3D打印技術對機械制造及自動化的影響

張遠

摘要：時代快速發展，機械制造及自動化技術也得到廣泛應用。經濟的進步促進了機械制造及其自動化的發展，且該技術在諸多領域均發揮著重要作用，使我國科學技術再上新一層臺階。3D打印技術作為一種十分先進的技術，對自動化產生了顯著影響。

關鍵詞：3D打印技術;機械制造及自動化;影響

前言

經濟全球化背景下，多種高新技術進入大眾視野，很多行業在發展中需要抓住機遇，迎接挑戰，先進技術在機械制造行業中的應用，極大地推動了行業的發展。為面對市場競爭，需采用新技術。而3D打印技術便是一種十分先進的技術形式，并逐漸成為推動自動化行業進步的關鍵要素。

1.3D打印概述

3D打印技術也被人們稱為增材制造技術，該技術主要利用光固化及支撐疊等多種方式制造多種產品。3D打印技術需要利用計算機軟件制造三維模型，基于先進的設計軟件完成產品設計建模，繪制產品的三維數據模型，之后將其轉化為3D打印機能夠識別的數據信息，利用3D打印技術打印產品。3D打印技術對用料的要求十分嚴格，需使用特殊材料打印，常見的材料有塑料和粉末狀的金屬。上述材料的粘合效果較好。3D打印能夠在材料的支持下將預先設計的三維模型層層堆疊，以此展現設計人員設計出的產品造型，體現產品的功能特征。

當前，制造業發展速度明顯加快，3D打印技術也取得了前所未有的進步。市場上也出現了多種不同形式的商業3D打印機。3D打印機的數量顯著增多，價格隨之下降。在很多行業均可看到3D打印機的身影。如航天領域、醫療領域、建筑領域和軍事領域等。

3D打印機應用于航空領域，能夠以更低的成本打印零部件，保證零件的性能，減少航空器攜帶的燃料。3D打印機應用于醫療領域，主要體現在打印移植器官。身體上的器官存在個體差異，應用3D打印技術可結合患者的特點打印不同的器官。由于這種方式移植的器官能夠與患者的器官高度試配，排異反應明顯減少。3D打印技術應用于建筑領域能夠以較短的時間，更加便捷地打印建筑模型，模型的美觀性優勢顯著。3D打印技術在經濟領域的應用也十分普遍，利用3D打印的高精度特征，在軍工航空發動機和不同類型的武器裝備中均得以廣泛應用。

2.3D打印的優勢分析

傳統的打印技術打印的規模較大，價格較低，操作便捷，但是僅可實現常規打印功能，無法滿足用戶的個性化打印需求。3D打印技術便可根據用戶的需求提供私人化的打印服務。利用互聯網技術為用戶提供私人訂制服務，滿足不同用戶群體的打印需求。

2.1模型制作更加便利

傳統的打印技術僅可以紙張作為打印的原材料，無法使用其他材料打印。3D打印技術可在更多領域發揮作用。3D打印技術既能夠打印辦公材料，又可打印不同的工業模型。利用互聯網技術分析結構內容，使用軟件創建模型，3D打印技術可打印出滿足型號要求的各類產品。

2.2智能化操作性能完善

3D打印技術促進了數控技術、CAD技術、互聯網技術和計算機技術等多種先進技術的深度融合。應用該技術時，智能化特征尤為顯著，可充分利用計算機軟件及專業系統打印待打印內容。該技術也是一種十分先進的數字控制加工技術，在諸多環節均可實現智能化操作。工作人員僅需利用計算機便可完成打印任務。

2.3生態環保優勢明顯

相比傳統的機械制造工藝，3D打印技術利用智能化的數字技術完成工藝品的結構分析，選擇最經濟、環保的方式進行制作，避免原材料的損耗和浪費。3D打印技術還可以使機械制造單位就近選擇生產材料，節省了運輸方面的成本。

3.3D打印技術對機械制造自動化的影響

3.1提高經濟收益，降低成本投入

現如今，我國機械制造和自動化生產行業的市場競爭呈現白熱化趨勢，企業若想不斷增強市場競爭力，則需采取有效措施實現技術的全面升級。機械制造與自動化生產中需要投入較高的成本。同時，機械制造的過程中也需要先進技術的支撐。工藝相對復雜的產品在制造的過程中會對技術的要求更為嚴格，因此，產品設計的過程中需要較高的費用。而應用3D打印技術便可整合生產中的諸多細節，有效降低生產制造中的成本投入。

在傳統的機械制造設計中，生產工藝有待完善的產品，需返修或重新生產。部分產品也需要設計人員完成組裝環節，部分重要的零件需要較長的時間做好收集工作，因此，生產中易于出現零件不完整等問題，而且也會延長制造周期。

3D打印技術中的模型打印功能可在產品制造前期審核生產項目，實現產品生產測試。利用3D打印技術能夠合理簡化產品模型設計過程，組裝流程也更加簡單。利用該生產模式一方面顯著提高了生產效率，另一方面也能夠更好地達成成本控制的既定目標。傳統的機械制造技術并不具備上述功能，而3D技術的先進性減少了原材料消耗與浪費，同時企業無需投入大量的設計及生產費用，生產制造的精度也隨之提升。

3.2提升工藝水平

3D打印技術應用于機械制造行業，能夠豐富制造業產品設計的形式。傳統機械生產設計中，設計人員也可設計出高水平的產品，但是受技術水平的限制，很多設計理念不具備可行性。3D打印技術則能夠有效解決上述問題，可生產出很多傳統技術無法生產的產品。該技術可顯著提高機械制造業材料加工技術水平，生產工藝更為成熟，打破了傳統工藝的限制。

3.3增大制造空間的利用率

傳統的機械制造企業在產品加工的過程中以大體積模具作為主要的生產對象。模具制造中對生產空間的要求較高。該制造方式存在著十分明顯的問題，工作內容較多，且流程繁瑣。工作人員在日常工作中需要承受巨大的工作壓力，長此以往，便逐漸失去了工作熱情，這也是企業生產效率顯著下降的主要因素。而利用3D打印技術后，工作人員的工作空間更加充足，工作壓力明顯減小，工作狀態也發生了較大的變化，企業經濟和社會效益得到顯著提高。

3.4有效保證機械制造效率

3D打印技術應用于機械制造行業，有利于控制企業的生產成本。產品制造的周期明顯縮短，生產難度隨之下降。員工的生產效率顯著提高，促進了機械制造及自動化生產的發展。傳統的機械生產周期多為一天，而3D打印技術出現后，生產的時間明顯縮短，甚至在2個小時左右便可實現構件生產目標。另外，該智能自動化生產模式所生產的產品參數準確性較強，生產質量明顯高于傳統的機械制造生產模式。

3.5完善機械制造及自動化生產的結構

計算機建模技術是3D打印技術最為顯著的特征和優勢，利用專業軟件可完成不同特征的產品設計，可不斷完善機械制造及生產狀態。相較于傳統的機械制造與生產流程，3D技術使生產作業發生了較大變化。如果3D打印技術能夠盡早普及，則傳統的機械生產模式即將被更為先進的技術替代。整機自動化生產是3D打印技術的主要發展趨勢，盡管現階段無法大范圍推廣，在未來，該技術定會在更多領域發揮作用，并對機械制造自動化產生極為深遠的影響。利用3D打印設備能夠適度調節產品零件生產，這也是傳統制造加工中無法順利實現的功能。

4結束語

總而言之，3D打印技術由于自身的特點和優勢顯著，因此在多個行業均扮演著重要角色，機械制造行業也不例外。該技術極大地推動了機械自動化建設。在實踐研究的過程中充分展現機械制造業的作用與價值，完善生產結構，提高機械制造效率，進而推動機械制造及自動化行業的長遠進步。

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