3D打印技術在機械設計與自動化中的應用

過凱楠

摘要：隨著機械加工行業和信息技術的不斷發展進步，人們對機械設計加工的要求越來越高，傳統機械設計與自動化技術已經難以滿足現代機械加工的精益化需求。而3D打印技術以其先進的計算機網絡技術，可以滿足人們對機械設計加工的精細化共享、傳播需求。本文通過分析3D打印技術應用優勢，探討3D打印技術在機械設計與自動化中的應用，更好地促進機械設計加工領域快速發展。

關鍵詞： 3D打印技術;機械設計;自動化;優勢;應用

近年來，計算機信息科技不斷升級更新，機械設計加工領域逐漸向著自動化、智能化方向發展，3D打印技術作為現代科學技術進步的一個重要研究成果，被應用于我國各行業領域中，3D打印技術在機械設計與自動化領域的應用很大程度上推動我國機械設計加工與自動化制造行業的發展，使機械設計加工能力實現質的飛躍。3D打印技術是通過將高分子材料、電子電氣、光學等技術進行有機融合，在滿足人們對機械制造加工的多元化、個性化要求的同時，有效減少機械設計制造成本，加快機械設計制造領域的技術性發展，從根本上提高機械設計與制造的質量和效率。3D打印技術為促進機械設計與自動化領域發展創造新的契機，對加快機械設計制造的現代化發展具有重要現實意義。

13D打印技術的應用優勢

1. 1智能化

人工智能化是近年來科學技術發展的主要趨勢之一，機械設計與自動化制造領域也在逐步朝著這個方向發展，正是在這種背景下3D打印技術取得突破性進展，不僅在機械設計與自動化領域具有巨大的發展潛力，在其他行業領域的應用也不容小覷。3D打印技術起源于上世紀末，隨著3D打印機的問世開始在社會上不斷發展壯大，被廣泛應用于各行業中，3D打印機制作出的3D作品也越來越受到人們的歡迎和喜愛。3D打印技術依托計算機程序軟件，將電子電氣、通信技術、高分子材料等先進科技進行有機融合，在3D打印機的驅動下，完成計算機網絡數據信息的傳遞，獲取相應的3D打印信息，該技術傳承傳統機械設計加工的精髓，為人們制作出富有個性化的3D打印作品。

1.2定制化

由于傳統的批量機械加工制造技術已無法滿足人們對機械設計加工的個性化、多樣化需求，機械設計加工的定制化發展趨勢日益明顯。3D打印技術能夠根據人們不同的需求變化，利用計算機軟件信息資源，并進行綜合整理，設計打印出個性化目標3D作品，使機械設計加工行業更好地為人們服務。3D打印技術的定制化特點為現代機械制造業發展帶來巨大發展契機，不僅滿足人們日益豐富的物質多樣化需求，也增加機械制造行業的經濟效益，從而擴大私人定制的規模。

1. 3生態化

3D打印技術不同于傳統機械設計過程，不僅能夠實現機械加工制造的智能化、定制化目標，而且在很大程度上降低對周邊環境的影響，可以彌補傳統機械設計的不足，在傳統機械設計過程中由于反復修改很容易造成對環境資源的浪費，機械設計制造效率低下且成本較高。3D打印技術能夠利用先進的科技手段，使設計過程更加立體化、動態化，減少反復設計修改環節，大大提高機械設計制造的效率，有效減少對周邊生態環境的破壞。

23D打印技術在機械設計與自動化中的應用

2.1機械加工的智能化生產

3D打印技術作為當前科技發展的主要趨勢，其具有的智能化、多樣化特點在很大程度上促進機械設計與制造行業的快速發展，有效實現機械加工的智能化生產。3D打印技術主要依托計算機應用軟件和網絡通信技術，實現機械設計信息的傳輸、共享、三維打印等過程，保證機械設計加工的全面性、精細性，而在機械自動化制造環節，利用3D打印機可實現高分子材料的定型，完成機械智能化生產。該技術不僅傳承傳統機械加工生產工藝，而且創新機械加工智能化生產，更加符合人們實際需要。

2.2增材制造機械加工模式

在機械設計與自動化領域中，隨著3D打印技術在該領域的廣泛應用，3D打印設備和打印材料技術也日漸成熟，將3D打印技術與機械設計制造技術相結合，打破傳統的機械加工制造模式，開創機械設計加工新思路、新方法，改變過去傳統的機械設計制造理念，替代傳統模具加工制造方法，彌補焊接加工工藝在大批量機械制造生產中的不足，有效降低加工制造成本，防止機械加工材料的資源浪費，解決傳統機械設計加工缺乏靈活性、多樣性的問題。3D打印技術是利用增材制造的方式來實現機械設計與自動化加工過程，通過計算機程序軟件有效降低加工制造過程中邊角廢料的產生，大大控制機械加工資源成本，而且該技術的加工精密度比傳統機械設計加工技術要高，在小批量機械設計加工條件下，有效提高機械設計加工效率和質量，降低加工制造成本，形成機械設計加工增材制造加工新模式。

2.3制作機械零部件模型

3D打印技術中的自動快速成像功能可用在一些結構復雜的零部件設計及自動化加工等方面，利用先進的計算機軟件程序，不僅提升機械設計與自動化制造的效率，而且在很大程度上降低復雜機械零部件的設計加工難度。同時，自動快速成像功能依托計算機網絡技術，根據機械零部件相關設計參數，自動設計加工機械零部件模型，其設計加工精細化程度遠遠高于傳統設計模型方法，機械零部件模型加工制作效率也得到大大提升。3D打印技術在機械零部件中的應用是對傳統零部件設計制造技術的重大突破，大大縮短機械設備的設計生產周期，使生產出的機械設備更加精細，性能更加穩定，產品類型更加豐富多樣。對于一些形狀特殊的機械零部件，由于對產品加工生產精密度有更高要求，3D打印技術在這些方面具有更加明顯的應用優勢，對機械加工制造行業格局有深遠影響。

2.4配合自動化技術生產

3D打印技術作為一種新興的打印機處理技術，主要利用3D打印機設備的噴頭裝置，按照計算機軟件應用既定設計程序有序噴出打印原材料，實現先進高科技技術的機械設計與制造定型，利用先進計算機軟件程序將機械設計制造自動轉換為高精密度的機械制造設備。通過將3D打印技術與自動化技術相融合，使機械設計CAD 等制圖軟件與3D打印技術相互配合，機械設計人員利用CAD制圖軟件完成機械設計后，自動通過3D打印機設備識別、拷貝、設置相應的打印技術參數，為機械加工3D打印做好充分準備，實現機械設備生產效率的大幅度提高，減少機械設計加工人員的設計加工作業強度，有效控制機械設計加工人力成本投入。

3結語

近年來我國科學技術水平不斷提高，人們對機械設計與自動化制造行業的需求越來越高，適時引入新的自動化加工制造技術迫在眉睫。3D打印技術在機械設計加工中的應用，不僅可以滿足機械設計加工的多樣性需求，按照客戶特殊設計意圖設計加工個性化的3D產品，最大程度上控制機械設計加工資源的浪費，提高機械設計加工的精密度。未來應進一步加大3D技術在機械設計與自動化領域的應用研究力度，合理優化機械設計自動化制造模式，充分發揮3D打印技術在機械設計自動化領域的優勢作用，從機械設計加工角度體現出較高的應用價值，以此推動機械設計制造行業健康穩定發展。

參考文獻

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[2]王智昊.3D打印技術在機械自動化領域的應用[J].電子技術與軟件工程，2018（1）：105.