3D打印技術(shù)在機(jī)械制造自動(dòng)化中的應(yīng)用

黨桐

摘 要：隨著制造技術(shù)的快速發(fā)展，3D打印技術(shù)逐漸成為制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的主要方向。該技術(shù)的應(yīng)用不僅可以減少加工時(shí)間，避免因反復(fù)調(diào)整參數(shù)而產(chǎn)生的資源消耗，使機(jī)械制造更精準(zhǔn)，更經(jīng)濟(jì)，更高效?；诖?，本文重點(diǎn)分析了3D打印技術(shù)在機(jī)械制造自動(dòng)化中的應(yīng)用，以期能夠進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)械制造自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

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

隨著制造技術(shù)的快速發(fā)展，3D打印技術(shù)逐漸成為制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的主要方向。3D打印技術(shù)是依靠信息技術(shù)進(jìn)行三維建模，然后通過特定的打印機(jī)輸出模型，使產(chǎn)品精度和準(zhǔn)度都極大的提高的一種制造技術(shù)。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是減少加工時(shí)間，避免因反復(fù)調(diào)整參數(shù)而產(chǎn)生的資源消耗，使機(jī)械制造更精準(zhǔn)，更經(jīng)濟(jì)，更高效。

1 3D打印技術(shù)的主要特點(diǎn)

1.1 定制化

3D打印技術(shù)通常是與計(jì)算機(jī)技術(shù)同時(shí)應(yīng)用。應(yīng)用后可以根據(jù)個(gè)性化需求對產(chǎn)品的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，也可以根據(jù)需要定制特定結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，從而使得3D打印技術(shù)的定制優(yōu)勢逐漸突顯出來，促使其發(fā)展方向也向定制化方向發(fā)展。同時(shí)，以網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為支撐，3D打印技術(shù)可以快速生產(chǎn)，高質(zhì)量打印，使機(jī)械制造和自動(dòng)化一有了更廣闊的發(fā)展空間。

1.2 生態(tài)化

3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)械制造相比有著一定的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在生態(tài)和節(jié)能降耗上。應(yīng)用3D打印技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)字化制造，產(chǎn)品的環(huán)保特性更突出，原材料可實(shí)現(xiàn)最大化應(yīng)用，從而降低成本和損耗，使3D打印技術(shù)脫離了材料損耗的限制，向經(jīng)濟(jì)化和環(huán)保化方向發(fā)展。3D打印技術(shù)的生態(tài)什特性將引導(dǎo)機(jī)械制造和自動(dòng)化向生態(tài)化方向轉(zhuǎn)變。

1.3 智能化

3D打印技術(shù)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為依托，在產(chǎn)品制造過程中離不開計(jì)算機(jī)平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，這一特性使得3D打印技術(shù)具有數(shù)字化特征，能夠?qū)崿F(xiàn)智能化生產(chǎn)。在對機(jī)械模具的制造中，能夠有效利用粉狀材料進(jìn)行模具生產(chǎn)，并對參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整，使機(jī)械模具自動(dòng)化和智能化生產(chǎn)有了可靠的支撐。

2 3D打印技術(shù)在機(jī)械制造自動(dòng)化中的應(yīng)用

2.1 制造工藝中3D打印技術(shù)的應(yīng)用

一是3D打印技術(shù)需要構(gòu)建三維模型，然后將粉狀材料粘合成模型的強(qiáng)度，通過軟件系統(tǒng)的參數(shù)調(diào)整和數(shù)據(jù)處理，可以完成即時(shí)生產(chǎn)打印任務(wù)。完成后，可以清理并收集剩余原料為后續(xù)的生產(chǎn)制造做準(zhǔn)備，極大地提高了原材料的利用率;二是三維模型構(gòu)建后，通過計(jì)算機(jī)處理后再傳至3D打印機(jī)中，原材料經(jīng)過處理與冷卻后，可重復(fù)進(jìn)行打印，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)價(jià)值的提升。應(yīng)用3D打印技術(shù)后，機(jī)械制造的效率和產(chǎn)值均得到提高，使機(jī)械制造不斷朝向自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展。

2.2 環(huán)保工藝中3D打印技術(shù)的應(yīng)用

3D打印技術(shù)可以有效降低廢料的量和損失，使機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)具有環(huán)保特點(diǎn)和節(jié)能降耗特征。應(yīng)用3D打印技術(shù)后，原材料得到高效利用，廢料經(jīng)過處理均可再次投入使用，節(jié)約了生產(chǎn)原料，使機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)具有經(jīng)濟(jì)化特性。同時(shí)，在國家環(huán)保戰(zhàn)略目標(biāo)中，將低耗和低污染作為工業(yè)改革的基本出發(fā)點(diǎn)，促使機(jī)械制造不斷優(yōu)化工藝、融合流程，更新技術(shù)和提高管理。應(yīng)用3D打印技術(shù)，產(chǎn)品材料逐漸向環(huán)保方向發(fā)展。再者3D打印技術(shù)本身具有環(huán)保工藝，打印的產(chǎn)品具有環(huán)保特征，促便機(jī)械產(chǎn)業(yè)和自動(dòng)化發(fā)展向環(huán)保型和高效型邁進(jìn)。

2.3 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)化和處理，并應(yīng)用建模工具在計(jì)算機(jī)平臺(tái)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)?D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。

2.4 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。

2.5 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。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。

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