3D打印技術及其在裝備建設中的應用探究

張森

摘 要：社會科學技術的不斷發(fā)展為社會各個行業(yè)的發(fā)展帶來了新的契機。如今，3D技術在社會中的不斷應用也更加的凸顯了科學技術對于國家建設的重要性。3D打印技術在裝備建設中的不斷應用推動了裝備建設的大力發(fā)展。本文通過對傳統(tǒng)的打印技術和3D打印技術的對比，分析; 3D打印技術的優(yōu)點，同時對3D打印技術在裝備建設中的應用和未來的發(fā)展趨勢進行了分析總結。

關鍵詞：3D打印;裝備建設;快速發(fā)展;應用

引言

3D打印技術是當今社會的主流打印方式，其通過以數(shù)字化模型為主要的基礎，利用現(xiàn)有的已經(jīng)成型的各種設備逐步增加堆積的方式來實現(xiàn)文字的成型。3D打印技術具有“材料制備”和“精確成型”的特點，因為是并不是簡單的平面打印，而是將各種復雜的三維形狀的零件通過轉換進行二維的逐層打印。近年來，隨著社會工作量的不斷加大，3D技術在我國的發(fā)展十分迅速，其關鍵方面的技術也取得了巨大的突破，在各個行業(yè)的應用中取得了重要進展。尤其是在裝備建設方面，更是起到了重要的作用，為推動裝備建設的發(fā)展提供了巨大的動力。未來，隨著3D打印技術更加深入的應用，其對我國裝備建設的作用將會更加的明顯。

一、3D打印技術的簡介

（一）3D打印技術的概念

3D打印技術是80年代末在美國出現(xiàn)的一種高技術的制造項目，推動了世界制造領域的飛速發(fā)展，是19世紀重大的技術改革。由于3D打印的技術與傳統(tǒng)的噴墨技術十分的相似，因此就被稱為3D打印。

（二）3D打印技術的分類

3D技術因為其加工層面的工藝不同，使得其具體的分類不同，不同技術下的打印技術其優(yōu)缺點也不同，所使用的材料也不同，具體可以分為以下幾種：

1、三維打印技術

三維打印技術使用的是傳統(tǒng)標準的噴墨打印，通過將液體的粉末鋪放在薄層上，以橫截面打印的數(shù)據(jù)方式創(chuàng)建實體的三維模型，從而將需要的東西打印出來。這種打印技術的確定在于對于墨粉的浪費較大，并且打印出來的文字不清晰。

2、熔融層積成技術

該技術就是將熱熔型的材料通過加熱進行融化，同時根據(jù)相關信息的界面要求通過計算機的控制將材料有選擇性的覆蓋在工作臺上，等材料冷卻之后再進行寫一部，最終形成一個實體的造型。

3、立體平版印刷技術

立體平版印刷技術是以樹脂為原材料，通過計算機的控制進行各個分層界面信息的掃描，被掃描的區(qū)域在樹脂層上發(fā)生一定的反應，最終固化，形成一個薄層。等一層固化結束之后再進行下一個程序，直到最終得到三維的實體模型。

4、UV紫外線成型技術

UV紫外線成型技術也是以樹脂為原材料，利用紫外線的照射從下往上將樹脂一層一層堆積起來，直到建立模型。UV紫外線成型技術是目前精確度最高的打印技術，也是目前應用非常廣泛的技術。

5、激光成型技術

激光成型技術與SLA相似，不同的是，激光成型技術利用高分辨率的數(shù)字光處理器的投影來固化太聚合物，逐層的進行光的固化，以此來達到文字打印的目的。因為激光成型技術是通過PPT來進行的片狀的固化，因此其速度較其他打印技術來說往往比較快。

二、3D技術打印技術的優(yōu)點

與傳統(tǒng)的打印技術相比，3D打印技術通過對于原材料的部分切割，加之不同的加工模式，極大地提升了打印的質量，加快了打印的速度，具有傳統(tǒng)打印技術不具備的許多優(yōu)點。

（一）促進了設計和制造的一體化

在傳統(tǒng)的打印技術中，由于多方面條件的限制，打印設計和制造是分開進行的，只有在設計結束之后，才能進行制造的程序，這在一定程度上大大降低了打印的效率，也使得在打印過程中造成了一定的資源浪費。計算機對于打印技術的輔助在今后的一段時間內還無法實現(xiàn)與CAM、CAD的無縫銜接，因此，打印設計和制造的一體化發(fā)展必須利用未來的新技術，使得設計和制造一體化在此基礎上得到了進一步的實現(xiàn)。3D打印技術的減少了部分的機械加工的程序，可以直接從計算機中的模型中生成各種不同形狀的物體，進而突破設計和一體化的關鍵技術。

（二）進一步提高了裝備結構的集成度

受到傳統(tǒng)技術的約束，各個裝備都會由不同的零件逐步組裝起來的主體結構，但是組裝起來的結構使得產(chǎn)品的質量和體積都較大，不僅需要較大的面積來存放，并且使得其搬運起來也比較麻煩，而且由于組裝技術的限制，使得組裝結構的故障概率大大增加。隨著3D打印技術的不斷發(fā)展和利用，裝備結構的組裝技術不斷發(fā)展，因此也大大提高了裝備組裝的效率和質量。3D打印技術的深入利用，進一步提高了裝備結構的集成度，同時也使得結構的強度更加的可靠。

（三）加快了裝備研發(fā)的進程

在傳統(tǒng)的打印技術中，裝備研發(fā)的速度一直都非常之緩慢，對于裝備原理的樣機的試制往往需要耗費相當長的時間，因此對于打印技術的相關研發(fā)一直無法得到有效的保證，因此，3D打印技術的出現(xiàn)對于未來的裝備研發(fā)具有重要意義。目前，我國市場中的3D打印技術基本能夠實現(xiàn)600dpi的分辨率，而且打印的厚度只有0.01mm，非常的薄，打印出的物體的外觀不僅美觀，而且在打印的過程中可以將內部的結構和運功部件都呈現(xiàn)出來，人可以直觀地看見和了解整個3D打印的全過程，這能夠充分的保證打印的質量。隨著打印技術的不斷發(fā)貨在哪，打印的可使用的材料越來越豐富，從高分子的材料到石料、金屬等，每一個材料的改變都是打印技術的進步，有數(shù)據(jù)統(tǒng)計，目前社會中主流的打印設備大概可以支持超過120多種的材料，打印速度也是一步步的提高。因此，從目前的整體情況分析，3D打印技術必定能加快裝備研發(fā)的過程。

三、3D打印技術在裝備建設中的應用

（一）提升后勤裝備質量

如今，隨著社會的飛速發(fā)展，各行各業(yè)都需要進行一定的裝備建設，只有一定的技術裝備的建設，才能進一步的提升行業(yè)競爭力，才能推動相關產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。尤其是近些年來，隨著3D打印技術的不斷完善和改進，其對于各行業(yè)裝備建設中的作用更加的凸顯出來。比如在后勤裝備建設中，3D打印技術就發(fā)揮了巨大的作用。在部隊中，后勤裝備主要分為通用的后勤裝備和各個不同部隊的專用后勤裝備。隨著軍隊建設的不斷專業(yè)化，后勤裝備的技術要求也越來越高，因此，在軍隊建設中，必須大量的應用3D打印技術，利用最新的技術來促進相關的質量提升。

（二）簡化各個裝備程序

在傳統(tǒng)的打印中，各個工作環(huán)節(jié)之間缺乏一定的溝通交流，相關行業(yè)對于內部交流溝通的平臺建設一直不夠重視，使得打印研發(fā)的流程完全實行串行模式，導致研發(fā)效率始終無法提高，增加了研發(fā)的成本和研發(fā)時間。比如，在進行裝備總體的設計時，研發(fā)團隊僅僅通過手繪的草圖就參與到整體設計的談論中了，盡管手繪草圖的相關技術已經(jīng)得到了一定的發(fā)展，但是對于整體的項目建設的效果并不突出，因此，要進一步提升相關的效率和質量，就必須建立更加精確的3D模型，通過3D打印技術來彌補平面設計的不足，使得整個設計在京都和觸感等整體方面得到一個質的提升。

（三）3D技術在小型裝備中的應用

3D打印技術具有制造快速的特點，在各種裝備中，除了部分的大型設備之外，還需要進行一些小零件的設計和制造，但是小零件的數(shù)量通常較多，利用傳統(tǒng)的設計打印技術就會大大降低設計制造的效率，而且對于零件的質量也無法保證，因此，在小零件的設計和制造中，通常會采用3D打印技術。3D打印技術可以利用模型快速的將零件進行設計模擬，然后進行批量的生產(chǎn)，在提升速度的同時也保證了零件的質量，加快了小型裝備的發(fā)展速度，同時也進一步減輕了各大裝備的制造壓力。

四、結束語

隨著社會科學技術環(huán)境的不斷改善，3D打印技術也得到了快速的發(fā)展，開始應用到社會各個行業(yè)的發(fā)展之中，為社會發(fā)展提供了新的動力。尤其是在各行各業(yè)的裝備建設中起到了關鍵的作用，成為加強裝備建設的重要力量。

參考文獻：

[1]羅大成，劉延飛，王照峰，等.3D打印技術在武器裝備維修中的應用研究0].自動化儀表，2017（4）： 32- -36.

[2]王華明，高性能金屬構件增材制造技術開啟國防制造新篇章0].國防制造技術，2013 （6）：5-7.

[3]董潔，趙升祥，鐵梅.3D打印技術一掀起 制造技術的新革命0]-科技智囊，2013（5）： 79-84.

[4]張楠，李飛.3D）打印技術的發(fā)展與應用對未來產(chǎn)品設計的影響0].機械設計，2013（7）： 97-99.

（河南工學院 ? 河南 ? 新鄉(xiāng) ? 453003）