3D 打印技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用探討

宋 磊

（中國電子科技集團公司第十二研究所，北京 100015）

1 3D 打印技術(shù)的現(xiàn)狀

3D 打印技術(shù)起源于20 世紀(jì)90 年代，利用塑料粉末和金屬粉末為材料，通過電腦數(shù)據(jù)模型的傳輸，逐層打印出所需要的物體的一種快速成型的技術(shù)。3D 打印的出現(xiàn)解決了以往傳統(tǒng)打印費時費力的特征，速度快的特點將3D 打印稱為“快速雛形”。

2 3D 打印技術(shù)的原理

3D 打印技術(shù)是利用設(shè)計出來產(chǎn)品的三維模型在三維仿真軟件中從縱坐標(biāo)的方向進行剖切形成有限多的平面，將這些平面放在一塊進行加工疊合，進而形成所需要的3D打印材料，進而得到3D 打印實體，因此3D 打印過程才算結(jié)束。目前所流行的3D 打印技術(shù)原理是基于三維成型的3D 打印技術(shù)。這種技術(shù)是將原材料放入桶中傳送出去，在加工平臺上進行反復(fù)的輾軋，并在需要打印的地方噴上粘合劑，然后通過原材料和粘合劑的融合，就能很快地得到固體材料。當(dāng)打印機打印完一層之后，根據(jù)計算機中設(shè)定好的程序進行下一層的打印，不斷循環(huán)打印，直至完成三維模型的三維成型打印，之后將工作臺上沒有固化的粉末清除。

3 3D 打印的具體應(yīng)用

3.1 3D 打印技術(shù)的局限操作

在如今的打印技術(shù)中，3D 打印技術(shù)貫穿整個制造領(lǐng)域，比如在汽車、航天、機械等產(chǎn)業(yè)，但是3D 打印技術(shù)仍然具有一定的局限性，3D 打印技術(shù)所使用的材料十分局限，只能使用石膏，塑料等聚合材質(zhì)，并且單一產(chǎn)品只能一次成型，不同的材料是無法累計使用，導(dǎo)致使用機器是無法進行多次不同的材料使用。并且一些材料具有危害性，對人體的傷害比較大，沒有及時的安全措施是無法操作相關(guān)的打印。

3.2 3D 打印技術(shù)提高工作效率

目前的機械制造行業(yè)主要是進行柔性自動化生產(chǎn)流水線，這種制造方式減輕了人們的勞動壓力，但是仍然存在一些問題，3D 打印技術(shù)通過固有的電腦程序控制，就可以設(shè)計出精準(zhǔn)的零件，從而節(jié)約了檢查和反復(fù)組裝的時間，因此提高了機械的工作效率，這對機械制造產(chǎn)業(yè)是一種新的嘗試，切合了市場的實際需求，同時也使產(chǎn)品質(zhì)量得到保證。

3.3 3D 打印技術(shù)改變機械制造

3D 打印技術(shù)的關(guān)鍵在于可以直接生產(chǎn)出可使用的零件，根據(jù)計算機的自動分析數(shù)據(jù)設(shè)計輸出所需要的零件，因此在具體的生產(chǎn)步驟中可以節(jié)約生產(chǎn)成本，加快生產(chǎn)速率。盡管現(xiàn)在3D 打印技術(shù)并不是那么普遍，但是絕不能忽略他的重要作用，將來的制造過程中，3D 打印技術(shù)的不斷進步，將會改變已有的機械制造格局，生產(chǎn)線中加工的零件精度是可以保證的，并且節(jié)約了很多時間，并且在一些中小企業(yè)利用3D 打印技術(shù)可以節(jié)約相對應(yīng)的成本，保證了企業(yè)的活力，增加了企業(yè)的創(chuàng)造力。

3.4 3D 打印技術(shù)改變傳統(tǒng)設(shè)計

3D 打印技術(shù)不需要人工的幫助，僅依靠電腦特定程序來進行零件設(shè)計，整個加工的過程僅僅依靠電腦來進行操作。在這種依靠電腦的設(shè)計方式是可以保障精度和穩(wěn)定的能力。因此在設(shè)計過程中可以提高企業(yè)的經(jīng)濟利益。比如在航天零件開發(fā)過程中，使用3D 打印技術(shù)可以批量生產(chǎn)大量的精密零件，不同于傳統(tǒng)的設(shè)計思路，3D 打印技術(shù)只需要設(shè)計出樣品就可以批量生產(chǎn)，傳統(tǒng)的制造技術(shù)則需要設(shè)計出300 多個精細零件。

4 結(jié) 語

3D 技術(shù)的發(fā)展能對企業(yè)制作機械元件提供發(fā)展的空間，生產(chǎn)出符合要求的零部件是對消費者的負(fù)責(zé)，因此要通過相關(guān)的條約提高機械制造業(yè)的打印質(zhì)量，培養(yǎng)專業(yè)人才，也要進行相關(guān)的科研，國家和企業(yè)共同研究3D 打印技術(shù)的發(fā)展方向，重視相關(guān)企業(yè)的研究項目，大力宣傳3D 打印技術(shù)的優(yōu)勢，使越來越多的人了解，并且愿意去學(xué)習(xí)。未來我國的3D 打印技術(shù)可以邀請一些外國的專家一起來探討，為世界的3D 打印技術(shù)一起做出相關(guān)的貢獻。