3D打印技術(shù)及其在裝備建設(shè)中的應(yīng)用探究

張森

摘 要：社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展為社會(huì)各個(gè)行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了新的契機(jī)。如今，3D技術(shù)在社會(huì)中的不斷應(yīng)用也更加的凸顯了科學(xué)技術(shù)對(duì)于國(guó)家建設(shè)的重要性。3D打印技術(shù)在裝備建設(shè)中的不斷應(yīng)用推動(dòng)了裝備建設(shè)的大力發(fā)展。本文通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的打印技術(shù)和3D打印技術(shù)的對(duì)比，分析; 3D打印技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)對(duì)3D打印技術(shù)在裝備建設(shè)中的應(yīng)用和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：3D打印;裝備建設(shè);快速發(fā)展;應(yīng)用

引言

3D打印技術(shù)是當(dāng)今社會(huì)的主流打印方式，其通過(guò)以數(shù)字化模型為主要的基礎(chǔ)，利用現(xiàn)有的已經(jīng)成型的各種設(shè)備逐步增加堆積的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)文字的成型。3D打印技術(shù)具有“材料制備”和“精確成型”的特點(diǎn)，因?yàn)槭遣⒉皇呛?jiǎn)單的平面打印，而是將各種復(fù)雜的三維形狀的零件通過(guò)轉(zhuǎn)換進(jìn)行二維的逐層打印。近年來(lái)，隨著社會(huì)工作量的不斷加大，3D技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展十分迅速，其關(guān)鍵方面的技術(shù)也取得了巨大的突破，在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用中取得了重要進(jìn)展。尤其是在裝備建設(shè)方面，更是起到了重要的作用，為推動(dòng)裝備建設(shè)的發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。未來(lái)，隨著3D打印技術(shù)更加深入的應(yīng)用，其對(duì)我國(guó)裝備建設(shè)的作用將會(huì)更加的明顯。

一、3D打印技術(shù)的簡(jiǎn)介

（一）3D打印技術(shù)的概念

3D打印技術(shù)是80年代末在美國(guó)出現(xiàn)的一種高技術(shù)的制造項(xiàng)目，推動(dòng)了世界制造領(lǐng)域的飛速發(fā)展，是19世紀(jì)重大的技術(shù)改革。由于3D打印的技術(shù)與傳統(tǒng)的噴墨技術(shù)十分的相似，因此就被稱(chēng)為3D打印。

（二）3D打印技術(shù)的分類(lèi)

3D技術(shù)因?yàn)槠浼庸用娴墓に嚥煌沟闷渚唧w的分類(lèi)不同，不同技術(shù)下的打印技術(shù)其優(yōu)缺點(diǎn)也不同，所使用的材料也不同，具體可以分為以下幾種：

1、三維打印技術(shù)

三維打印技術(shù)使用的是傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的噴墨打印，通過(guò)將液體的粉末鋪放在薄層上，以橫截面打印的數(shù)據(jù)方式創(chuàng)建實(shí)體的三維模型，從而將需要的東西打印出來(lái)。這種打印技術(shù)的確定在于對(duì)于墨粉的浪費(fèi)較大，并且打印出來(lái)的文字不清晰。

2、熔融層積成技術(shù)

該技術(shù)就是將熱熔型的材料通過(guò)加熱進(jìn)行融化，同時(shí)根據(jù)相關(guān)信息的界面要求通過(guò)計(jì)算機(jī)的控制將材料有選擇性的覆蓋在工作臺(tái)上，等材料冷卻之后再進(jìn)行寫(xiě)一部，最終形成一個(gè)實(shí)體的造型。

3、立體平版印刷技術(shù)

立體平版印刷技術(shù)是以樹(shù)脂為原材料，通過(guò)計(jì)算機(jī)的控制進(jìn)行各個(gè)分層界面信息的掃描，被掃描的區(qū)域在樹(shù)脂層上發(fā)生一定的反應(yīng)，最終固化，形成一個(gè)薄層。等一層固化結(jié)束之后再進(jìn)行下一個(gè)程序，直到最終得到三維的實(shí)體模型。

4、UV紫外線成型技術(shù)

UV紫外線成型技術(shù)也是以樹(shù)脂為原材料，利用紫外線的照射從下往上將樹(shù)脂一層一層堆積起來(lái)，直到建立模型。UV紫外線成型技術(shù)是目前精確度最高的打印技術(shù)，也是目前應(yīng)用非常廣泛的技術(shù)。

5、激光成型技術(shù)

激光成型技術(shù)與SLA相似，不同的是，激光成型技術(shù)利用高分辨率的數(shù)字光處理器的投影來(lái)固化太聚合物，逐層的進(jìn)行光的固化，以此來(lái)達(dá)到文字打印的目的。因?yàn)榧す獬尚图夹g(shù)是通過(guò)PPT來(lái)進(jìn)行的片狀的固化，因此其速度較其他打印技術(shù)來(lái)說(shuō)往往比較快。

二、3D技術(shù)打印技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)的打印技術(shù)相比，3D打印技術(shù)通過(guò)對(duì)于原材料的部分切割，加之不同的加工模式，極大地提升了打印的質(zhì)量，加快了打印的速度，具有傳統(tǒng)打印技術(shù)不具備的許多優(yōu)點(diǎn)。

（一）促進(jìn)了設(shè)計(jì)和制造的一體化

在傳統(tǒng)的打印技術(shù)中，由于多方面條件的限制，打印設(shè)計(jì)和制造是分開(kāi)進(jìn)行的，只有在設(shè)計(jì)結(jié)束之后，才能進(jìn)行制造的程序，這在一定程度上大大降低了打印的效率，也使得在打印過(guò)程中造成了一定的資源浪費(fèi)。計(jì)算機(jī)對(duì)于打印技術(shù)的輔助在今后的一段時(shí)間內(nèi)還無(wú)法實(shí)現(xiàn)與CAM、CAD的無(wú)縫銜接，因此，打印設(shè)計(jì)和制造的一體化發(fā)展必須利用未來(lái)的新技術(shù)，使得設(shè)計(jì)和制造一體化在此基礎(chǔ)上得到了進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)。3D打印技術(shù)的減少了部分的機(jī)械加工的程序，可以直接從計(jì)算機(jī)中的模型中生成各種不同形狀的物體，進(jìn)而突破設(shè)計(jì)和一體化的關(guān)鍵技術(shù)。

（二）進(jìn)一步提高了裝備結(jié)構(gòu)的集成度

受到傳統(tǒng)技術(shù)的約束，各個(gè)裝備都會(huì)由不同的零件逐步組裝起來(lái)的主體結(jié)構(gòu)，但是組裝起來(lái)的結(jié)構(gòu)使得產(chǎn)品的質(zhì)量和體積都較大，不僅需要較大的面積來(lái)存放，并且使得其搬運(yùn)起來(lái)也比較麻煩，而且由于組裝技術(shù)的限制，使得組裝結(jié)構(gòu)的故障概率大大增加。隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展和利用，裝備結(jié)構(gòu)的組裝技術(shù)不斷發(fā)展，因此也大大提高了裝備組裝的效率和質(zhì)量。3D打印技術(shù)的深入利用，進(jìn)一步提高了裝備結(jié)構(gòu)的集成度，同時(shí)也使得結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度更加的可靠。

（三）加快了裝備研發(fā)的進(jìn)程

在傳統(tǒng)的打印技術(shù)中，裝備研發(fā)的速度一直都非常之緩慢，對(duì)于裝備原理的樣機(jī)的試制往往需要耗費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，因此對(duì)于打印技術(shù)的相關(guān)研發(fā)一直無(wú)法得到有效的保證，因此，3D打印技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)于未來(lái)的裝備研發(fā)具有重要意義。目前，我國(guó)市場(chǎng)中的3D打印技術(shù)基本能夠?qū)崿F(xiàn)600dpi的分辨率，而且打印的厚度只有0.01mm，非常的薄，打印出的物體的外觀不僅美觀，而且在打印的過(guò)程中可以將內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和運(yùn)功部件都呈現(xiàn)出來(lái)，人可以直觀地看見(jiàn)和了解整個(gè)3D打印的全過(guò)程，這能夠充分的保證打印的質(zhì)量。隨著打印技術(shù)的不斷發(fā)貨在哪，打印的可使用的材料越來(lái)越豐富，從高分子的材料到石料、金屬等，每一個(gè)材料的改變都是打印技術(shù)的進(jìn)步，有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前社會(huì)中主流的打印設(shè)備大概可以支持超過(guò)120多種的材料，打印速度也是一步步的提高。因此，從目前的整體情況分析，3D打印技術(shù)必定能加快裝備研發(fā)的過(guò)程。

三、3D打印技術(shù)在裝備建設(shè)中的應(yīng)用

（一）提升后勤裝備質(zhì)量

如今，隨著社會(huì)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)都需要進(jìn)行一定的裝備建設(shè)，只有一定的技術(shù)裝備的建設(shè)，才能進(jìn)一步的提升行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，才能推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。尤其是近些年來(lái)，隨著3D打印技術(shù)的不斷完善和改進(jìn)，其對(duì)于各行業(yè)裝備建設(shè)中的作用更加的凸顯出來(lái)。比如在后勤裝備建設(shè)中，3D打印技術(shù)就發(fā)揮了巨大的作用。在部隊(duì)中，后勤裝備主要分為通用的后勤裝備和各個(gè)不同部隊(duì)的專(zhuān)用后勤裝備。隨著軍隊(duì)建設(shè)的不斷專(zhuān)業(yè)化，后勤裝備的技術(shù)要求也越來(lái)越高，因此，在軍隊(duì)建設(shè)中，必須大量的應(yīng)用3D打印技術(shù)，利用最新的技術(shù)來(lái)促進(jìn)相關(guān)的質(zhì)量提升。

（二）簡(jiǎn)化各個(gè)裝備程序

在傳統(tǒng)的打印中，各個(gè)工作環(huán)節(jié)之間缺乏一定的溝通交流，相關(guān)行業(yè)對(duì)于內(nèi)部交流溝通的平臺(tái)建設(shè)一直不夠重視，使得打印研發(fā)的流程完全實(shí)行串行模式，導(dǎo)致研發(fā)效率始終無(wú)法提高，增加了研發(fā)的成本和研發(fā)時(shí)間。比如，在進(jìn)行裝備總體的設(shè)計(jì)時(shí)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)僅僅通過(guò)手繪的草圖就參與到整體設(shè)計(jì)的談?wù)撝辛耍M管手繪草圖的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)得到了一定的發(fā)展，但是對(duì)于整體的項(xiàng)目建設(shè)的效果并不突出，因此，要進(jìn)一步提升相關(guān)的效率和質(zhì)量，就必須建立更加精確的3D模型，通過(guò)3D打印技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)平面設(shè)計(jì)的不足，使得整個(gè)設(shè)計(jì)在京都和觸感等整體方面得到一個(gè)質(zhì)的提升。

（三）3D技術(shù)在小型裝備中的應(yīng)用

3D打印技術(shù)具有制造快速的特點(diǎn)，在各種裝備中，除了部分的大型設(shè)備之外，還需要進(jìn)行一些小零件的設(shè)計(jì)和制造，但是小零件的數(shù)量通常較多，利用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)打印技術(shù)就會(huì)大大降低設(shè)計(jì)制造的效率，而且對(duì)于零件的質(zhì)量也無(wú)法保證，因此，在小零件的設(shè)計(jì)和制造中，通常會(huì)采用3D打印技術(shù)。3D打印技術(shù)可以利用模型快速的將零件進(jìn)行設(shè)計(jì)模擬，然后進(jìn)行批量的生產(chǎn)，在提升速度的同時(shí)也保證了零件的質(zhì)量，加快了小型裝備的發(fā)展速度，同時(shí)也進(jìn)一步減輕了各大裝備的制造壓力。

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)環(huán)境的不斷改善，3D打印技術(shù)也得到了快速的發(fā)展，開(kāi)始應(yīng)用到社會(huì)各個(gè)行業(yè)的發(fā)展之中，為社會(huì)發(fā)展提供了新的動(dòng)力。尤其是在各行各業(yè)的裝備建設(shè)中起到了關(guān)鍵的作用，成為加強(qiáng)裝備建設(shè)的重要力量。

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