3D打印技術在機械制造自動化中的應用研究

李春生

摘要：在經濟現代化趨向日益明顯的背景下，各行各業都面臨著深刻的變革和挑戰，在機械制造業中，新型制造技術的應用提高了機械制造的效率和質量，并且給制造業的發展帶來了更大的上升空間，與此同時也帶來了巨大的挑戰，因此，本文主要從3D打印技術出發，分析了3D打印技術在機械制造自動化中的應用。

關鍵詞：3D打印;技術應用;機械制造;自動化

隨著經濟社會的發展，3D打印技術逐步進入人們視野，并且3D打印技術具有明顯的優勢，因此在與各行各業的融合與應用中都呈現出向好的趨勢。在機械制造業中應用3D打印技術可以有效提高生產的效率，同時實現本土化生產，并且降低生產成本，此外，3D打印技術可以提高原材料的利用率，從而滿足客戶的個性化需求，并且具備多樣化、靈活化的特點，但是從3D打印技術的應用現狀來看，該技術雖然已經在個別機械制造企業內部進行了應用試點，但是離著全行業普及依舊有很長的路要走，因此，本文從3D打印技術的原理、應用現狀、優勢等方面進行了分析，并且提出了相應的應用策略。

一、現代化3D打印技術的原理分析與應用概述

3D打印技術的全稱為增材制造技術，按照事先設計好的程序及相關步驟通過光固化的方式實現產品的生產制造，在3D打印技術的應用過程中，首先需要借助計算機技術設計好所打印的產品的模型，并且對三維模型進行修改和挑戰，繪制出相應的三維數據模型，而后通過數據格式將三維模型傳遞至3D打印機，打印機按照相應的模型對產品進行打印操作。

隨著制造業的快速發展，3D打印技術在制造業中的應用范圍也越來越廣泛，并且由于3D打印技術生產的產品具有較高的可塑性，同時產品具有多樣性以及高精度的特點，因此，3D打印技術得到了制造業的青睞，而隨著科技的進步，3D打印機的造價也在下降，因此，通過3D打印技術進行生產成為了制造業的發展主流趨勢之一，從3D打印技術的應用范圍來看，該技術主要應用于航空航天領域、建筑領域、醫療領域以及軍事領域，而在機械制造行業中，3D打印技術并未得到廣泛的應用。

二、關于3D打印技術的優勢分析

隨著科技的發展與社會的進步，不論是工農業生產還是日常生活中，人類活動的智能化程度和自動化程度越來越高，因此，制造業作為工業的重要支柱，其發展方向也應當是以智能化方向和自動化方向為主，在當前的機械制造業中，3D打印技術的應用有效提高了行業的智能化程度，由于3D打印技術可以通過計算機進行三維建模，因此，不必生產所有樣品用來測試，只需要在確定模型符合需求的情況下通過3D打印技術生產相應的樣品即可，如果樣品在測試過程中出現局部問題，則只需要通過計算機對三維模型進行修改，進而再進行打印測試，因此，有效縮短了設計環節和時間，從而降低了生產成本的同時提高了機械制造生產的智能化水平。

在3D打印技術應用的過程中，產品的特征及其用途可以直接通過計算機中的三維模型展現，并且，利用3D打印技術進行生產可以有效確保產品的整體性和穩定性。通過3D打印技術的應用與研究，可以使得產品更加個性化和多樣化，從而滿足客戶的個性化需求，此外，客戶可以根據自身的需求和用途定制相關產品，但是這一點也導致了3D打印技術難以應用于量產型產品的生產過程中，而這也是3D打印技術在機械制造行業內的主要應用障礙之一。此外，相較于其他生產方式，3D打印技術可以充分利用原材料，從而提高3D打印技術的生態性，并且顧及了企業生產的經濟性。

三、關于3D打印技術的應用問題與策略分析

（一）技術應用障礙分析

在當前的機械制造業中，3D打印技術具有明顯的應用優勢，但是從應用狀況來看，并沒有得到廣泛的應用，因此，本段對此進行了簡單分析。從生產觀念角度來看，大多數機械制造企業的領導者及其管理者依舊對3D打印技術的應用持有觀望態度，其一，3D打印技術及其設備的引進成本過高，一旦引進而不能進行有效利用，則會對企業的經濟效益形成嚴重損害;其二，機械制造行業的產品材質多為金屬，而金屬的特點之一就是具有良好的延展性和可塑性，但是3D打印技術只具備良好的可塑性，而打印材料的延展性還有待考慮，并且3D打印技術所生產的產品質量能否滿足客戶需求仍是未知的，因此，大多數機械制造企業并沒有引入3D打印技術及其生產設備。

除了觀念因素之外，大多數機械制造企業的規模較小，因此，缺乏足夠的資金引進3D打印技術及其生產設備，雖然隨著3D打印技術的發展，技術及其設備的引進成本已經大幅度降低，但是對于資金鏈較為緊張的中小型機械制造企業而言，依舊是一筆難以承受的開支，并且3D打印技術的收益尚未明確，因此，大多數機械制造企業不敢貿然引進相關的技術及設備。

（二）技術應用對策分析

實踐是認識的基礎和來源，因此，要想打破認知觀念上的限制，首先需要對3D打印技術的產品質量進行檢驗，針對不同類型、不同材質的機械產品通過3D打印技術進行樣品生產。由于3D打印技術的引進成本與引進風險太大，因此，企業應該對自身的產品類型和產品定位具有準確的判斷，在此基礎上謹慎引進3D打印技術。此外，企業需要對自身的產品材質了如指掌，并且利用3D打印技術對自身的產品進行試生產，對試生產的樣品進行質量檢驗，確保3D打印技術所生產的產品安全、可靠、耐用。

企業需要通過生產實踐打破認知觀念的限制，此外，針對企業的資金問題，一般企業可以在部分可以應用3D打印技術的重要環節引進該技術，從而逐步完成3D打印技術的普及，針對部分規模較小、資金短缺而又的確需要3D打印技術的機械制造企業而言，可以采取企業聯合或者企業合作的方式，借助行業內的龍頭企業的力量實現自身的3D打印技術的研究與應用，從而提高自身的生產效率和生產質量。

四、小結

隨著經濟與科技的發展進步，3D打印技術逐步深入到各行各業中，并且在制造業的發展中獲得了廣泛的應用，但是3D打印技術在帶來產業革命的同時也帶來了巨大的挑戰，因此，各機械制造企業需要在順應行業主流的基礎上結合自身的實際情況，因地制宜地引入3D打印技術及其相關設備。

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