3D打印对机械制造及自动化的影响

3D打印对机械制造及自动化的影响

边少卿付全文

关键词：3D打印；机械制造；自动化

引言：新型的3D打印技术是现代技术进步的一个重要成果，其在机械自动化领域的应用极大地提高了我国机械加工制造的能力。特别是随着高分子材料等科学技术的进步，3D打印技术与电气、光学等自动化技术的有机融合，不仅促进了机械制造的多元化发展，满足用户对机械设备的个性化需求。

1机械制造及其自动化及3D打印概述

1.1机械制造及其自动化概述

机械制造及其自动化是一门研究生的学科，它主要研究机械制造理论，还包含着制造的技术，自动化制造的系统和先进的制造模式。这个学科还融合了与之具有相关联系学科的最新发展，这样能够使所研究制造的技术、系统、模式等全面地呈现出全新的面貌。机械制造及其自动化研究的方向十分明确，其中的目标就是将机械设备与自动化通过计算机的形式结合起来，各个系统之间相互配合便会形成一个先进的制造技术。比如：计算机辅助设计，计算机辅助制造，柔性制造系统等等，最后将这些系统相互配合逐渐形成了大规模的计算机制造系统，实现了机械制造从无到有的实质性飞跃。

1.23D打印概述

3D打印的定义是运用数字技术和材料打印出的具有空间立体化的模拟体。这种技术通常被用作模具的制作和工业设计，专门用来打造模型。后来开始运用这种技术直接用于制造一些产品，到现在已经可以使用这种技术来制造出某些大型机械的小零件。这种技术也在社会的各个行业领域得到了大规模的运用，逐渐地得到了普及。随着工业现代化的不断发展，传统的生产技术和加工工艺慢慢地开始被淘汰，因为它们不能满足现代工业的需要，一些复杂的小零件不能够被加工出来，已经跟不上社会的发展。所以3D打印机就被发明了出来，其中3D的含义就是空间三维的意思，它打印出来的已经不是平面图案。3D打印机的工作原理就是首先在计算机里建立一个我们所需要的模型，然后把这个模型分成成千上万的层面，之后通过打印机把放进去的原材料一般是金属或塑料，用喷漆的方式把计算机中所建立模型的第一层打印出来，然后再打印第二层，逐渐叠加。当所有层都打完的时候这个物体就呈现在我们眼前了。现在的3D打印机已经普遍地被人们所使用，也慢慢地替代了传统的打印机。3D打印的技术逐渐地改变了我们的生活，因为3D打印技术的出现，在工业中节约了大量的劳动力，也减少了原材料的浪费。目前人们还在研究着人体器官的打印，如果这一研究会实现的话，那么对人类社会就会产生深远的影响。

23D打印技术在机械自动化领域应用的主要优势

2.1应用3D打印技术能够提高机械制造的自动化水平

在机械自动化领域中应用3D打印技术后，机械制造的自动化水平逐渐提高。在机械加工制造过程中不再需要大量的人工操作，有效降低了人力资源成本的投入[1]。

2.2应用3D打印技术能够减少对资源的浪费

在机械自动化领域中应用3D打印技术，可以在产品的设计和加工过程中节约资源，减少对自然环境的影响和污染。传统的机械自动化生产技术需要投入较高的成本，而且对原材料会造成一定的浪费，生产效率有待提高。而应用3D打印技术后，随着3D打印技术的不断成熟，相应的打印材料技术也在快速发展，应用3D打印技术还可以实现对原材料的回收再利用，从而降低在机械自动化领域中的应用成本，其生态环保性得到提升，减少资源浪费，是一项更为环保的可持续性的机械加工技术。

33D打印技术存在的局限性

现如今，能够符合3D打印机的材料少之又少，比如说，塑料、石膏、无机粉料等等。假设要想“打印”房屋或者汽车，单单依赖这些材料是不可能做到的，适合材料很少，打印技术还存在相应的局限性[2]。目前，专业人员正开始探究这些3D打印材料是否是安全的，是否会对人体产生危害，会不会给人类带来生命危险？比如说打印人类器官。生命不同于细胞、组织等等，不是能够随意复制的，而且人们对生命的认识也是比较有限的，假设打印人类器官能够成功的话，这也将会成为人类发展上一个非常巨大的成就。

4运用3D打印技术改变工程机械制造业的格局

在3D打印技术中最大的优点是不需要任何工具，该技术能够直接地运用计算机中的图形数据生成有形状的物体，不断的提高效率，达到成本不断降低的目的。假设说这一个打印的技术想在工程领域方面得到应用时，那么必须改变传统的生产线。当一些比较大型的机器或者人工密集型的生产方式没有优势的时候，将会有很多的中小企业加入到市场竞争中。所以，仅仅用3D打印技术进行生产时，就目前的科学技术来讲，可能性是非常小的。但是，随着经济不断发展，社会不断前进，技术不断开展，3D打印技术也得到了不断的发展，不断地影响工程机械行业的局面。这种打印技术可能会改变它的形式，据目前的相关用户的调查显示，消费者在买完工程机械产品时，不仅仅要要求产品自身的质量[3]。与此同时，也应该关注产品的速度，假设在一些地区，缺少相应的配件的话，那么厂商将很难具备一定程度的竞争力。但是随着3D打印技术的发展，配件的供应不仅仅依靠的是经过一些实物进行运输，而会选择通过信息的手段进行，给大部分的中小型企业带来了良好的商机。

5运用3D打印技术对机械化的影响

5.1消极影响

3D打印技术不断推广，也造成了一些不良现象的出现，出现了较多的仿制品，不仅仅影响它的设计，而且影响了新产品的发展，比如说：家用工具、家用产品等等，3D打印技术有可能会造成知识产权被盗用的严重后果。在目前发达的信息社会，3D打印技术还不能够完全达到电子系统的发展需求[4]。目前来讲，3D打印技术在某些方面也存在一些缺点，比如在制造一些零件时，会具有成本高、效率低等缺点。而且3D打印技术可能仅仅是对一个单一的材质来说的，将所有的零件打印好之后，必须再次进行相应的加工程序。例如：汽车的制造等。

5.2积极影响

3D打印技术其中比较大的好处就在于它是可以直接进行制造的，可以根据计算机中相应的数据生成对应的物体。直接打印制造产品在某些方面不仅仅可以提高效率，而且也相应地降低了成本。将3D打印技术运用到机械化的制造中，将会创造出新的生产方式。3D打印和传统的打印方式是不同的，它可以形成自动化的现象，而且它在运行的过程所利用的材料可以是不相同。

结束语：

机械制造业的未来发展趋势必然是朝着数字化和自动化方向发展，要想达到这一目标，就要积极地引进先进的技术，其中3D打印技术就是其中一项先进技术，我们既要看到3D打印技术对制造业产生的积极的影响，同时也不能忽略3D打印技术自身存在的局限性。随着3D打印技术的不断完善和自动化打印机进一步的发展，机械制造业的产业格局也将随之发生改变。3D打印与机械制造的产业融合对未来机械制造及自动化的影响将会是巨大的。

参考文献：

[1]熊强.3D打印对机械制造及自动化的影响探析[J].时代农机，2018，45（04）：65.

[2]张均保.3D打印对机械制造及自动化的影响分析[J].中国高新区，2017（02）：103.

[3]夏端武，薛小凤.3d打印技术对机械制造业产生的影响[J].机械设计与制造，2016（12）：184-186.

[4]文长久.浅析3d打印对机械制造及自动化的影响[J].科技展望，2016，26（06）：51.