探讨3D打印技术在机械制造领域中的应用

魏云虎

（成都理工大学 核技术与自动化工程学院，四川 成都 610059）

探讨3D打印技术在机械制造领域中的应用

魏云虎

（成都理工大学 核技术与自动化工程学院，四川 成都 610059）

随着我国科技水平的不断提高，为机械制造行业提供了良好的发展基础，而3D打印技术的出现大大促进了机械制造领域的发展。3D打印技术主要将电气、计算机以及光学等先进的技术融于一体，具有成影的速度快、材料利用率高等特点。文章主要对3D打印技术在机械制造领域中的应用进行探究与分析。

机械制造；3D打印技术；应用

为了推动机械制造行业的发展，应用了3D打印技术，但由于我国对此技术的应用还不成熟，因此，还存在着一些问题，需采用有效的措施来解决这些问题，将3D打印技术与实际情况相结合，才能使3D打印技术发挥出最大的潜能，以促进机械制造行业的稳定持续发展。

1 3D打印技术的发展进程

世界上第一台3D打印设备诞生于1984年，3D打印技术在经历30多年的发展后，对社会产生的影响也越来越大。在1991年，3D打印设备实现了重大的转变，成功的转入到商业中。于1996年，3D打印机制作成功了，我国的第一台3D打印机制造于1994年，而且此设备被申请了知识产权，主要是使用聚丙烯塑料以及塑料粉末状物等材料制造此设备，3D打印技术在人们生活中使用的范围越来越广泛，并且已经应用在航天产品、医疗器械以及汽车生产等领域中。

2 3D打印技术的原理

3D打印技术中增材制造原理主要就是将所设计出来产品的三维模型在三维仿真软件中从纵坐标的方向进行剖切形成有限多的平面，将分层加工和叠加成型相结合，进而组成打印材料以得到3D实体，同时形成相同比例的实体模具。由于3D打印技术的成型方法有所不同，其所利用的原理也不一样，主要概括为以下两个方面：

（1）依据三维成型的3D打印原理。依据三维成型的3D打印原理，主要是将一定量的原材料以粉末形状从原料的存放桶传送出去，然后将其放在加工平台上用滚筒进行碾压直至薄层，并且在需要打印的区域用喷头喷出已经调和好的粘合剂。粉末状的原材料和调和好的粘合剂相融合，就能用很快的速度凝结成固体。当打印机打印完一层以后，工作台会依据程序的设定自行下降到已经设定好的距离，然后根据计算机已经设定好的数值不断地进行打印并且不断地依次循环，直至完成三维模型的三维成型打印，之后将工作台上没有固化的粉末进行清除。

（2）熔融固化技术。熔融固化技术就是在3D打印机中融入三维实体模型，由打印机的控制程序来对打印机的运动路线进行自动的规划。然后在经过一系列的环节，直至所需要的三维实体模型被打印出来，最后电脑程序进行自动的停止

3 3D打印技术在机械制造中的应用

（1）机械产品的开发速度加快。在机械制造的领域内，生产产品是其最关键的部分，在以往传统的零部件加工生产的过程中，往往需要消耗大量的时间，同时还要较多的辅助设备来帮忙，例如：利用工装夹具和机床来辅助，此外，还消耗大量的劳动力，在这样的情况下，会严重地降低了产品的生产效率，并且使所生产制造出来的产品很大程度上不符合市场的需求，而且，利用以往传统的零部件生产方法所制造出来的产品，还得进行下一步的市场检验，然后对检验出来的数据进行分析是否符合要求，倘若不符合再进行下一步更改。这样使产品的生产周期被延长，减缓了机械制造行业发展的进程，将3D打印技术应用于机械制造行业，很大程度上加快了产品生产效率，并且再此技术下生产出来的产品，大部分多切合了市场的实际需求，同时也使产品的质量得到保证。

（2）转变了传统的设计理念。在以往的零部件加工方法中，对机械制造企业的内部结构有着较高的要求，同时机械制造企业必须消耗大量的人力及较长的时间才能使产品生产出来，这样就会大大降低了企业的经济效益。而将3D打印技术应用与机械制造行业中，能够有效地避免这种现象出现。在制造产品中融入3D打印技术，可以大量减少人力资源的需求，且其自身就能很好地完成生产过程，而且经过其加工的零部件的稳定性以及集成度都能得到明显的提升，应用3D打印技术，可以使零部件的设计和加工过程都能得到较大程度的简化，企业能从中得到更高的经济利益。

例如：在航空中使用的零件都是经过高要求检验的，其不仅要有较高的稳定性，而且还只能对其进行小批量地生产。此外，在航空中使用的零部件形状种类有很多，并且每种形状在生产中的要求都不一样，这在很大程度上影响着产品的生产。而如果使用3D打印技术，仅仅只需使用3个零件就能完成原先复杂的加工过程，并且有效保证了零部件的质量以及零部件的稳定性，以此可以发现，将3D打印技术应用于机械制造领域中，有效的促进了机械行业的快速稳定发展。

4 结语

为了使生产出来的零部件能符合消费者对小部件强度精度以及刚度等各方面的要求，必须对机械制造行业的打印质量进行不断的完善和提高，并且使我国的3D打印技术得到不断发展，使其作用得到充分的发挥。除了相关的技术人员外，国家也应该更加重视相关机构的研究进展，使3D打印技术的培训工作能随之不断的加强，大力宣传有关工作，让更多的人可以更好地了解此项技术，将我国的3D打印技术提升到更高水平，同时，还要不断地引进国外的先进技术，使我国的3D打印技术能够达到世界的一流水平与国际接轨。

［1］刘铭，张坤，樊振中.3D打印技术在航空制造领域的应用发展［J］.装备制造技术，2013，（12）：232-235.

［2］《改革与开放》编辑部.创新驱动，两化融合；3D引领，应用先行——3D打印：新技术、新应用、新模式峰会［J］.改革与开放，2015，（1）：2，4.

［3］卞正岗.机械制造自动化与仪器仪表制造自动化的发展——快速成型系统及3D打印机［J］.中国仪器仪表，2013，（8）：19-22.

Discussion on the Application of 3D Printing Technology in the Field of Machinery Manufacturing

WEI Yun-hu
（College of Nuclear Technology and Automation Engineering，Chengdu University of Technology，Chengdu，Sichuan 610059，China）

WiththecontinuousimprovementofthelevelofscienceandtechnologyinChina，itprovidesagoodfoundationforthe development of the machinery manufacturing industry，and the emergence of 3D printing technology has greatly promoted the development of machinery manufacturing.3D printing technology will integrate electrics，computer and optical and other advanced technologyintoone，withacharacteristicof fast imaging and high utilization of materials.This paper mainly explores and analyzes the applicationof3Dprintingtechnologyinthefieldofmechanicalmanufacturing.

machinery manufacturing；3D printing technology；application

TH16

A

2095-980X（2017）02-0023-01

2017-02-06

魏云虎（1993-），男，山东苍山人，大学本科，主要研究方向：机械工程。