3D打印技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用

孔令文

（廣西壯族自治區(qū)機(jī)械工業(yè)研究院）

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，機(jī)械制造領(lǐng)域也加快了向自動(dòng)化方向發(fā)展的進(jìn)程。而新型的3D打印技術(shù)是現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)重要成果，其在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用極大地提高了我國(guó)機(jī)械加工制造的能力。特別是隨著高分子材料等科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，3D打印技術(shù)與電氣、光學(xué)等自動(dòng)化技術(shù)的有機(jī)融合，不僅促進(jìn)了機(jī)械制造的多元化發(fā)展，滿足用戶對(duì)機(jī)械設(shè)備的個(gè)性化需求，而且有效地降低了生產(chǎn)加工成本，提高了機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率。3D打印技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用為機(jī)械制造行業(yè)創(chuàng)造了一個(gè)重大的發(fā)展機(jī)遇，應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)3D技術(shù)的研究和應(yīng)用，從而全面推動(dòng)我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。

2 機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用3D打印技術(shù)的特點(diǎn)分析

2.1 3D打印技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用的主要優(yōu)勢(shì)

2.1.1 應(yīng)用3D打印技術(shù)能夠提高機(jī)械制造的自動(dòng)化水平

在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域中應(yīng)用3D打印技術(shù)后，機(jī)械制造的自動(dòng)化水平逐漸提高。在機(jī)械加工制造過(guò)程中不再需要大量的人工操作，有效降低了人力資源成本的投入。

2.1.2 應(yīng)用3D打印技術(shù)能夠減少對(duì)資源的浪費(fèi)

在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域中應(yīng)用3D打印技術(shù)，可以在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和加工過(guò)程中節(jié)約資源，減少對(duì)自然環(huán)境的影響和污染。傳統(tǒng)的機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)需要投入較高的成本，而且對(duì)原材料會(huì)造成一定的浪費(fèi)，生產(chǎn)效率有待提高。而應(yīng)用3D打印技術(shù)后，隨著3D打印技術(shù)的不斷成熟，相應(yīng)的打印材料技術(shù)也在快速發(fā)展，應(yīng)用3D打印技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)原材料的回收再利用，從而降低在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用成本，其生態(tài)環(huán)保性得到提升，減少資源浪費(fèi)，是一項(xiàng)更為環(huán)保的可持續(xù)性的機(jī)械加工技術(shù)[1]。

2.2 3D打印技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用的不足之處

雖然在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域中應(yīng)用3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)十分明顯，但是其應(yīng)用中依然存在一些不足之處。一方面，應(yīng)用3D打印技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工制造對(duì)周邊環(huán)境會(huì)產(chǎn)生一定的影響；另一方面是在打印的過(guò)程中，打印材料的性質(zhì)會(huì)影響成品的穩(wěn)定性。因此，還需要對(duì)3D打印技術(shù)進(jìn)行深入的研究，加大技術(shù)創(chuàng)新力度，使其能夠在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域中發(fā)揮更大的作用。

3 機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域中3D打印技術(shù)的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用3D打印技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工的智能化生產(chǎn)

隨著我國(guó)機(jī)械加工自動(dòng)化水平的不斷提高和信息技術(shù)等新興技術(shù)的發(fā)展，多元化以及智能化已成為機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)展的主要趨勢(shì)，而3D打印技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用極大地促進(jìn)了機(jī)械生產(chǎn)制造的智能化發(fā)展。計(jì)算機(jī)的各種軟件程序是3D打印技術(shù)的主要載體，計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的傳輸，能夠獲得全面、詳細(xì)的三維打印數(shù)據(jù)。同時(shí)，該技術(shù)通過(guò)高科技的打印設(shè)備將高分子材料在先進(jìn)的技術(shù)下進(jìn)行定型。在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域中應(yīng)用3D打印技術(shù)，既傳承了傳統(tǒng)機(jī)械制造工藝的內(nèi)涵，也是對(duì)傳統(tǒng)工藝技術(shù)的創(chuàng)新，使現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備更加符合人們的實(shí)際需要。

3.2 應(yīng)用3D打印技術(shù)進(jìn)行增材制造，改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)加工模式

3D打印技術(shù)近年來(lái)獲得了快速的發(fā)展，3D打印機(jī)和相關(guān)的材料技術(shù)等也都逐漸走向成熟，在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用與推廣范圍也在不斷擴(kuò)大。在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域中應(yīng)用3D打印技術(shù)，是對(duì)傳統(tǒng)加工制造模式的重大突破和技術(shù)革新。傳統(tǒng)的機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)主要通過(guò)模具制造、加工以及焊接等技術(shù)來(lái)完成產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)，其不僅需要較高的生產(chǎn)成本，而且也在一定程度上造成資源浪費(fèi)，同時(shí)，在生產(chǎn)的多元化和靈活性方面也受到了較大的限制。而3D打印技術(shù)主要通過(guò)增材制造的方式來(lái)進(jìn)行機(jī)械的自動(dòng)化加工，減少了生產(chǎn)加工過(guò)程中所產(chǎn)生的邊角廢料，節(jié)約了資源[2]。同時(shí)，3D打印技術(shù)的加工精度比較高，能夠滿足小批量生產(chǎn)的要求，降低設(shè)計(jì)成本，縮短加工周期，這是對(duì)傳統(tǒng)加工模式的一次重大突破。

3.3 應(yīng)用3D打印技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)備零部件的設(shè)計(jì)和加工

3D打印技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)，可以通過(guò)其快速自動(dòng)成像的功能來(lái)設(shè)計(jì)加工機(jī)械設(shè)備中一些結(jié)構(gòu)形式比較復(fù)雜的零部件，有效地降低了設(shè)計(jì)和加工的技術(shù)難度，提高了機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)的效率。

3.4 應(yīng)用3D打印技術(shù)制作機(jī)械設(shè)備零件的模型

3D打印技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及相關(guān)的軟件程序根據(jù)各種數(shù)據(jù)信息來(lái)設(shè)計(jì)加工機(jī)械設(shè)備的零件模型，并提高了生產(chǎn)加工的效率[3]。3D打印技術(shù)的應(yīng)用不僅是對(duì)傳統(tǒng)的加工技術(shù)的重大創(chuàng)新，還能提高機(jī)械設(shè)備的產(chǎn)品質(zhì)量，極大地縮短機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)周期，豐富產(chǎn)品的類型。特別是在生產(chǎn)一些具有特殊形狀或者加工精度要求的零件或設(shè)備時(shí)，3D打印技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更加明顯。3D打印技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用，促進(jìn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)效率和水平的提高，并影響機(jī)械制造行業(yè)的格局。

3.5 應(yīng)用3D打印技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的定制化生產(chǎn)

隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展和信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)機(jī)械設(shè)備的實(shí)際需要也更加個(gè)性化和多元化。因此，傳統(tǒng)的機(jī)械生產(chǎn)加工方式已無(wú)法適應(yīng)新時(shí)期的需求，而3D打印技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用使定制化的機(jī)械加工成為現(xiàn)實(shí)。在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用3D技術(shù)進(jìn)行定制化生產(chǎn)主要是利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)用戶的實(shí)際需要對(duì)其進(jìn)行整理分析，并進(jìn)行定向的設(shè)計(jì)加工，從而滿足用戶對(duì)機(jī)械設(shè)備的個(gè)性化需求。

3.6 應(yīng)用3D打印配合自動(dòng)化技術(shù)

3D打印技術(shù)是以打印機(jī)為基礎(chǔ)發(fā)展處理的一項(xiàng)新興技術(shù)，在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域中應(yīng)用3D打印技術(shù)時(shí)，主要是通過(guò)噴頭裝置根據(jù)設(shè)定的程序有序地噴出原材料，并通過(guò)高科技手段來(lái)實(shí)現(xiàn)定型，利用計(jì)算機(jī)的軟件程序自動(dòng)將機(jī)械設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為實(shí)物零部件[4]。在3D打印技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，需要與CAD等制圖軟件的相互配合，在設(shè)計(jì)人員通過(guò)CAD軟件完成設(shè)計(jì)后，利用3D打印機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的拷貝以及參數(shù)設(shè)置，為后續(xù)的打印工作做好準(zhǔn)備。3D打印技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)的有機(jī)融合能極大地提高機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率，降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約大量的人力資源成本。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，機(jī)械制造行業(yè)也在向著智能化和多元化的發(fā)展方向不斷進(jìn)步。因此，需要不斷引入新的生產(chǎn)加工技術(shù)和工藝來(lái)提高機(jī)械自動(dòng)化的水平。而3D打印能夠?qū)崿F(xiàn)個(gè)性化的機(jī)械加工，滿足用戶多元化的需要，還能提高加工的精度，節(jié)約材料，減少對(duì)資源的浪費(fèi)。因此，3D打印在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域具有很高的應(yīng)用價(jià)值。機(jī)械制造行業(yè)要加大對(duì)3D打印技術(shù)的研究力度，對(duì)傳統(tǒng)的生產(chǎn)加工模式進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，才能充分發(fā)揮3D打印技術(shù)的作用，全面提高我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的自動(dòng)化水平和技術(shù)能力，實(shí)現(xiàn)全行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。