的應(yīng)用智能化發(fā)展是機(jī)械制造業(yè)的主流發(fā)展方向。應(yīng)用 3d 打印技術(shù)，使機(jī)械制造逐漸由傳統(tǒng)制造模式向智能方向過渡。如在機(jī)械制造生產(chǎn)中，應(yīng)用分析軟件對材料和設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化和處

6、理，并應(yīng)用建模工具在計(jì)算機(jī)平臺上進(jìn)行三維模型的構(gòu)建，然后優(yōu)化的模型數(shù)據(jù)再傳輸?shù)?3d 打印機(jī)中，實(shí)現(xiàn) 3d 打印，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的機(jī)械產(chǎn)品。在這一過程，模型的優(yōu)化與調(diào)整可時(shí)時(shí)進(jìn)行，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行多項(xiàng)選擇與調(diào)整，使得產(chǎn)品的生產(chǎn)更具有選擇性。同時(shí)，在整個(gè)過程中，能夠有效的應(yīng)用智能化技術(shù)，對問題進(jìn)行快速定位和解決，使機(jī)械制造更高效、更經(jīng)濟(jì)、更智能化，促使機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)逐漸走向智能化發(fā)展方向。（四）科技研發(fā)中 3d 打印技術(shù)的應(yīng)用機(jī)械制造需要擁有較強(qiáng)的科學(xué)理念才能在科學(xué)發(fā)展觀的指引下可持續(xù)發(fā)展。應(yīng)用 3d 打印技術(shù)，可以展現(xiàn)新技術(shù)的科學(xué)性、先進(jìn)性和合理性，為機(jī)械制造業(yè)提供新的科技動(dòng)力。如，在進(jìn)行

7、產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用 3d 打印技術(shù)將產(chǎn)品設(shè)計(jì)的科學(xué)性體現(xiàn)出現(xiàn)，并進(jìn)行價(jià)值升級，拓展產(chǎn)品的設(shè)計(jì)空間，以豐富的科學(xué)理念為支撐，促進(jìn)制造業(yè)向經(jīng)濟(jì)化、智能化、科學(xué)化方向發(fā)展。同時(shí)，科學(xué)理念的運(yùn)用，要求 3d 打印產(chǎn)品要同時(shí)具有安全性和可靠性，不會(huì)與科學(xué)產(chǎn)生相背的矛盾，使產(chǎn)品的價(jià)值得到科學(xué)性優(yōu)化。（五）產(chǎn)品創(chuàng)新中 3d 打印技術(shù)的應(yīng)用隨著機(jī)械制造業(yè)及自動(dòng)化發(fā)展的向前推進(jìn)，社會(huì)生產(chǎn)力大幅提高，傳統(tǒng)機(jī)械制造模式己經(jīng)無法適應(yīng)社會(huì)，必須在設(shè)計(jì)上引入創(chuàng)新機(jī)制，實(shí)現(xiàn)理念的變革，才能引導(dǎo)機(jī)械制造業(yè)向環(huán)保、節(jié)能、高效、智能和可持續(xù)化方向發(fā)展。機(jī)械制造及自動(dòng)化發(fā)展中，機(jī)械零部件的生產(chǎn)要求企業(yè)以質(zhì)量為目標(biāo)以數(shù)量為突破口。

8、此時(shí)，企業(yè)必須在設(shè)計(jì)理念上進(jìn)行創(chuàng)新，運(yùn)用智能化生產(chǎn)技術(shù)來為質(zhì)量和數(shù)量做保障。應(yīng)用 3d 打印技術(shù)，可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中利用多維理念，智能理念，環(huán)保理念和科學(xué)發(fā)展理念為產(chǎn)品提供精神層面的創(chuàng)新規(guī)劃，有效解決生產(chǎn)中的問題，達(dá)到節(jié)源開流，節(jié)能降耗，提高經(jīng)濟(jì)收益的目的。運(yùn)用優(yōu)化工藝使3d 打印成本得到有效控制，生產(chǎn)工藝易于操作，產(chǎn)品價(jià)值得到提升。引導(dǎo)機(jī)械制造和自動(dòng)化不斷優(yōu)化工藝，創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)化智能發(fā)展。四、結(jié)語近年來，機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展迅速，并朝著多元化、智能化的方向靠近。我們應(yīng)充分利用科學(xué)發(fā)展的產(chǎn)物，對3d打印展開深入研究于分析，促進(jìn)該技術(shù)的應(yīng)用效果，進(jìn)而為我國機(jī)械制造加工行業(yè)帶來更大的發(fā)展契機(jī)。就我國3d打印技術(shù)目前的發(fā)展?fàn)顩r來看，它存在很多優(yōu)勢同時(shí)也有許多不足，這就要求相關(guān)學(xué)者及從業(yè)人員不斷探討總結(jié)，完善3d打印存在的問題，努力為我國機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展貢獻(xiàn)出自己的一份力量。參考文獻(xiàn)1周海江.機(jī)械制造及自動(dòng)化中的3d打印