3D 打印對機械制造及自動化的影響

文/周雨程

隨著科技的不斷發(fā)展和進步，各國的機械制造及自動化技術(shù)都得到了顯著的提升，大多數(shù)國家都認識到了發(fā)展機械制造技術(shù)的重要性，因此積極促進3D 打印技術(shù)在機械制造及自動化中的應(yīng)用，以實現(xiàn)機械制造技術(shù)與水平的進步。3D 打印技術(shù)作為新興產(chǎn)物，是近年來逐漸發(fā)展起來的重要項目，目前3D 打印在機械制造及自動化中的應(yīng)用成為人們關(guān)注的焦點。3D 打印作為促進機械制造及自動化發(fā)展的重要手段，能夠使機械制造及自動化技術(shù)實現(xiàn)快速發(fā)展，使產(chǎn)品模具快速成型，減少產(chǎn)品的設(shè)計和加工時間，有效提高了機械制造及自動化水平，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。

1 關(guān)于機械制造及自動化技術(shù)的概述

機械制造及自動化技術(shù)是一門綜合性比較強的學科，它集合了機械制造理論知識、機械制造技術(shù)、自動化控制系統(tǒng)和模具制造等學科的知識。機械制造及自動化技術(shù)是通過將計算機與機械制造相融合，建立大型計算機集成控制系統(tǒng)，進行提升機械制造水平，實現(xiàn)制造業(yè)的發(fā)展與進步。尤其是在產(chǎn)品加工領(lǐng)域，對生產(chǎn)產(chǎn)品的外觀、尺寸進行持續(xù)改進，提升產(chǎn)品自身的品質(zhì)，將產(chǎn)品的設(shè)計模型轉(zhuǎn)變成成品，機械制造及自動化技術(shù)在其中非常重要，是實現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計到生產(chǎn)的關(guān)鍵。隨著社會工業(yè)化水平的進步，需要更多高精度的產(chǎn)品，而3D打印技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，能夠有效促進產(chǎn)品的制造效率，提升產(chǎn)品的制造水平。

2 3D打印技術(shù)的概述

3D 打印技術(shù)通過將CAD 模型數(shù)據(jù)和數(shù)字化的打印技術(shù)相結(jié)合，進行添加或增量處理技術(shù)，并利用CAD 模型制作、軟件、測量、數(shù)字激光控制等技術(shù)，進行綜合評估，實現(xiàn)3D 打印功能的提高與改善。它為產(chǎn)品從設(shè)計到制造提供了必要的技術(shù)支撐，能夠幫助人們快速地對產(chǎn)品進行了解和認識，實現(xiàn)機械制造及自動化水平的進步。同時3D 打印的數(shù)據(jù)文件還能網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，提高產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，促進產(chǎn)品的生產(chǎn)效率的提升。除此之外，3D 打印技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)印刷技術(shù)的提升，且能降低產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和制造的困難性。有效促進產(chǎn)品的生產(chǎn)，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和制作水平。

3 對3D打印對機械制造及自動化影響的分析

3.1 對人力勞動的影響

長期以來，低廉的勞動力成本對我國制造業(yè)的快速發(fā)展具有重要意義，在這種情況下，越來越多的跨國公司開始在我國投資和合作。然而，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和演變，機械制造及自動化向更為信息化和智能化的方向演變，減少了體力勞動的需求。當今機械工程中的大多數(shù)機械緊固件更多地依賴于自動化資源。在我國，長期以來一直沒有專業(yè)的技術(shù)人才，阻礙了工程行業(yè)的順利發(fā)展?；?D 技術(shù)的機械制造和自動化技術(shù)可以節(jié)省成本并節(jié)省大多數(shù)傳統(tǒng)流程，并依靠機械制造中的數(shù)字化生產(chǎn)技術(shù)，減少了過去制造過程中對生產(chǎn)線的需求。3D 打印在機械工程中的應(yīng)用大大減少了對體力勞動者的需求，企業(yè)通常更喜歡機械化和自動化的生產(chǎn)流程，這反過來可以降低勞動力成本（如圖1）。隨著3D 打印技術(shù)作為代表性數(shù)字技術(shù)的不斷完善和普及，加之資源利用問題日益突出。因此，人力勞動與傳統(tǒng)機械工程所需的工作必須有機地結(jié)合在一起，這是機械工程未來發(fā)展的核心問題。

3.2 技術(shù)創(chuàng)新

目前3D 打印技術(shù)最重要的是設(shè)備的開發(fā)，在一定程度上，我國3D 印刷設(shè)備的科技研發(fā)水平基本處于國際先進水平，但機械制造整體精度和可靠性的控制仍遠未達到國際頂級水平?？梢钥闯?，我國的機械制造及自動化水平需要進一步改進。3D 打印主要用于逐層處理和生產(chǎn)機械產(chǎn)品，由于用于加工不同產(chǎn)品的原材料的不同，因此用于原材料3D 打印的支撐裝置就會不同。通過采用適合本產(chǎn)品原料的方法，確保高精度和可靠性是當前設(shè)備開發(fā)過程中需要解決的主要問題。此外，材料科學的研究和開發(fā)也是器件開發(fā)的關(guān)鍵。與傳統(tǒng)的機械制造相比，可以看出，3D 打印中使用的材料更容易液化或粉碎，并且可以在打印完成后重新組合，同時還具有標準的物理化學性質(zhì)。使用某些應(yīng)用程序軟件（如CAD 和CAM）將模型復(fù)制到3D 打印設(shè)備。首先設(shè)置參數(shù)然后打印，以確?？丶蜋C械組件、打印、耗材和介質(zhì)的自動化。在這種情況下，3D 打印技術(shù)與機械工程及自動化之間的聯(lián)系變得更加穩(wěn)定。由于不同生產(chǎn)和加工領(lǐng)域的原材料不同，3D 打印技術(shù)必須充分利用企業(yè)的機械制造和加工技術(shù)，相應(yīng)的原材料必須首先通過合理有效的工藝進行液化和粉碎。在這個階段，隨著社會的多樣性和機械產(chǎn)品的多樣化發(fā)展，將會變得更加多樣化，這種原材料的開發(fā)是未來3D 打印應(yīng)用的關(guān)鍵。

圖1：工業(yè)分揀機器人3D 視覺定位系統(tǒng)應(yīng)用-新自動化

4 結(jié)論

總之，機械制造在智能化和數(shù)字化方向的發(fā)展是制造業(yè)未來的發(fā)展趨勢。為實現(xiàn)這一發(fā)展目標，3D 打印必須完全應(yīng)用于業(yè)務(wù)開發(fā)。盡管3D 打印技術(shù)具有優(yōu)勢，但它對機器制造和自動化也有負面影響。為了適應(yīng)科技的發(fā)展和時代，我們必須不斷完善機械工程和自動化技術(shù)，推廣3D 打印技術(shù)，為我國工程行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。