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1、 3D打印機(jī)械制造論文 摘要：隨著科技水平的不斷提高，機(jī)械制造和自動(dòng)化技術(shù)都隨之獲得了較快的發(fā)展。在這一發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，3D打印技術(shù)為機(jī)械制造和自動(dòng)化奠定了堅(jiān)實(shí)的科技基礎(chǔ)。另外，機(jī)械制造業(yè)還為3D打印技術(shù)的應(yīng)用提供了廣闊的發(fā)展空間。基于此，文中從3D打印具有的優(yōu)勢(shì)出發(fā)，重點(diǎn)研究了3D打印對(duì)機(jī)械制造及自動(dòng)化造成的影響。 關(guān)鍵詞：3D打??；機(jī)械制造；自動(dòng)化 近年來(lái)，由于世界金融市場(chǎng)越來(lái)越凸顯出不穩(wěn)定的局面，因此，目前，大多數(shù)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始加強(qiáng)重視制造業(yè)發(fā)展在促進(jìn)國(guó)家社會(huì)發(fā)展中所發(fā)揮的重要作用，并且構(gòu)建出了興建機(jī)械制造和自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃。并且將3D打印作為了重要發(fā)展項(xiàng)目?；?/p>

2、此，3D打印逐漸成為了機(jī)械制造和自動(dòng)化行業(yè)的熱點(diǎn)話(huà)題。3D打印是制造業(yè)進(jìn)行技術(shù)改革的前身，屬于一種能夠在最短的時(shí)間內(nèi)形成模型的技術(shù)，可以減少產(chǎn)品生產(chǎn)加工的時(shí)間，從而不僅可以確保機(jī)械和自動(dòng)化技術(shù)更加便捷，而且還大大地提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。 1機(jī)械制造和自動(dòng)化的簡(jiǎn)介 機(jī)械制造及其自動(dòng)化是一門(mén)研究機(jī)械制造理論、制造技術(shù)、自動(dòng)化制造系統(tǒng)以及先進(jìn)制造模式的學(xué)科。此學(xué)科融合了各個(gè)相關(guān)學(xué)科的最新發(fā)展，從而使制造技術(shù)、制造系統(tǒng)以及制造模式的全新面貌展現(xiàn)了出來(lái)。機(jī)械制造及其自動(dòng)化的目標(biāo)十分明確，就是利用計(jì)算機(jī)把機(jī)械設(shè)備同自動(dòng)化相結(jié)合，并形成了一系列的新型制造技術(shù)，最后形成大型的計(jì)算機(jī)集成制造

3、系統(tǒng)，從而使傳統(tǒng)的機(jī)械加工實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。在機(jī)械制造的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，現(xiàn)如今的機(jī)械制造行業(yè)開(kāi)始同各種形式的新型技術(shù)相結(jié)合，它是一項(xiàng)系統(tǒng)化的加工工程，所應(yīng)用的新型技術(shù)主要有機(jī)械制造、計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代傳感、智能化生產(chǎn)與信息技術(shù)。另外，對(duì)于產(chǎn)品原材料和制造工藝也應(yīng)用了新型科技方法，并且在實(shí)施自動(dòng)化操作處理的過(guò)程中還需要使用機(jī)械設(shè)施。機(jī)械制造操作實(shí)際上就是生產(chǎn)制造產(chǎn)品的過(guò)程，關(guān)鍵在于使生產(chǎn)目標(biāo)的有關(guān)尺寸大小、外觀、具體部位以及產(chǎn)品質(zhì)量等方面得到完善，讓產(chǎn)品的雛形轉(zhuǎn)化成成品或者是半成品，由此可見(jiàn)，產(chǎn)品的制造技術(shù)在整個(gè)機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮著十分重要的作用。由于現(xiàn)代化產(chǎn)品要求產(chǎn)品必須具有較高的加工精度，因此，有必

4、要將3D打印技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中，從而能夠大大地提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。 23D打印的簡(jiǎn)介 3D打印技術(shù)也叫作增材或者是增量加工技術(shù)，它主要通過(guò)三維CAD模型數(shù)據(jù)和數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)進(jìn)行制造，并且同大量學(xué)科相融合，比方說(shuō)，CAD模型的構(gòu)建、接口軟件、測(cè)量、數(shù)字控制以及激光等。現(xiàn)階段，此項(xiàng)技術(shù)在各個(gè)行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。比方說(shuō)，工業(yè)設(shè)計(jì)、土木工程、醫(yī)療以及教育方面。3D打印具備的特點(diǎn)主要體現(xiàn)如下：首先，數(shù)字制造?；谟嘘P(guān)軟件的支持，促進(jìn)商品結(jié)構(gòu)向數(shù)字化方向轉(zhuǎn)變，并且通過(guò)機(jī)器設(shè)施進(jìn)行生產(chǎn)制造，進(jìn)而能夠構(gòu)建成不同的組件，另外，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)字化文件，確保了制造的分散性；其次，降

5、維制造。在制造時(shí)對(duì)物體實(shí)施降維，由三維結(jié)構(gòu)向二維結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，然后進(jìn)行逐層疊加，從而形成了三維物品，基于3D打印技術(shù)的支持，無(wú)論結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜都能夠進(jìn)行加工制造，同時(shí)還提高了制造的柔性化；最后，直接制造。就所有組件而言，都能夠通過(guò)打印來(lái)實(shí)現(xiàn)直接制造，因此，不僅簡(jiǎn)化了組裝和拼接程序，而且還提高了生產(chǎn)率[2]。 33D打印具有的優(yōu)勢(shì) 3.1定制化。傳統(tǒng)制造行業(yè)凸顯出來(lái)的最大特點(diǎn)就是通過(guò)大型的生產(chǎn)和集中設(shè)計(jì)來(lái)保證加工出來(lái)的產(chǎn)品更加具有經(jīng)濟(jì)適用性，從而可以使大多數(shù)人的具體需求得到滿(mǎn)足。但是，由于受到制造技術(shù)的制約，難以使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)獨(dú)特性和個(gè)性化。3D打印應(yīng)用于文件設(shè)計(jì)時(shí)主要采用了計(jì)算機(jī)同網(wǎng)

6、絡(luò)相結(jié)合的方法，并針對(duì)個(gè)體情況進(jìn)行實(shí)施，這樣可以設(shè)計(jì)出理想的產(chǎn)品，而且在整個(gè)過(guò)程中不會(huì)有成本和材料產(chǎn)生，進(jìn)而保證了私人訂制的有效實(shí)現(xiàn)[3]。3.2生態(tài)化。同傳統(tǒng)的機(jī)械制造和自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行比較可以得出，3D打印利用設(shè)計(jì)的數(shù)字化文件能夠使機(jī)械制造產(chǎn)品的設(shè)計(jì)得到及時(shí)改善，因此，從形式上來(lái)看，更加經(jīng)濟(jì)、環(huán)保。增材制造技術(shù)的應(yīng)用可以防止材料出現(xiàn)耗損的現(xiàn)象。另外，因?yàn)槭歉鶕?jù)具體需求進(jìn)行定制的，所以，有效地防止發(fā)生由于大規(guī)模生產(chǎn)的機(jī)械產(chǎn)品而對(duì)空間和環(huán)境造成影響。分布式3D打印可以保證機(jī)械制造企業(yè)在生產(chǎn)的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)就近、就地取材，這樣不僅節(jié)約了運(yùn)輸成本，而且也減少了碳排放量。因此，從多個(gè)層面來(lái)看，使機(jī)械制造中

7、的工藝得到了完善[1]。3.3智能化。3D打印是基于計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)中的數(shù)字文件對(duì)機(jī)械模具進(jìn)行加工制造的，其中原材料是新型粉末，制造工具為3D打印設(shè)備，通過(guò)軟件發(fā)出系統(tǒng)指令，進(jìn)而打印出需要加工的產(chǎn)品。毋庸置疑，3D打印屬于一項(xiàng)具有代表性的現(xiàn)代數(shù)字制造技術(shù)，同傳統(tǒng)機(jī)械制造和自動(dòng)化中依靠流水線(xiàn)制造的技術(shù)存在著明顯的不同之處，3D打印切實(shí)做到了制造上的實(shí)時(shí)實(shí)地按需生產(chǎn)，從而凸顯出了機(jī)械制造技術(shù)的智能化。 43D打印的影響 4.1對(duì)勞動(dòng)力配置造成的影響。長(zhǎng)期以來(lái)，勞動(dòng)力資源優(yōu)勢(shì)始終是我國(guó)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展的重要前提，在這種情況下，全球越來(lái)越多的跨國(guó)企業(yè)開(kāi)始紛紛在我國(guó)投資合作，因此，機(jī)

8、械制造業(yè)獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。但是，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，機(jī)械制造和自動(dòng)化開(kāi)始逐漸向信息化和智能化發(fā)展，并且不再完全需要單純體力型的勞動(dòng)資源?，F(xiàn)如今，大多數(shù)機(jī)械制造的環(huán)節(jié)更加依賴(lài)智力型資源，基于此，部分單純的體力型勞動(dòng)資源一定會(huì)面臨失業(yè)。很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，我國(guó)一直缺少專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人才資源，進(jìn)而阻礙了機(jī)械制造業(yè)的順利發(fā)展?；?D打印技術(shù)的機(jī)械制造和自動(dòng)化技術(shù)有效的省去了工藝環(huán)節(jié)，節(jié)約了大部分的傳統(tǒng)工序，以數(shù)字化生產(chǎn)技術(shù)為依托進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn)制造，減少了以往制造過(guò)程中對(duì)流水生產(chǎn)線(xiàn)提出的需求。3D打印應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)中大大降低了企業(yè)對(duì)體力勞動(dòng)者的需求量，企業(yè)往往喜歡采用更具機(jī)械化和自動(dòng)化的生產(chǎn)工藝

9、，進(jìn)而能夠降低勞動(dòng)成本。除此之外，隨著3D打印技術(shù)這種具有代表性的數(shù)字化技術(shù)的不斷完善以及廣泛應(yīng)用，體力勞動(dòng)力資源閑置問(wèn)題一定會(huì)變得越來(lái)越明顯。因此，如何將傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)中所需的閑置勞動(dòng)力資源進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，是對(duì)機(jī)械制造業(yè)的日后發(fā)展造成影響的關(guān)鍵議題[4]。3D打印屬于一種集當(dāng)代多種形式先進(jìn)技術(shù)為一體的制造技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)在促進(jìn)機(jī)械制造和自動(dòng)化的發(fā)展方面不能同技術(shù)人員的支持相脫離，一直以來(lái)，我國(guó)企業(yè)的科技研發(fā)水平均較低，特別是專(zhuān)業(yè)水平較高的技術(shù)型人才十分短缺，從某種程度上來(lái)看，也會(huì)阻礙3D打印的進(jìn)一步發(fā)展。實(shí)際上，由于3D打印而造成的勞動(dòng)力配置問(wèn)題主要體現(xiàn)如下：首先是部分單純的加工型勞動(dòng)力資源可能

10、會(huì)面臨失業(yè)；其次，由于缺乏技術(shù)水平較高的勞動(dòng)力資源，因此，會(huì)制約機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。4.2科技創(chuàng)新?，F(xiàn)如今，對(duì)于3D打印技術(shù)來(lái)說(shuō)，最關(guān)鍵的就是設(shè)備的研發(fā)。當(dāng)前，從某種程度上來(lái)看，我國(guó)3D打印設(shè)備的科技研發(fā)水平基本接近于國(guó)際先進(jìn)水平，但是在機(jī)械制造的總體精度和可靠性等方面的控制卻仍舊同國(guó)際頂尖水平存在著非常大的差距，由此可見(jiàn)，仍需進(jìn)一步提高。3D打印應(yīng)用于加工與制造機(jī)械產(chǎn)品時(shí)主要采用層層疊加的方法，由于加工不同產(chǎn)品的過(guò)程中所使用的原材料也不同，因此，3D打印原材料的載體設(shè)備必然會(huì)存在差別。采取何種手段研發(fā)出適合應(yīng)用在企業(yè)本產(chǎn)品原材料的設(shè)備，并且能夠確保較高的精準(zhǔn)水平與可靠性是目前設(shè)備研發(fā)過(guò)程中需要

11、解決的首要問(wèn)題。除此之外，材料科學(xué)的研究開(kāi)發(fā)也屬于設(shè)備發(fā)展的關(guān)鍵。同傳統(tǒng)的機(jī)械制造進(jìn)行比較可以看出，3D打印所使用的材料較易做到液化或者是粉末化，并且能夠在打印完成之后再次進(jìn)行結(jié)合，同時(shí)還具有標(biāo)準(zhǔn)的物化性質(zhì)。利用一些應(yīng)用軟件，比方說(shuō)CAD和CAM等，將模型拷貝到3D打印設(shè)備中，先對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，然后再進(jìn)行打印，在確?？刂坪蜋C(jī)械組件、打印頭、耗材以及介質(zhì)等流程都達(dá)到自動(dòng)化的情況下，3D打印技術(shù)同機(jī)械制造和自動(dòng)化的關(guān)聯(lián)一定會(huì)越來(lái)越穩(wěn)定。由于不同生產(chǎn)加工范圍所使用的原材料也不完全同，如果想將3D打印技術(shù)充分應(yīng)用于企業(yè)機(jī)械制造加工領(lǐng)域，首要工作就是采取合理有效的方法將與之相對(duì)應(yīng)的原材料做到液化和粉末化

12、?，F(xiàn)階段，隨著社會(huì)朝向多元化發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的類(lèi)型也變得多種多樣，因此，與之相對(duì)應(yīng)的原材料的研發(fā)必然是日后3D打印應(yīng)用的關(guān)鍵所在。 5結(jié)束語(yǔ) 綜上所述，機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)向智能化和數(shù)字化發(fā)展是制造業(yè)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，要想確保此發(fā)展目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，就必須將3D打印合理地應(yīng)用到企業(yè)的發(fā)展中。盡管3D打印技術(shù)具有較多的優(yōu)勢(shì)，但是也會(huì)對(duì)機(jī)械制造和自動(dòng)化造成不良影響。因此，為了同科學(xué)技術(shù)以及時(shí)代的發(fā)展相適應(yīng)，一定要不斷地對(duì)機(jī)械制造和自動(dòng)化技術(shù)加以改善，從而推動(dòng)3d打印技術(shù)為我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。 參考文獻(xiàn)： [1]王翔.3D打印對(duì)機(jī)械制造及自動(dòng)化的影響[J].黑龍江科技信息,2017(03):75. [2]張均保.3D打印對(duì)機(jī)械制造及自動(dòng)化的影響分析[J].中國(guó)高新區(qū),2017(02):103. 5