3D打印技术及其对机械制造及自动化的影响

3D打印技术及其对机械制造及自动化的影响

周颖

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摘要：现阶段，伴随着经济水平及科学技术的不断发展，不断涌现出诸多机械类的产品，使人们的生活、生产方式得到极大便利。但是，与此同时人们对于机械产品也提出了一些新的要求，更为偏向于价廉物美的产品。在此种需求下，3D打印技术得以极大发展和运用。3D打印技术，又被称为增材打印，其相较于传统机加工减材的模式，能够更好地节约原材料，进而使产品的所需成本得以降低。同时，这一技术能够适用于小批量或是单件产品的加工制作中，若采用传统机加工单件或是小批量的机械产品，通常制作周期较长、成本花费较高，并且，为了确保产品的精度和质量，通常还需要仔细调试这些机械加工设备，如此一来，自然会给产品的制作速度形成一定限制。而通过3D打印技术的运用，则能使这一情况得以有效改善，不仅更快、更好地完成单品或小批量产品的加工，也实现了加工制造成本的降低。故此，可以说3D打印技术的出现，极大推动了机械自动化的发展。

关键词：机械自动化，3D打印技术，影响，运用

一、3D打印技术的含义

3D打印技术基于数字模型文件，通过电脑数据控制3D打印机将所有形体打印出来，进而达到产品制造成本节省的目的。这一项技术最早出现于上世纪90年代中期，它有机结合了纸叠层、光固化技术，能够在短时间内成型，运行原理类似于普通打印机，只是在打印原料上存在着明显不同。3D打印机所使用的原料主要是粉末状金属、砂石、陶瓷，在内测配置粉末或是液体等材料，然后通过电脑逐层叠加打印的材料，最终把计算中的图像生产为实物，而普通的打印机主要原料为石墨与纸。依据其原理特性，它运用于诸多地方，比如模型开发等，传统的模型制作方法，首先是图纸设计，然后是拼凑材料使之成为模型，而通过3D打印技术，则能够将更精致、精美的模型在短时间内制作出来，所以，人们在日常生活中进行器件制作时，更偏向于使用3D打印技术。

二、3D打印技术对机械自动化的影响分析

伴随社会的发展、科技的进步，各行各业在近些年来都发生了很大变化，3D打印技术同样如此，3D打印机与3D打印技术的种类均得到了更大的应用范围和发展空间，就以机械自动化领域这一应用领域而言，3D打印技术逐渐地替代了机械自动化行业以往传统的制造加工模式。在传统机械自动化行业中，模具制造、焊接、机械加工等是元器件产品加工的主要方式，一般来讲使用于生产规模较大的情况，而随着原材料的变多，也将会耗费更长的时间，在机械自动化领域中运用3D打印技术，则能够对整个机械制造业形成很大促进作用，促使生产水平显著提升。3D打印技术作为一种增材制造技术，既有助于原材料使用量的降低，又有助于避免加工时过多边角废料的产生，更重要的是在取得理想材料损耗率的同时，使产品更为精致、产品质量更高。另外，在小批量生产中这一技术也十分适用，逐一解决了其中的设计成本、设计周期、模具设计的问题。通过3D打印技术的运用，推动了传统机械自动化领域的良性发展。

整体而言，3D打印技术对机械自动化领域的影响主要有正反两方面，积极影响主要有以下三点：一是，3D打印技术所采用的快速成像原理，使得复杂元器件的设计变得简单，从而实现了机械制造自动化生产效率的提升；二是，不仅降低了所需的材料成本，还能回收二次使用一些材料；三是，人力将逐步被替代，自动化制造为期不远。而其负面影响主要有两方面：一方面，在机械加工制造中运用3D打印技术，会一定的影响到周边环境；另一面，在打印的过程中，打印材料的性质会给成品的稳定性形成影响。故此，为了更大程度地发挥出3D打印技术于机械自动化领域中的作用，仍需进一步深入研究3D打印技术，注重技术创新。

三、3D打印技术在机械自动化领域的具体运用

3.1运用3D打印技术实现机械智能化生产

伴随我国信息技术的日益发展，以及机械加工自动化水平的持续提升，智能化和多元化成为了机械自动化领域的主要发展趋势，而在机械自动化领域中运用3D打印技术，则对机械生产制造的智能化发展起到极大地促进作用。3D打印技术的主要载体，就是计算机的各种软件程序，计算机依托于网络技术有效传输数据信息，进而能够得到详细、全面的三维打印数据。并且，这一技术借助先进的打印设备，完成高分子材料的定型。将3D打印技术运用于机械自动化领域，不仅沿袭了传统机械制造工艺的优势，又有着较大程度的创新，从而使机械设备与现代人们的实际需求相符合。

3.2运用3D打印技术改变传统的生产加工模式

近几年来3D打印技术得到了长足发展，3D打印机与相关的材料技术等也日益丰富、完善，因而，在机械自动化领域中的应用范围也得以进一步扩大。将3D打印技术运用于机械自动化领域之中，则是对传统加工制造模式的技术革新，是一次巨大的突破。我们知道，传统的机械自动化生产通常采用焊接、模具制造和加工等技术，来生产大批量的产品，这样一来不仅花费的生产成本较高，还会致使资源的一定浪费，并且，在生产的灵活性与多元性方面，也存在有一定不足。而3D打印技术在进行机械的自动化加工，主要是采用增材制造的方式，有助于节约资源，使生产加工中产生的边角废料得以减少。另外，这一技术有着较高的加工精度，可以降低小批量生产的设计成本，缩短加工周期，更好满足小批量生产的要求。

3.3运用3D打印技术制作机械设备零件的模型

在机械自动化领域中运用3D打印技术，主要是依托计算机网络和相关的软件程序，利用各种数据信息，来进行机械设备零件模型的设计、加工，促使生产加工效率的提升。运用3D打印技术，既是对传统加工技术的一次重大革新，又很大程度缩短了机械设备的生产周期，更是丰富了产品的类型，提高了机械设备的产品质量。尤其是在加工有着较高精度要求或是某些形状特殊的设备、零件的时候，3D打印技术的运用价值就更为凸显。机械自动化领域中3D打印技术的运用，不仅提高了产品设计、生产水平和效率，还给机械制造行业的格局形成了深远影响。

3.4运用3D打印技术展开机械设备的定制生产

人们对于机械设备的实际需求，伴随当前社会的不断发展及信息技术的日渐成熟，也变得更为多元化、个性化。故此，这就使得传统的机械生产加工方式，已然难以满足新形势的相关要求，而在机械自动化领域中运用3D打印技术，则能让机械加工的定制化成为现实。运用3D打印技术展开定制化生产，主要是通过对计算机网络中相关数据信息的利用，再结合用户的具体需求，分析整理之后，展开定向的设计加工，以使用户对于机械设备的个性化需求得以良好满足。

四、结语

总之，伴随现代社会的不断变革、发展，传统技术势必会被自动化技术和智能化技术逐渐替代。3D打印技术凭借自身精度高等多项优点，已然广泛运用到各种领域之中，特别是在机械自动化领域的运用，使机械自动化发展迈向了一个新时期。而不断发展3D打印技术，积极投入到这一技术的相关研究中，促使它更好地融入到各行业、企业，对于促进我国机械制造业的良性发展，有着极强的现实意义。

参考文献：

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