3D打印技术及其在装备建设中的应用探究

张森

摘 要：社会科学技术的不断发展为社会各个行业的发展带来了新的契机。如今，3D技术在社会中的不断应用也更加的凸显了科学技术对于国家建设的重要性。3D打印技术在装备建设中的不断应用推动了装备建设的大力发展。本文通过对传统的打印技术和3D打印技术的对比，分析; 3D打印技术的优点，同时对3D打印技术在装备建设中的应用和未来的发展趋势进行了分析总结。

关键词：3D打印;装备建设;快速发展;应用

引言

3D打印技术是当今社会的主流打印方式，其通过以数字化模型为主要的基础，利用现有的已经成型的各种设备逐步增加堆积的方式来实现文字的成型。3D打印技术具有“材料制备”和“精确成型”的特点，因为是并不是简单的平面打印，而是将各种复杂的三维形状的零件通过转换进行二维的逐层打印。近年来，随着社会工作量的不断加大，3D技术在我国的发展十分迅速，其关键方面的技术也取得了巨大的突破，在各个行业的应用中取得了重要进展。尤其是在装备建设方面，更是起到了重要的作用，为推动装备建设的发展提供了巨大的动力。未来，随着3D打印技术更加深入的应用，其对我国装备建设的作用将会更加的明显。

一、3D打印技术的简介

（一）3D打印技术的概念

3D打印技術是80年代末在美国出现的一种高技术的制造项目，推动了世界制造领域的飞速发展，是19世纪重大的技术改革。由于3D打印的技术与传统的喷墨技术十分的相似，因此就被称为3D打印。

（二）3D打印技术的分类

3D技术因为其加工层面的工艺不同，使得其具体的分类不同，不同技术下的打印技术其优缺点也不同，所使用的材料也不同，具体可以分为以下几种：

1、三维打印技术

三维打印技术使用的是传统标准的喷墨打印，通过将液体的粉末铺放在薄层上，以横截面打印的数据方式创建实体的三维模型，从而将需要的东西打印出来。这种打印技术的确定在于对于墨粉的浪费较大，并且打印出来的文字不清晰。

2、熔融层积成技术

该技术就是将热熔型的材料通过加热进行融化，同时根据相关信息的界面要求通过计算机的控制将材料有选择性的覆盖在工作台上，等材料冷却之后再进行写一部，最终形成一个实体的造型。

3、立体平版印刷技术

立体平版印刷技术是以树脂为原材料，通过计算机的控制进行各个分层界面信息的扫描，被扫描的区域在树脂层上发生一定的反应，最终固化，形成一个薄层。等一层固化结束之后再进行下一个程序，直到最终得到三维的实体模型。

4、UV紫外线成型技术

UV紫外线成型技术也是以树脂为原材料，利用紫外线的照射从下往上将树脂一层一层堆积起来，直到建立模型。UV紫外线成型技术是目前精确度最高的打印技术，也是目前应用非常广泛的技术。

5、激光成型技术

激光成型技术与SLA相似，不同的是，激光成型技术利用高分辨率的数字光处理器的投影来固化太聚合物，逐层的进行光的固化，以此来达到文字打印的目的。因为激光成型技术是通过PPT来进行的片状的固化，因此其速度较其他打印技术来说往往比较快。

二、3D技术打印技术的优点

与传统的打印技术相比，3D打印技术通过对于原材料的部分切割，加之不同的加工模式，极大地提升了打印的质量，加快了打印的速度，具有传统打印技术不具备的许多优点。

（一）促进了设计和制造的一体化

在传统的打印技术中，由于多方面条件的限制，打印设计和制造是分开进行的，只有在设计结束之后，才能进行制造的程序，这在一定程度上大大降低了打印的效率，也使得在打印过程中造成了一定的资源浪费。计算机对于打印技术的辅助在今后的一段时间内还无法实现与CAM、CAD的无缝衔接，因此，打印设计和制造的一体化发展必须利用未来的新技术，使得设计和制造一体化在此基础上得到了进一步的实现。3D打印技术的减少了部分的机械加工的程序，可以直接从计算机中的模型中生成各种不同形状的物体，进而突破设计和一体化的关键技术。

（二）进一步提高了装备结构的集成度

受到传统技术的约束，各个装备都会由不同的零件逐步组装起来的主体结构，但是组装起来的结构使得产品的质量和体积都较大，不仅需要较大的面积来存放，并且使得其搬运起来也比较麻烦，而且由于组装技术的限制，使得组装结构的故障概率大大增加。随着3D打印技术的不断发展和利用，装备结构的组装技术不断发展，因此也大大提高了装备组装的效率和质量。3D打印技术的深入利用，进一步提高了装备结构的集成度，同时也使得结构的强度更加的可靠。

（三）加快了装备研发的进程

在传统的打印技术中，装备研发的速度一直都非常之缓慢，对于装备原理的样机的试制往往需要耗费相当长的时间，因此对于打印技术的相关研发一直无法得到有效的保证，因此，3D打印技术的出现对于未来的装备研发具有重要意义。目前，我国市场中的3D打印技术基本能够实现600dpi的分辨率，而且打印的厚度只有0.01mm，非常的薄，打印出的物体的外观不仅美观，而且在打印的过程中可以将内部的结构和运功部件都呈现出来，人可以直观地看见和了解整个3D打印的全过程，这能够充分的保证打印的质量。随着打印技术的不断发货在哪，打印的可使用的材料越来越丰富，从高分子的材料到石料、金属等，每一个材料的改变都是打印技术的进步，有数据统计，目前社会中主流的打印设备大概可以支持超过120多种的材料，打印速度也是一步步的提高。因此，从目前的整体情况分析，3D打印技术必定能加快装备研发的过程。

三、3D打印技术在装备建设中的应用

（一）提升后勤装备质量

如今，随着社会的飞速发展，各行各业都需要进行一定的装备建设，只有一定的技术装备的建设，才能进一步的提升行业竞争力，才能推动相关产业的快速发展。尤其是近些年来，随着3D打印技术的不断完善和改进，其对于各行业装备建设中的作用更加的凸显出来。比如在后勤装备建设中，3D打印技术就发挥了巨大的作用。在部队中，后勤装备主要分为通用的后勤装备和各个不同部队的专用后勤装备。随着军队建设的不断专业化，后勤装备的技术要求也越来越高，因此，在军队建设中，必须大量的应用3D打印技术，利用最新的技术来促进相关的质量提升。

（二）简化各个装备程序

在传统的打印中，各个工作环节之间缺乏一定的沟通交流，相关行业对于内部交流沟通的平台建设一直不够重视，使得打印研发的流程完全实行串行模式，导致研发效率始终无法提高，增加了研发的成本和研发时间。比如，在进行装备总体的设计时，研发团队仅仅通过手绘的草图就参与到整体设计的谈论中了，尽管手绘草图的相关技术已经得到了一定的发展，但是对于整体的项目建设的效果并不突出，因此，要进一步提升相关的效率和质量，就必须建立更加精确的3D模型，通过3D打印技术来弥补平面设计的不足，使得整个设计在京都和触感等整体方面得到一个质的提升。

（三）3D技术在小型装备中的应用

3D打印技术具有制造快速的特点，在各种装备中，除了部分的大型设备之外，还需要进行一些小零件的设计和制造，但是小零件的数量通常较多，利用传统的设计打印技术就会大大降低设计制造的效率，而且对于零件的质量也无法保证，因此，在小零件的设计和制造中，通常会采用3D打印技术。3D打印技术可以利用模型快速的将零件进行设计模拟，然后进行批量的生产，在提升速度的同时也保证了零件的质量，加快了小型装备的发展速度，同时也进一步减轻了各大装备的制造压力。

四、结束语

随着社会科学技术环境的不断改善，3D打印技术也得到了快速的发展，开始应用到社会各个行业的发展之中，为社会发展提供了新的动力。尤其是在各行各业的装备建设中起到了关键的作用，成为加强装备建设的重要力量。

参考文献：

[1]罗大成，刘延飞，王照峰，等.3D打印技术在武器装备维修中的应用研究0].自动化仪表，2017（4）： 32- -36.

[2]王华明，高性能金属构件增材制造技术开启国防制造新篇章0].国防制造技术，2013 （6）：5-7.

[3]董洁，赵升祥，铁梅.3D打印技术一掀起 制造技术的新革命0]-科技智囊，2013（5）： 79-84.

[4]张楠，李飞.3D）打印技术的发展与应用对未来产品设计的影响0].机械设计，2013（7）： 97-99.

（河南工学院   河南   新乡   453003）