3D打印技術(shù)在機械制造領(lǐng)域中的作用

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上3D打印技術(shù)在機械制造領(lǐng)域中的作用 摘 要：3D打印技術(shù)的成影速度快，材料的利用率達到了很高的程度。隨著其打印速度的加快，生產(chǎn)周期也被大大縮短了，質(zhì)量得到了保障。深入研究和分析了3D打印技術(shù)在機械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用情況，并提供了一些新的發(fā)展思路，希望可以為這項事業(yè)日后的發(fā)展起到一定的推動作用。 關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)；機械制造；打印速度；打印原理 中圖分類號：TH16 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2016.14.036 第三次工業(yè)革命最早是在2012年由英國的一本重要雜志中出現(xiàn)的。它指出，現(xiàn)代先進的工業(yè)制造領(lǐng)域還將會經(jīng)歷第二次工業(yè)革命（電氣

2、時代）之后的第三次工業(yè)革命。這次工業(yè)革命是以因特網(wǎng)為基礎(chǔ)，將新技術(shù)、新材料等有機結(jié)合起來，將工業(yè)革命的重心放在了“數(shù)字化技術(shù)”上。同時，它還指出，數(shù)字化技術(shù)將會影響以后的市場元素，甚至是全球市場范圍內(nèi)的元素分配方式。 近幾年，特別是2010年以后，3D打印技術(shù)在機械制造中發(fā)揮了非常重要的作用，已經(jīng)成為了先進科技的代表。在西方發(fā)達國家，3D打印技術(shù)已經(jīng)在機械制造領(lǐng)域取得了較大的發(fā)展，為社會經(jīng)濟創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益，而且國家也為這項技術(shù)的發(fā)展和壯大提供了較多經(jīng)濟和政策方面的支持。但是，在國內(nèi)，這種技術(shù)處于起步階段，甚至可以說是萌芽階段，它在機械制造方面所發(fā)揮的作用和帶來的效益不是很明顯。因此，必須

3、大力發(fā)展3D打印技術(shù)，將之與實際社會生產(chǎn)工作相結(jié)合，充分發(fā)揮其作用。 1 3D打印技術(shù)的起源和發(fā)展 世界上第一臺打印設(shè)備是于1984年在美國生產(chǎn)出的。經(jīng)過了多年的發(fā)展和完善，3D打印技術(shù)已經(jīng)取得了巨大的發(fā)展。特別是進入21世紀(jì)以后，隨著計算機的快速發(fā)展，打印技術(shù)也得到了飛速的發(fā)展，出現(xiàn)的頻率越來越高，逐漸成為了現(xiàn)代機械制造領(lǐng)域的重要支柱技術(shù)之一。而我國第一臺打印設(shè)備是在1994年由北京一家有限公司引進的，在加工材料、人工假牙、自行車架、航空航天、藝術(shù)品等多種領(lǐng)域都取得了較大的發(fā)展，進一步推動了我國社會經(jīng)濟和高新技術(shù)的發(fā)展。 2 3D打印技術(shù)的原理 3D打印技術(shù)聽起來好像很復(fù)雜的樣子，其實它就是

4、利用三維仿真軟件，以縱坐標(biāo)軸為方向，將原先設(shè)計好的模型分割成多個有限平面，在生成3D實體時，采用分層加工與疊加相結(jié)合的方法，以此形成等比例的模型。它的工作原理主要有以下2點：3D打印機采用三維成形的方法，將原材料放在加工平臺上，經(jīng)過碾壓成為薄層，然后加上黏合劑，使原材料快速凝固成固體。完成這些工作之后，工作臺會根據(jù)原先設(shè)定好的數(shù)據(jù)不斷地打印。待打印完之后，它會自動清理打印臺上沒有被使用的材料。依據(jù)熔融固化技術(shù)打印的3D打印機，是先將打印的模型輸入電腦程序中，打印機中的自動控制程序會根據(jù)電腦中的模型自動規(guī)劃出打印路線，從而將模型打印出來。具體過程是，打印機的打印頭根據(jù)電腦程序的指示，自動依據(jù)二維

5、實體的運動路徑在平面上噴出一層薄面，熔融后凝聚在工作臺上，經(jīng)過裝置冷卻后形成一層三維薄面。最后，電腦控制打印頭不斷地重復(fù)，層層疊加，直至形成需要的三維圖案。 3 3D打印技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用 3D打印技術(shù)就是“增材制造”，將原材料多層疊加，平面工作臺自動升降，將零部件從無到有地生產(chǎn)、加工出來。與傳統(tǒng)的零部件加工方法不同，這項技術(shù)的出現(xiàn)為零部件加工制造領(lǐng)域帶來了一場新的變革。 3.1 產(chǎn)品的發(fā)展速度明顯加快 在21世紀(jì)以前，要想開發(fā)一個新產(chǎn)品，特別是那些構(gòu)造比較復(fù)雜、難度系數(shù)很大的產(chǎn)品，需要很多的生產(chǎn)設(shè)備同時進行，一個零部件的生產(chǎn)需要很多設(shè)備的支持。盡管如此，很多加工、制造出來的產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)

6、，不能滿足社會生產(chǎn)和市場的需要。而過關(guān)的產(chǎn)品也要經(jīng)歷市場的檢驗，經(jīng)過多次修改之后才能正式大規(guī)模生產(chǎn)。這就導(dǎo)致生產(chǎn)周期過長，浪費了大量的人力、物力和財力。但是，采用3D打印技術(shù)后，設(shè)備就能得到最大程度的解放，一臺打印機就完成了以前好幾臺設(shè)備才能完成的工作，并且也有效解決了產(chǎn)品質(zhì)量問題。 3.2 設(shè)計理念的轉(zhuǎn)換 與以前傳統(tǒng)的機械制造方式相比，對于以前復(fù)雜的程序，現(xiàn)在可以利用3D打印技術(shù)很快解決，被加工的零部件的穩(wěn)定性也顯著提高了，極大地簡化了產(chǎn)品設(shè)計、加工過程。除此之外，對于那些千變?nèi)f化、穩(wěn)定性要求很高的零件，主要以航空零件為主，它們都是由成百上千個零件組成的，采用了3D打印技術(shù)之后，可以很快地將之壓縮為幾個小零件，有效提高了工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量，為航空航天事業(yè)的發(fā)展帶來了極大的便利。 4 結(jié)束語 為了滿足市場對小部件強度、精度、剛度等方面的要求，我們必須不斷改進和完善機械制造方面的打印質(zhì)量，完善我國的3D打印技術(shù)。同時，國家也應(yīng)該大力扶持相關(guān)研究機構(gòu)，加強對3D打印技術(shù)的培訓(xùn)工作，讓更多人了解這項技術(shù)，努力提升我國的3D打印技術(shù)水平。另外，還要積極引進西方的先進技術(shù)，讓我國的打印技術(shù)與世界一流水平接軌，甚至超過世界一流國家的打印水平。 參考文獻 1黃建，姜山.3D打印技術(shù)將掀起第三次工業(yè)革命J.新材料產(chǎn)業(yè)，2013（1）：62-67. 2劉銘，張坤，