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1、【機械制造論文】機械制造中3D打印技術的應用 摘要：3D打印技術作為第四次工業(yè)革命標志性生產工具和熱門技術，是“中國制造2025”的制造業(yè)創(chuàng)新中心建設工程的技術支撐，更是推動機械數字化設計與制造創(chuàng)新的主抓手，有助于實現(xiàn)機械制造轉型升級。文章闡述了3D打印技術原理，分析其在機械制造行業(yè)中的創(chuàng)新應用及應用優(yōu)勢，以期促進3D打印技術與機械制造深度融合和發(fā)展，提升機械制造行業(yè)的社會經濟效益。 關鍵詞：3D打印技術；機械制造；應用 13D打印技術概述 作為第四次工業(yè)革命標志性生產工具的3D打印技術，又稱增材制造技術是基于三維數字模型設計，運用高能束

2、源或其他方式將粉末狀金屬、熔融體、塑料等特殊粘合材料，逐層打印再自下而上地堆積粘結構造成三維實體模型的過程。主要借助數字建模、計算機輔助設計（CAD）或三維測量等軟件將產品結構數據化，和3D打印設備將產品設計思想快速、直接、自動、準確地落地實現(xiàn)，制造具有一定功能的設計產品。為設計思想驗證、校驗，產品原型制作等工作提供一種快速、高效、低成本的實現(xiàn)手段。 23D打印技術在機械制造的特點和應用優(yōu)勢 3D打印技術特點為小批量、個性化生產；制造生產周期短；材料利用率高；生產成本低、效率高。在機械制造的應用優(yōu)勢如下。 2.1智能化制造生產 機

3、械制造的智能化、自動化是其發(fā)展核心方向。3D打印技術原理充分利用計算機各類智能軟件程序對機械產品進行數字量化、虛擬設計，再通過打印設備將產品定型打印，這體現(xiàn)了智能化制造，實現(xiàn)機械設計到機械成型的快速高精度轉化。機械制造行業(yè)由3D打印技術的加持，勢必實現(xiàn)智能化制造生產的轉型升級，更科學高效地生產符合人們需求的機械產品[1]。 2.2個性化定制制造生產 與傳統(tǒng)機械制造相比，3D打印技術應用有小批量、個性化生產的技術特點和應用優(yōu)勢?？梢跃W絡平臺為應用需求點來滿足人們追求個性化，將客戶群體由小批量訂購的企業(yè)擴展至小群體客戶甚至個人[2]。如服裝類、激光刻字等定制產品需求

4、量越來越多，3D打印技術可快速將個性化創(chuàng)意變現(xiàn)，個性化產品快速生成，降低設計制造成本和縮短設計生成時間，更好地滿足顧客的定制需求，提高顧客滿意度。 2.3優(yōu)化機械制造流程 一般機械設計至制造流程包括預想產品市場需求調研、設計草圖和功能預設、結構設計至模型制作、產品模型評估分析、設計優(yōu)化、產品定型等，這需要反復對模型評估和設計優(yōu)化，其流程較為復雜，對材料資源、時間和設計精力消耗較大，卻其設計效率和產品質量與機械產品有偏差，致使機械設計制造成本高。但3D打印的應用，可快速打印出產品模型，直觀評估產品功能和驗證產品設計的科學性和合理性，進而調整設計方向、優(yōu)化流程和降低

5、設計成本，對設計要求高、產品類型變動多的機械制造適用性強[3-4]。此外，從制造經濟的角度來說，與機械制造相關的3D打印技術體表現(xiàn)出全方位的機械制造優(yōu)勢，關鍵是制造精度得以保障，簡化和縮短機械制造流程，全面提高機械制造實效性和生產效率。 33D打印技術在機械制造中的應用 3.1三維測量與模型重建 在機械制造中的三維測量和三維重建應用，是利用3D傳感和三維掃描儀完成的。通過三維掃描儀的3D傳感攝像頭掃描捕捉機械產品三維輪廓，再使用垂直腔面發(fā)射激光器、衍射光學元件等3D傳感元器件配合數模算法對機械產品進行三維測量和模型重建。其掃描精度高、應用快速便捷

6、等優(yōu)勢，能加速機械制造自動化和互聯(lián)網智能化發(fā)展，有助于轉變發(fā)展方式和制造業(yè)的轉型升級，進而增強企業(yè)產品的市場核心競爭力[5]。 3.2機械產品數字化設計與制造 3D打印技術在機械產品創(chuàng)新和數字化設計制造應用已成為必然趨勢。通過數字化設計制造集成系統(tǒng)實現(xiàn)產品設計、產品三維建模與仿真以及虛擬裝配以及虛擬制造、產品制造等全周期機械制造。因具有直接成型、成本低、開發(fā)周期短、綠色制造、柔性化制造等優(yōu)點，在機械原型產品設計與制造中大多會利用3D打印技術來縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本，提高設計效率。 3.3逆向建模的機械制造設計 逆向建模有別于機

7、械產品正向設計的，通過技術手段對產品進行逆向分析和研究，利用CAD等三維建模軟件和3D打印設備，推算演繹該產品的結構特征、功能特點、技術規(guī)格及生產工藝等設計要素，實現(xiàn)產品的更新?lián)Q代和“從有到新”的產品設計過程。其內容主要有3D掃描、逆向建模、軟件應用、3D打印制作等，可利用3D掃描儀對被逆向建模的物件進行掃描，數據收集，三維模型重構，再對模型進行參數調整、結構優(yōu)化等設計，實現(xiàn)對原模型再復制和創(chuàng)新設計。 4結束語 當前，3D打印技術在機械制造應用廣泛，對機械制造和產品設計的智能化和數字化水平有顯著提高，設計理念得以更新，設計成本得以節(jié)約，縮短機械制造產品設計周期。

8、也是機械制造企業(yè)發(fā)展的核心內容，確保機械制造升級轉型步伐加快，增強企業(yè)競爭力，提高企業(yè)生產效率，企業(yè)質量效益穩(wěn)步提升。 參考文獻： [1]王利,黎志勇.3D打印技術在機械產品數字化設計與制造中的應用[J].內燃機與配件,2018(20):215-216. [2]夏端武,薛小鳳.3D打印技術對機械制造業(yè)產生的影響[J].機械設計與制造,2016(12):184-186. [3]鄭經偉,姚蓉.3D打印在機械制造領域的應用[J].信息記錄材料,2017,18(7):17-18. [4]扈恩同.3D打印技術在機械制造中的應用研究[J].世界有色金屬,2018(1):42-43.