3D 打印技术在机械制造中的应用探讨

宋 磊

（中国电子科技集团公司第十二研究所，北京 100015）

1 3D 打印技术的现状

3D 打印技术起源于20 世纪90 年代，利用塑料粉末和金属粉末为材料，通过电脑数据模型的传输，逐层打印出所需要的物体的一种快速成型的技术。3D 打印的出现解决了以往传统打印费时费力的特征，速度快的特点将3D 打印称为“快速雏形”。

2 3D 打印技术的原理

3D 打印技术是利用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，将这些平面放在一块进行加工叠合，进而形成所需要的3D打印材料，进而得到3D 打印实体，因此3D 打印过程才算结束。目前所流行的3D 打印技术原理是基于三维成型的3D 打印技术。这种技术是将原材料放入桶中传送出去，在加工平台上进行反复的辗轧，并在需要打印的地方喷上粘合剂，然后通过原材料和粘合剂的融合，就能很快地得到固体材料。当打印机打印完一层之后，根据计算机中设定好的程序进行下一层的打印，不断循环打印，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清除。

3 3D 打印的具体应用

3.1 3D 打印技术的局限操作

在如今的打印技术中，3D 打印技术贯穿整个制造领域，比如在汽车、航天、机械等产业，但是3D 打印技术仍然具有一定的局限性，3D 打印技术所使用的材料十分局限，只能使用石膏，塑料等聚合材质，并且单一产品只能一次成型，不同的材料是无法累计使用，导致使用机器是无法进行多次不同的材料使用。并且一些材料具有危害性，对人体的伤害比较大，没有及时的安全措施是无法操作相关的打印。

3.2 3D 打印技术提高工作效率

目前的机械制造行业主要是进行柔性自动化生产流水线，这种制造方式减轻了人们的劳动压力，但是仍然存在一些问题，3D 打印技术通过固有的电脑程序控制，就可以设计出精准的零件，从而节约了检查和反复组装的时间，因此提高了机械的工作效率，这对机械制造产业是一种新的尝试，切合了市场的实际需求，同时也使产品质量得到保证。

3.3 3D 打印技术改变机械制造

3D 打印技术的关键在于可以直接生产出可使用的零件，根据计算机的自动分析数据设计输出所需要的零件，因此在具体的生产步骤中可以节约生产成本，加快生产速率。尽管现在3D 打印技术并不是那么普遍，但是绝不能忽略他的重要作用，将来的制造过程中，3D 打印技术的不断进步，将会改变已有的机械制造格局，生产线中加工的零件精度是可以保证的，并且节约了很多时间，并且在一些中小企业利用3D 打印技术可以节约相对应的成本，保证了企业的活力，增加了企业的创造力。

3.4 3D 打印技术改变传统设计

3D 打印技术不需要人工的帮助，仅依靠电脑特定程序来进行零件设计，整个加工的过程仅仅依靠电脑来进行操作。在这种依靠电脑的设计方式是可以保障精度和稳定的能力。因此在设计过程中可以提高企业的经济利益。比如在航天零件开发过程中，使用3D 打印技术可以批量生产大量的精密零件，不同于传统的设计思路，3D 打印技术只需要设计出样品就可以批量生产，传统的制造技术则需要设计出300 多个精细零件。

4 结 语

3D 技术的发展能对企业制作机械元件提供发展的空间，生产出符合要求的零部件是对消费者的负责，因此要通过相关的条约提高机械制造业的打印质量，培养专业人才，也要进行相关的科研，国家和企业共同研究3D 打印技术的发展方向，重视相关企业的研究项目，大力宣传3D 打印技术的优势，使越来越多的人了解，并且愿意去学习。未来我国的3D 打印技术可以邀请一些外国的专家一起来探讨，为世界的3D 打印技术一起做出相关的贡献。