3D打印技術(shù)的最新發(fā)展及在鑄造中的應(yīng)用

王煥寧 周念發(fā) 張?jiān)诒?/p>

摘要：近些年來，3D打印技術(shù)的發(fā)展速度極快，在各行各業(yè)中都發(fā)揮出了十分獨(dú)特的效果，用在金屬鑄造以及現(xiàn)代工業(yè)等多個(gè)妨礙你，不但解決了在鑄造過程中一些原本難以解決的具體問題，更是方便了工作人員的實(shí)際操作，使一些細(xì)節(jié)性的東西都能考慮到位，達(dá)到產(chǎn)品的精細(xì)化生產(chǎn)和處理目標(biāo)，促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及鑄造水平的有效提高。通過對3D打印技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展分析，對其產(chǎn)生更多的了解，有利于促進(jìn)我國鑄造水平的提高。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù);制造領(lǐng)域;現(xiàn)代化技術(shù)

3D打印技術(shù)在近些年的社會(huì)發(fā)展過程中，體現(xiàn)出了越來越良好的效果，為各行各業(yè)提供了更加廣闊的發(fā)展平臺(tái)以及新的發(fā)展機(jī)會(huì)。本文針對3D打印技術(shù)最近發(fā)展情況的了解，具有重要的意義。

一、3D打印技術(shù)的最新發(fā)展

3D打印技術(shù)本身作為一種現(xiàn)代化技術(shù)，體現(xiàn)出了先進(jìn)的理念和效果，能夠通過自身的作用，使鑄造環(huán)節(jié)得以實(shí)現(xiàn)更加快速的發(fā)展。3D打印技術(shù)通過和金屬粉末粘和技術(shù)的聯(lián)合使用，能夠通過逐層累加的方式來搭建形成經(jīng)歷的數(shù)據(jù)模型的實(shí)體。當(dāng)前3D打印技術(shù)應(yīng)用在模具的設(shè)計(jì)以及組建還有工業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)都發(fā)揮出了良好的效果，包括模具的鑄造以及模型的生產(chǎn)方面，也體現(xiàn)出了獨(dú)特性。從開始產(chǎn)生發(fā)展到現(xiàn)在，3D打印技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣，應(yīng)用效率越來越高，這種技術(shù)本身自帶的精度加工功能，使鑄造工作更加簡單方便，也使鑄造的效果更理想。

（一）3D打印技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況

3D打印技術(shù)的用途一般體現(xiàn)在三個(gè)方面。一方面是將其用在新型工業(yè)產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，用于一些個(gè)性化產(chǎn)品的精確定制，這種技術(shù)的系統(tǒng)化應(yīng)用使我國現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的水平達(dá)到了一個(gè)更高的層次，也使整體的效果更加符合現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)方面的技術(shù)要求，使技術(shù)的精度得到了進(jìn)一步的提高。比如說在模具以及模型的加工制造方面，通過應(yīng)用3D打印技術(shù)使模具的制造周期更短，同時(shí)也使模具制造的精密度也相應(yīng)提高。另一方面是將3D打印技術(shù)應(yīng)用在了工業(yè)產(chǎn)品的制造環(huán)節(jié)，尤其是針對一些外形尺寸相對來說比較大的金屬加工件，還有精度要求更加嚴(yán)格的一些金屬零部件，都體現(xiàn)出了3D打印技術(shù)的良好應(yīng)用效果，能夠很好的解決一些由于構(gòu)件外形尺寸問題而導(dǎo)致加工工作困難的問題。同時(shí)，3D打印技術(shù)還在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)方面產(chǎn)生了廣泛的應(yīng)用，尤其用在齒科，通過先進(jìn)的牙齒復(fù)刻技術(shù)幫助患有牙齒疾病的人們修復(fù)了牙齒問題，為人們的生活提供了方便，還可以用在軟組織再造方面，讓人們更加健康。

（二）3D打印技術(shù)的應(yīng)用前景

3D打印技術(shù)作為近些年研究的關(guān)鍵內(nèi)容，為了發(fā)揮這種技術(shù)的重要意義，各個(gè)國家都在致力于提高技術(shù)水平，有些先進(jìn)國家在應(yīng)用3D打印技術(shù)方面取得了突出的成效，為工作帶來了方便。相比較之下，我國3D打印技術(shù)的應(yīng)用還是比較局限，對其產(chǎn)生的認(rèn)知也存在不足，難以產(chǎn)生更大的作痛。究其原因，可能來自于社會(huì)各界對于3D打印技術(shù)對他們?nèi)粘Ｉ町a(chǎn)生的影響還缺乏了解，對這項(xiàng)極具發(fā)展?jié)摿Φ南冗M(jìn)技術(shù)缺乏推廣，使其普及率極低。有一些企業(yè)在發(fā)展的過程中，會(huì)更加愿意去選擇傳統(tǒng)的技術(shù)，主要是由于傳統(tǒng)的技術(shù)相比教育3D打印技術(shù)來說，成本更低，同時(shí)企業(yè)中的人員以及企業(yè)的生產(chǎn)流程和傳統(tǒng)的技術(shù)之間的磨合效果相對來說更加良好，使3D打印技術(shù)的發(fā)展受限[1]。

二、3D打印技術(shù)在鑄造中的應(yīng)用情況

3D打印技術(shù)在產(chǎn)生之后，包括技術(shù)以及生產(chǎn)實(shí)踐等多個(gè)方面都進(jìn)行了不斷地完善和水平的提高應(yīng)用，在鑄造方面取得了一定的效果，包括鑄造模具的生產(chǎn)、金屬產(chǎn)品的直接打印等多個(gè)方面都體現(xiàn)出了獨(dú)特的效用，另外3D打印技術(shù)還可以修復(fù)某些產(chǎn)品在鑄造環(huán)節(jié)存在的一些不足之處。

（一）3D打印技術(shù)應(yīng)用在藝術(shù)鑄造方面

3D打印技術(shù)的產(chǎn)生以及發(fā)展使該項(xiàng)技術(shù)在藝術(shù)品的生產(chǎn)環(huán)節(jié)得到了良好的應(yīng)用效果，我國一些從事藝術(shù)產(chǎn)業(yè)的公司融合了3D打印技術(shù)，同時(shí)也將這項(xiàng)技術(shù)引進(jìn)到了藝術(shù)品的鑄造方面。也就是說3D打印技術(shù)的應(yīng)用使整體行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到了提高，也使藝術(shù)品鑄造得到了轉(zhuǎn)型和發(fā)展，使藝術(shù)品鑄造行業(yè)更加智能。

（二）3D打印技術(shù)中應(yīng)用激光立體成型技術(shù)

3D打印技術(shù)應(yīng)用在激光立體成形技術(shù)方面，可以通過激光先熔化金屬粉末，再將其通過3D打印機(jī)器來直接生成各種各樣的形狀和各種類型的產(chǎn)品，達(dá)到精準(zhǔn)化加工的要求。3D打印激光立體成形技術(shù)的使用，使各種金屬能夠直接打印成型，打印出的產(chǎn)品精度更高，產(chǎn)品的力學(xué)性能也更加豐富，能夠滿足人們的各種使用需求，尤其是體現(xiàn)在航空鑄造方面發(fā)揮重要的效果。航空領(lǐng)域本身要求會(huì)比較高，對于各種構(gòu)件的結(jié)構(gòu)要求也會(huì)比較復(fù)雜，不同構(gòu)件生產(chǎn)和采購的成本就會(huì)比較高。而通過3D打印技術(shù)以及激光立體成型技術(shù)，就能夠很好地修復(fù)航空構(gòu)件，在這個(gè)過程中使航空企業(yè)的成本得到了保障，也使3D打印技術(shù)的應(yīng)用效果更廣泛[2]。

（三）3D打印技術(shù)應(yīng)用在無模精密鑄型方面

3D打印技術(shù)應(yīng)用在快速成型的無模精密鑄型方面，同樣具有研究的意義。首先，在使用覆膜砂進(jìn)行撲粉的環(huán)節(jié)，通過激光技術(shù)來對這些粉末進(jìn)行固化處理，達(dá)到SLS燒結(jié)的要求。在此之后通過三維打印頭來進(jìn)行粘結(jié)劑的噴射工作，使打印機(jī)的兩個(gè)噴頭同時(shí)噴射粘結(jié)劑以及催化劑，使兩者之間相互連接以及融合，就可以使砂型鑄造得到涂層處理，從而達(dá)到澆筑的目標(biāo)。另外，通過三維打印的殼體鑄造技術(shù)，還可以使陶瓷顆粒以及硅酸鹽水溶液之間得到完美的融合，完成殼型打印的工作，但是在這個(gè)過程中要重視在澆注操作之前要先對產(chǎn)品進(jìn)行焙燒。

三、3D打印技術(shù)在鑄造行業(yè)中的主要發(fā)展趨勢

3D打印技術(shù)在藝術(shù)鑄造方面已經(jīng)形成了從傳統(tǒng)的鑄造生產(chǎn)模式向現(xiàn)代智能化生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變以及過渡，因此對于3D打印技術(shù)的需求相對來說比較大，這種技術(shù)用在藝術(shù)品的鑄造環(huán)節(jié)，雖然體現(xiàn)出一定的難度，但是也取得了相對比較大的成果，在未來其發(fā)展的機(jī)會(huì)也更多。比如說通過3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)模型的快速成型，使相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展更加快速，也控制了鑄造的生產(chǎn)成本，另外也減少了在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，使產(chǎn)品的生產(chǎn)需求都得到了滿足。除此之外，3D打印技術(shù)還能夠使高端鑄造零部件殘次品的發(fā)生率減少，當(dāng)一些大型的鑄造產(chǎn)品產(chǎn)生質(zhì)量缺陷問題時(shí)，就可以通過3D打印技術(shù)來實(shí)現(xiàn)直接的全面修復(fù)，這種方式使這些大型的產(chǎn)品運(yùn)行效果更加良好，同時(shí)也防止了人工修復(fù)過程中存在的尺寸不精密問題，使3D打印技術(shù)價(jià)值更高。

3D打印技術(shù)的應(yīng)用以及推廣本身要求3D打印機(jī)器能夠具有豐富的功能，滿足各項(xiàng)工作的需求，但是實(shí)際應(yīng)用環(huán)境由于技術(shù)方面的限制以及經(jīng)驗(yàn)不足，導(dǎo)致3D打印機(jī)器用于一些大型的鑄造產(chǎn)品打印環(huán)節(jié)，仍然會(huì)存在一些誤差，影響到打印的效果和機(jī)器的使用。在未來如果要提高3D打印技術(shù)的應(yīng)用效果，必須要提高3D打印機(jī)器本身的質(zhì)量以及性能的水平，使3D打印機(jī)器滿足各個(gè)方面的應(yīng)用需求，將其應(yīng)用在航空設(shè)備構(gòu)建以及一些高端大型零部件的生產(chǎn)和修復(fù)環(huán)節(jié)，還有一些精密儀器的實(shí)際生產(chǎn)以及組建環(huán)節(jié)，保障應(yīng)用效果。

結(jié)語：

總而言之，3D打印技術(shù)在現(xiàn)如今社會(huì)的發(fā)展過程中體現(xiàn)出了良好的效果，在各個(gè)產(chǎn)業(yè)都得到了普遍的應(yīng)用，本文針對3D打印技術(shù)在鑄造方面的應(yīng)用進(jìn)行了分析，希望可以更好地體現(xiàn)出3D打印技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，使我國鑄造產(chǎn)業(yè)得到進(jìn)一步的轉(zhuǎn)型和升級。

參考文獻(xiàn)：

[1]李洋，周穎，高菲.淺析3D打印技術(shù)在鑄造領(lǐng)域的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020，16：219-220.

[2]言帆.3D打印技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017，32：147-148.