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    3D打印技術在機械自動化領域的應用

    作者:未知

      摘 要:當前,在機械制造自動化中出現了較多的新興技術,這不但涵蓋新的智能機電一體化技術,而且還有3D打印技術,新興的制造方式,在機械方面具有較大的發展價值,值得一提的便是節約能耗,不僅能提高機械制造產品的精準度,還能促進機械制造自動化技術改革。文章主要分析了3D打印技術在機械自動化領域的應用,希望能為工作人員提供參考。
      關鍵詞:3D打印;機械自動化;機械自動化技術
      DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.105
      0 前言
       3D打印技術屬于速成型的技術,與傳統打印技術最大的差別是:3D層面成型技術可以將3D工業設計圖紙直接變為產品,非常符合樣品研發、試樣制造,其中的精準度非常高,而且效率也較高,所以,機械制造自動化方面,人們還是較為注重的。同時,此項技術屬于新興級別的技術,在應用過程中,很自然的會遇到非常不容易解決的問題,為了完善此項技術,文章重點分析了3D打印技術在機械自動化領域的實踐價值。
      1 3D打印概述
       3D打印技術稱之為增量加工技術,它是經過三維CAD模型數據與數字技術材料打印機構成的,與其余學科相結合。例如:CAD模型的構建、接口軟件、測量、控制等都在各個行業獲得了大范圍的應用。
       3D打印最突出的特點便是數字制造。根據有關數據可以看出,此技術能有效促進軟件的升級改造,使得軟件慢慢向數字化方向發展,經過機器設施來進行相應的生產制造,方可創建不一樣的組件。此外,互聯網傳輸數字文件,能保證制造的分散性,之后降低維護制造。在制造過程中,降低物體降維,改變維度由三維轉向二維結構,采用依次疊加的方式,構成三維物品。在3D打印技術的支持下,不管結構在復雜都可以實施加工制造,提升制造的柔性,最后,在制造,根據全部的組件來講,可通過打印來達到直接制造,所以,不但優化了組裝與拼接程序,最后還提升了生產率[1]。
      2 3D打印技術原理與方法
       噴墨打印、激光燒結以及電子熔結都屬于3D打印技術中的一種。3D打印技術可以在較短的時間內設計好單個零件與整個產品的設計。例如:作為設計者,需選用CAD軟件建立好數字模型,之后保持好數字模型,利用3D打印機來讀取電腦中的數字模型指令,從而達到對產品的打印。在3D打印機中,3D打印技術屬于最為重要的一部分,運用3D打印機便是實施3D打印最后一道屏障。根據當前發展情況來看,最高可以達到600DPI的分辨率,層間厚度為0.01毫米的打印效果。和傳統打印技術相比較,已然具有較大的提升空間,從而運用有色膠水來實施彩色打印。
       3D打印技術改變了以往原材料實施切割、組裝的傳統機械產品加工,可以節約大批量的材料、切割材料時間。在航空航天工業領域使用各式各樣的金屬零件都是經由固體鈦加工而成,需絕大部分材料被切除,這些切除材料沒有辦法在產品制造中獲得任何作用。某某公司的研究人指出,采用3D打印技術并運用鈦粉末打印出來的零件和固體鈦切割相對比,從使用效果上看,沒有太大的差別,但是,前者卻能節約許多原材料。3D打印改變了第二次工業革命后,采取的是流水線的方式,進行了大規模生產,產品生產也慢慢從標準化和統一化發展到個性化與定制化。3d打印機的應用也會慢慢的降低推廣時間。站在消費者角度來講,需將網上的設計圖都下載下來,才能在固定的時間段內通過3D打印機將產品打印出來,不需要刻意的大規模生產線,也不用太多的工人實施生產操作,更加不用在倉庫中堆積零件,從某方面講,可稱之為社會化制造。能通過制造資源網絡與互聯網的快速建立成為較大的供應鏈、市場銷售以及用戶服務網絡,從而實現高速、長久的發展生產模式。
      3 3D打印技術對機械自動化的影響
       近階段,3D打印技術對機械自動化產生了較為積極的影響作用,尤其在具備3D打印技術后,能使得機械制造變為簡便、方便,可實現高效、集中化,所以,這也表明了3D打印技術擁有更為寬廣的發展空間。具體如下:首先,能使得復雜的零件高效率生產。在制造3D打印技術中,可以讓流程變的更加的簡約化,只要輸入圖紙和3D打印設備便可以達到高效率的自動生產,這樣才能推動較為繁瑣的零件達到高效率生產,與傳統機械制造模式相比較,3D打印技術可以更進一步的提升產品精準度。其次,科學技術的不斷發展,相對來講3D打印技術材料成本非常低,有部分3D打印材料可以反復回收利用,來減小機械制造的材料成本,從而減小3D打印技術運行成本。最后,將三維打印技術運用到機械制造區域,從而達到制造過程自動化的目標,節省人力資源成本。三維打印技術在機械制造自動化區域具有非常大的優點,然而,缺點也非常明顯。首先,在運用3D打印技術時,非常容易導致印刷過程污染環境,最為主要的一點便是幽默污染問題。其次,運用和3D打印技術相匹配的材料實施打印,這是由于材料具有一定的約束性,會導致產品平穩性得不到應有的保障措施,同時,基于3D打印技術不斷的改變、創新,以上問題都會獲得合理化的解決。
      4 在3D打印技術基礎上,分析機械制造自動化革新
      4.1 創新機械設計理念
       制造機械時,傳統意義上實施機械制造,一般來講都較為復雜,尤其在機械設計中應全面思考機械價格中實際存在的問題,例如:針對繁瑣零件的加工,應對其實施合理、有效的夾具結構,并運用合適的人力、設備,方可將某一零件加工做完善。然而,在3D打印技術機械自動化中,需合理解決存在的這些問題,運用3D打印技術制造產品,將其產品圖紙、三維造型圖直接輸入都相應的3D打印機中,才能自動的實現零件加工,運用3D打印技術實施產品制造時,應將產品圖紙、三維造型圖直接的輸入到3D打印機當中,以便實現自動加工零件,在3D打印技術的基礎上,可以實現成像原理,在制造方面,誤差相對來講較小,可以在某種程度上確保加工零件精度和平穩性。    另外,設計機械過程中,這些設計相對來講較為繁瑣,其中包括了太多零散機械零件,作為機械設計工作人員,在設計機械產品時,需認真的考慮各個零散機械部件的零件加工模式,全面考慮加工帶來的誤差,在3D打印技術的基礎上,加工流程與傳統數控自動化加工相比較,取得的效果最好,在誤差精度控制方面也會變得更加的合理,可以說能實現設計人員最好的狀態下。
      4.2 高效制造生產流程
       目前3D打印技術實現過程中,最主要的原理是,加工方式以粘接劑和材料噴射方式為主,簡單來講便是將粉末狀材料和粘合機都裝進3D打印機中,之后,實施凝固,這些主要依靠的便是智能電腦強大的數據處理能力,根據輸入的3D模型圖實施打印,最后便能形成平穩性非常好的產品,在這樣的狀況下,打印模式通常可以很好的解決材料。另外一種模式便是實現熔斷沉積打印技術,簡單來講便是繪圖軟件輸入計算機之后,計算機能很好地處理零件中的3D模型,將處理后的數據傳輸到3D打印機當中,這時候的3D打印機才能根據計算機輸入的信息,先打印一層厚度非常薄的平面,等到平面冷區域凝固之后,方可重復性的堆積打印,一直到制造出的3D打印機模型和圖紙相一致。
       在以往機械加工區域中,零件的加工都是運用數控加工技術完成的,在整個過程中,都是運用的柔性自動化生產線完成的,在此同時,需依照零件繁瑣程度、加工數據等不同,采取重復裝夾的方式,這樣不但減小了生產速度,同時還確保加工的精度。最為重要的是在3D打印技術自動化中,為了研究技術,3D打印技術是最合理有效的保證,可以確保加工的效率以及加工質量,使得整個過程都完全依照圖紙信息來完成,讓整個加工都可以實現高度自動化。
      5 3D打印的應用前景以及發展方向
       當前在研究3D打印技術方面,研究的較為深入,這也增加了它的應用范圍,與此同時,3D打印精度也在逐漸的向上提高。高效、低耗的3D打印技術慢慢應用到了各個行業,近些年,3D打印技術被運用到了一些高精度的機械零件中,主要發展前景包括如下幾方面:(1)航空航天領域。航空航天領域中,大部分零件都擁有非常高的精度,對于零件也有輕便化要求。運用3D打印技術,可以很好的創新航空航天區域中的零件制造,能提升精密零件中的加工精度,使得此領域零件制造更加的平穩。(2)醫療器械領域。在一些醫療領域,一樣需要精密度非常高的材料,在3D打印技術上,不但可以保證醫療器械的制造精度,還能更進一步的減小醫療耗材的制造成本,尤其在器官移植區域,運用3D技術可以有效的對其器官實施打印,杜絕器官移植后產生的排異反應。然而,3D打印技術非常適合應用到高新技術領域,能很好的降低機械類產品試驗周期,有助于今后的發展,可以有效補足傳統技術上存在的缺陷。
      6 結束語
       綜上所述,機械制造技術在不斷的發展,3D打印技術也會有更好的發展,被運用到更多的行業,隨著3D打印技術的不斷提高,3D打印精度也會得到高速的提升,影響整個機械自動化領域,帶動機械自動化邁向更高的區域。
      參考文獻:
      [1]周凱.論機械自動化技術在工業生產中的運用[J].化工管理,2019(12):109-110.
      [2]寇永琇.自動化技術在機械設計制造中的應用[J].科技與創新,2018(12):92-93.
      [3]周東,孫釗.智能型機械自動化應用趨勢[J].民營科技,2018(05):16.
      [4]趙剛.機械制造自動化技術的應用及發展前景[J].花炮科技與市場,2018(02):53-54+59.
      [5]張理興.論智能型機械自動化應用趨勢[J].內燃機與配件,2018(08):207-208.
    論文來源:《山東工業技術》 2019年20期
    轉載注明來源:http://www.361tx.com/1/view-14931446.htm

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