3D 打印技術在機械制造中的應用探討

宋 磊

（中國電子科技集團公司第十二研究所，北京 100015）

1 3D 打印技術的現狀

3D 打印技術起源于20 世紀90 年代，利用塑料粉末和金屬粉末為材料，通過電腦數據模型的傳輸，逐層打印出所需要的物體的一種快速成型的技術。3D 打印的出現解決了以往傳統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 打印技術的原理

3D 打印技術是利用設計出來產品的三維模型在三維仿真軟件中從縱坐標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 打印過程才算結束。目前所流行的3D 打印技術原理是基于三維成型的3D 打印技術。這種技術是將原材料放入桶中傳送出去，在加工平臺上進行反復的輾軋，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。當打印機打印完一層之后，根據計算機中設定好的程序進行下一層的打印，不斷循環打印，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 打印的具體應用

3.1 3D 打印技術的局限操作

在如今的打印技術中，3D 打印技術貫穿整個制造領域，比如在汽車、航天、機械等產業，但是3D 打印技術仍然具有一定的局限性，3D 打印技術所使用的材料十分局限，只能使用石膏，塑料等聚合材質，并且單一產品只能一次成型，不同的材料是無法累計使用，導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的打印。

3.2 3D 打印技術提高工作效率

目前的機械制造行業主要是進行柔性自動化生產流水線，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 打印技術通過固有的電腦程序控制，就可以設計出精準的零件，從而節約了檢查和反復組裝的時間，因此提高了機械的工作效率，這對機械制造產業是一種新的嘗試，切合了市場的實際需求，同時也使產品質量得到保證。

3.3 3D 打印技術改變機械制造

3D 打印技術的關鍵在于可以直接生產出可使用的零件，根據計算機的自動分析數據設計輸出所需要的零件，因此在具體的生產步驟中可以節約生產成本，加快生產速率。盡管現在3D 打印技術并不是那么普遍，但是絕不能忽略他的重要作用，將來的制造過程中，3D 打印技術的不斷進步，將會改變已有的機械制造格局，生產線中加工的零件精度是可以保證的，并且節約了很多時間，并且在一些中小企業利用3D 打印技術可以節約相對應的成本，保證了企業的活力，增加了企業的創造力。

3.4 3D 打印技術改變傳統設計

3D 打印技術不需要人工的幫助，僅依靠電腦特定程序來進行零件設計，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計方式是可以保障精度和穩定的能力。因此在設計過程中可以提高企業的經濟利益。比如在航天零件開發過程中，使用3D 打印技術可以批量生產大量的精密零件，不同于傳統的設計思路，3D 打印技術只需要設計出樣品就可以批量生產，傳統的制造技術則需要設計出300 多個精細零件。

4 結 語

3D 技術的發展能對企業制作機械元件提供發展的空間，生產出符合要求的零部件是對消費者的負責，因此要通過相關的條約提高機械制造業的打印質量，培養專業人才，也要進行相關的科研，國家和企業共同研究3D 打印技術的發展方向，重視相關企業的研究項目，大力宣傳3D 打印技術的優勢，使越來越多的人了解，并且愿意去學習。未來我國的3D 打印技術可以邀請一些外國的專家一起來探討，為世界的3D 打印技術一起做出相關的貢獻。