3D打印技术对机械制造及自动化的影响

张远

摘要：时代快速发展，机械制造及自动化技术也得到广泛应用。经济的进步促进了机械制造及其自动化的发展，且该技术在诸多领域均发挥着重要作用，使我国科学技术再上新一层台阶。3D打印技术作为一种十分先进的技术，对自动化产生了显著影响。

关键词：3D打印技术;机械制造及自动化;影响

前言

经济全球化背景下，多种高新技术进入大众视野，很多行业在发展中需要抓住机遇，迎接挑战，先进技术在机械制造行业中的应用，极大地推动了行业的发展。为面对市场竞争，需采用新技术。而3D打印技术便是一种十分先进的技术形式，并逐渐成为推动自动化行业进步的关键要素。

1.3D打印概述

3D打印技术也被人们称为增材制造技术，该技术主要利用光固化及支撑叠等多种方式制造多种产品。3D打印技术需要利用计算机软件制造三维模型，基于先进的设计软件完成产品设计建模，绘制产品的三维数据模型，之后将其转化为3D打印机能够识别的数据信息，利用3D打印技术打印产品。3D打印技术对用料的要求十分严格，需使用特殊材料打印，常见的材料有塑料和粉末状的金属。上述材料的粘合效果较好。3D打印能够在材料的支持下将预先设计的三维模型层层堆叠，以此展现设计人员设计出的产品造型，体现产品的功能特征。

当前，制造业发展速度明显加快，3D打印技术也取得了前所未有的进步。市场上也出现了多种不同形式的商业3D打印机。3D打印机的数量显著增多，价格随之下降。在很多行业均可看到3D打印机的身影。如航天领域、医疗领域、建筑领域和军事领域等。

3D打印机应用于航空领域，能够以更低的成本打印零部件，保证零件的性能，减少航空器携带的燃料。3D打印机应用于医疗领域，主要体现在打印移植器官。身体上的器官存在个体差异，应用3D打印技术可结合患者的特点打印不同的器官。由于这种方式移植的器官能够与患者的器官高度试配，排异反应明显减少。3D打印技术应用于建筑领域能够以较短的时间，更加便捷地打印建筑模型，模型的美观性优势显著。3D打印技术在经济领域的应用也十分普遍，利用3D打印的高精度特征，在军工航空发动机和不同类型的武器装备中均得以广泛应用。

2.3D打印的优势分析

传统的打印技术打印的规模较大，价格较低，操作便捷，但是仅可实现常规打印功能，无法满足用户的个性化打印需求。3D打印技术便可根据用户的需求提供私人化的打印服务。利用互联网技术为用户提供私人订制服务，满足不同用户群体的打印需求。

2.1模型制作更加便利

傳统的打印技术仅可以纸张作为打印的原材料，无法使用其他材料打印。3D打印技术可在更多领域发挥作用。3D打印技术既能够打印办公材料，又可打印不同的工业模型。利用互联网技术分析结构内容，使用软件创建模型，3D打印技术可打印出满足型号要求的各类产品。

2.2智能化操作性能完善

3D打印技术促进了数控技术、CAD技术、互联网技术和计算机技术等多种先进技术的深度融合。应用该技术时，智能化特征尤为显著，可充分利用计算机软件及专业系统打印待打印内容。该技术也是一种十分先进的数字控制加工技术，在诸多环节均可实现智能化操作。工作人员仅需利用计算机便可完成打印任务。

2.3生态环保优势明显

相比传统的机械制造工艺，3D打印技术利用智能化的数字技术完成工艺品的结构分析，选择最经济、环保的方式进行制作，避免原材料的损耗和浪费。3D打印技术还可以使机械制造单位就近选择生产材料，节省了运输方面的成本。

3.3D打印技术对机械制造自动化的影响

3.1提高经济收益，降低成本投入

现如今，我国机械制造和自动化生产行业的市场竞争呈现白热化趋势，企业若想不断增强市场竞争力，则需采取有效措施实现技术的全面升级。机械制造与自动化生产中需要投入较高的成本。同时，机械制造的过程中也需要先进技术的支撑。工艺相对复杂的产品在制造的过程中会对技术的要求更为严格，因此，产品设计的过程中需要较高的费用。而应用3D打印技术便可整合生产中的诸多细节，有效降低生产制造中的成本投入。

在传统的机械制造设计中，生产工艺有待完善的产品，需返修或重新生产。部分产品也需要设计人员完成组装环节，部分重要的零件需要较长的时间做好收集工作，因此，生产中易于出现零件不完整等问题，而且也会延长制造周期。

3D打印技术中的模型打印功能可在产品制造前期审核生产项目，实现产品生产测试。利用3D打印技术能够合理简化产品模型设计过程，组装流程也更加简单。利用该生产模式一方面显著提高了生产效率，另一方面也能够更好地达成成本控制的既定目标。传统的机械制造技术并不具备上述功能，而3D技术的先进性减少了原材料消耗与浪费，同时企业无需投入大量的设计及生产费用，生产制造的精度也随之提升。

3.2提升工艺水平

3D打印技术应用于机械制造行业，能够丰富制造业产品设计的形式。传统机械生产设计中，设计人员也可设计出高水平的产品，但是受技术水平的限制，很多设计理念不具备可行性。3D打印技术则能够有效解决上述问题，可生产出很多传统技术无法生产的产品。该技术可显著提高机械制造业材料加工技术水平，生产工艺更为成熟，打破了传统工艺的限制。

3.3增大制造空间的利用率

传统的机械制造企业在产品加工的过程中以大体积模具作为主要的生产对象。模具制造中对生产空间的要求较高。该制造方式存在着十分明显的问题，工作内容较多，且流程繁琐。工作人员在日常工作中需要承受巨大的工作压力，长此以往，便逐渐失去了工作热情，这也是企业生产效率显著下降的主要因素。而利用3D打印技术后，工作人员的工作空间更加充足，工作压力明显减小，工作状态也发生了较大的变化，企业经济和社会效益得到显著提高。

3.4有效保证机械制造效率

3D打印技术应用于机械制造行业，有利于控制企业的生产成本。产品制造的周期明显缩短，生产难度随之下降。员工的生产效率显著提高，促进了机械制造及自动化生产的发展。传统的机械生产周期多为一天，而3D打印技术出现后，生产的时间明显缩短，甚至在2个小时左右便可实现构件生产目标。另外，该智能自动化生产模式所生产的产品参数准确性较强，生产质量明显高于传统的机械制造生产模式。

3.5完善机械制造及自动化生产的结构

计算机建模技术是3D打印技术最为显著的特征和优势，利用专业软件可完成不同特征的产品设计，可不断完善机械制造及生产状态。相较于传统的机械制造与生产流程，3D技术使生产作业发生了较大变化。如果3D打印技术能够尽早普及，则传统的机械生产模式即将被更为先进的技术替代。整机自动化生产是3D打印技术的主要发展趋势，尽管现阶段无法大范围推广，在未来，该技术定会在更多领域发挥作用，并对机械制造自动化产生极为深远的影响。利用3D打印设备能够适度调节产品零件生产，这也是传统制造加工中无法顺利实现的功能。

4结束语

总而言之，3D打印技术由于自身的特点和优势显著，因此在多个行业均扮演着重要角色，机械制造行业也不例外。该技术极大地推动了机械自动化建设。在实践研究的过程中充分展现机械制造业的作用与价值，完善生产结构，提高机械制造效率，进而推动机械制造及自动化行业的长远进步。

参考文献：

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[3]安耘可.探究3D打印技术对机械制造及自动化的影响[J].中国设备工程.2019（07）