试析3D打印技术在机械制造自动化中的应用

试析3D打印技术在机械制造自动化中的应用

张逸鸿

（珠海格力电器股份有限公司519000）

摘要：在社会经济和科学技术不断进步和发展背景下，人们生活水平日益提升，需求呈现多样化特征，在推动机械制造业快速发展的同时，也对机械制造生产率、产品精度提出更高要求，而3D打印技术的出现完美的解决了这一问题，也使得机械制造自动化水平不断提高。在本文中，结合3D打印技术概述，对其在机械制造领域中的应用优势和实践应用进行详尽探讨，希望本文提及内容能够对相应行业发挥参考和借鉴作用。

关键词：3D打印技术；机械制造；自动化；应用；分析

将3D打印技术与传统机械制造加工模式进行对比，3D打印技术应用下，机械制造加工作业无论是生产效率，还是产品质量、精确度都更好，并且机械制造过程也更加简单和流畅，所创造的经济效益也更高[1]。而想要达到这一效果，就需要各机械制造企业准确把握3D打印技术，并结合自身实际对产品生产工艺流程进行优化和完善，使得产品生产效率和质量得到进一步提升，也推动机械制造行业获得稳步、持续发展。基于此，对3D打印技术在机械制造自动化中的应用展开分析和探讨。

13D打印技术基本概述

1.1内涵

对3D打印技术内涵进行概括，即是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属、塑料等材料，逐层堆叠累积创造物体的技术[2]。以往该项技术较多应用在模具制造、工业设计等领域，而随着社会科学技术不断发展，3D打印技术应用也更加成熟，现已经可以直接应用到产品制造当中。

1.2工作原理

通过3D打印技术可以在较短时间内完成零部件或者整个产品设计，其工作原理主要是仰赖三维设计，即先通过计算机辅助设计（CAD），又或者是运用计算机动画建模软件进行建模，确定产品数值模型并进行保存；然后将已经建成的三维模型进行分区，使之变成逐层的截面；最后运用打印机读取数值模型指令，指导打印机进行逐层打印从而制造出一个实体[2-3]。

23D打印技术在机械制造领域中的应用优势分析

3D打印技术的出现和应用改变了传统流水线式生产模式，产品生产制造也朝着标准化、定制化方向转变。并且该项技术还能够通过制造资源网络，快速与互联网构建供应、销售和服务网络，从某种程度上来说，这也是一种快速制造的生产方式，并且具有可持续发展特点。总之，对3D打印技术应用于机械制造领域应用优势进行概括，主要体现在以下几方面：（1）制造加工效率较高，与传统机械制造加工技术进行对比，运用3D打印技术不仅可以缩短制造产品准备时间，数据之间转换速度也更快。并且制造加工人员不再需要对所制造产品进行反复模拟，只仰赖于3D打印技术就能够实现产品批量生产，在生产过程中同时兼顾产品质量和精度。因此，可以说3D打印技术的应用极大加快了产品加工速度，并有效预防质量问题出现，制造产品质量得到显著提高；（2）制造加工成本大幅度降低，传统机械制造加工模式下，对一项产品进行加工生产涉及到的环节众多，并且在不同环节需要不同工种技术人员加入，使得加工成本急剧增加，实际生产过程中也容易出现纰漏，对最终产品质量造成不良影响。但是依靠3D打印技术，进行机械产品加工，不仅可以进行多样化生产，还能够降低产品制造成本，使经济效益进一步提高。并且在制造生产过程中仅需要一名工作人员就能够完成整个工作目标；（3）智能化，随着现代社会经济持续发展、科学技术不断进步，机械制造行业也朝着标准化、自动化方向迈进，3D打印技术也取得惊人进步，并逐渐渗透到社会各个领域中，制造出更加多元和满足人们需求的打印作品；（4）定制化，社会经济发展促使人们需求更加多元化，而仰赖以往机械制造技术已经无法满足人们需要，急需要发挥3D打印技术应用优势，制造生产出更多符合人们需求的产品，也为企业创造更多经济收入[3]。

33D打印技术在机械制造自动化中的具体应用

3.1机械制造设计理念创新

传统机械制造行业在进行机械加工和生产作业时，需要投入较多的人力、物力和财力，并且制造加工一项产品所耗费的时间也比较长，无论是产品加工生产效率，还是产品经济效益都比较低下。但是随着3D打印技术兴起和应用日渐成熟，该项技术也逐渐被应用到社会各个生产领域当中，通过将该项技术与产品制造加工融合到一起，不但可以节省更多资源，还能够提高产品制造加工效率，使得产品生产稳定性和产品生产精度得到显著提升[4]。此外，对3D打印技术进行应用，也能够促进机械制造设计理念创新，使得加工生产流程更加简单和易操作，整个制造生产工作也能够更加高效完成，同时确保产品生产稳定和质量。

3.23D打印增材技术

3D打印增材技术在机械制造自动化中进行应用，主要是基于制造加工过程中对原材料进行持续增加，并利用叠加原理促使原材料成型的一种技术。在这项技术中，既包含了图像处理技术，又包含了数学建模、数学分析等技术，透过这些技术可以解决制造加工过程中可能出现一系列问题，并且使产品加工效率和质量得到进一步提升。然而，该项技术在实际应用过程中也存在局限，如：原材料科学分组，由于3D打印技术应用所出现的界截面，是经过层层堆叠形成的，而在不断堆叠过程中会出现金属氧化现象，也将会对产品加工稳定性和质量造成不良影响。因此，要求在对一些精度要求较高产品制造加工时，需要对光束进行科学、合理设置，使其热量和频率保持一致，确保产品生产高效和稳定。

3.33D打印技术与CNC技术相互融合

3D打印技术进行实践应用，不需要借助传统加工刀具，只需要借助计算机进行精密计算就能够制造出各种形状的机械产品部件，也真正实现了机械产品制造加工自动化。并且随着所需要制造加工产品复杂程度提升，3D打印技术应用优势也就越突出。而CNC技术作为一种减材制造技术，将其应用到机械产品制造加工中，主要是持续性的进行原材料削减，并最终形成实物。将3D打印技术与CNC技术进行相互融合，一方面势必会使整个产品制造加工过程更加简单，制造工艺流程也能够实现优化，并妥善解决复杂性加工；另一方面制造加工过程中能够节省更多材料和资源，避免浪费和污染问题发生[5]。此外，由于3D打印技术在实际应用过程中存在精度不高缺陷，但是借助CNC技术则可以避免这一问题，确保产品质量和精度。

结语：在本文中，对3D打印技术在机械制造自动化中的应用进行分析，主要是从3D打印技术概述展开，并对该项技术实际应用所体现出的制造加工效率较高、制造加工成本大幅度降低、智能化等优势进行详细分析，最后也对3D打印技术在机械制造自动化中的实践应用进行探讨，为促使我国机械制造行业获得更进一步发展，就需要加大该项技术宣传和推广，使其充分发挥出优化产品制造生产工艺流程、减少原材料投入、提高产品生产效率和质量优势，创造更多经济和社会效益。

参考文献：

[1]张凤.3D打印对机械制造及自动化的影响研究[J].山东工业技术，2018，（3）：43，50.

[2]汪小名，樊学良.3D打印技术在机械制造自动化中的应用[J].自动化与仪器仪表，2018，（3）：140-142.

[3]李智丽，朱晓培.3d打印对机械制造及自动化的影响分析[J].科技风，2016，（9）：154-154.

[4]白龙.浅谈3D打印SLM技术在机械自动化加工中的应用[J].科技经济导刊，2018，000（007）：P.41-41.

[5]范志刚，祝德春，吴明，等.3D打印在电网设备结构设计与制造中的应用概述[J].机械制造与自动化，2016，（6）：56-59.