[摘要]近些年來，在機(jī)械制造自動化中涌現(xiàn)出了眾多的新型技術(shù)，而3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，也給機(jī)械制造自動化領(lǐng)域的發(fā)展帶來了全新的契機(jī)。3D打印技術(shù)是借助于計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理與圖像分析功能，利用快速成像原理來進(jìn)行打印的技術(shù)，在機(jī)械制造自動化領(lǐng)域中，3D打印技術(shù)適用于各種復(fù)雜零件的設(shè)計(jì)與加工，在提高了生產(chǎn)效率的同時，也進(jìn)一步推動了機(jī)械制造自動化領(lǐng)域的技術(shù)革新。為此，基于3D打印技術(shù)來對機(jī)械制造自動化的革新路徑進(jìn)行了深入分析。

[關(guān)鍵詞]3D打印技術(shù)；機(jī)械制造；自動化；革新路徑

[中圖分類號]TP334.8 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2096-0603（2017）27-0178-01

一、3D打印技術(shù)概述

自20世紀(jì)90年代3D打印機(jī)出現(xiàn)以來，3D打印技術(shù)在市場中的發(fā)展?jié)摿σ仓饾u顯露出來。3D打印技術(shù)是一種基于快速成像原理在3D層面進(jìn)行打印的技術(shù)，由于其涉及3D層面，因此它又是一種成型技術(shù)。在3D打印技術(shù)剛剛誕生時，與之匹配的打印材料較為稀缺，并且打印成本相對較高，致使其長期以來都被人們所忽視。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，與3D打印技術(shù)相匹配的材料也開始逐漸涌現(xiàn)出來，這也使3D打印技術(shù)逐漸被人們所重視起來。不過，現(xiàn)階段中3D打印技術(shù)的應(yīng)用難度仍舊較大，所以這項(xiàng)技術(shù)仍舊有待進(jìn)一步完善。

二、3D打印技術(shù)對機(jī)械制造自動化的影響

目前，3D打印技術(shù)對機(jī)械制造自動化產(chǎn)生了很多積極的影響，其積極影響主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)，首先，在機(jī)械制造領(lǐng)域中通過充分借助于3D打印技術(shù)的快速成像原理，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)中許多復(fù)雜零部件的設(shè)計(jì)與制作，從而提高了機(jī)械制造自動化的生產(chǎn)效率。其次，隨著科技的發(fā)展，3D打印技術(shù)的材料成本會相對較低，并且能夠重復(fù)回收利用，從而大大降低了機(jī)械制造的材料成本。最后，在機(jī)械制造領(lǐng)域中通過引用3D打印技術(shù)，能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)制造過程自動化的目標(biāo)，從而節(jié)約了人力資源成本。雖然3D打印技術(shù)對機(jī)械制造自動化領(lǐng)域來講優(yōu)勢很大，但其缺點(diǎn)也較為明顯，其一是利用3D打印技術(shù)在打印過程中容易造成環(huán)境污染問題，其二是在采用與3D打印技術(shù)相匹配的材料進(jìn)行打印時，由于其材料屬性影響而造成產(chǎn)品的穩(wěn)定性無法得到可靠保證。當(dāng)然，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，這些問題必將在未來的一段時間里得到有效的解決。

三、基于3D打印技術(shù)分析機(jī)械制造自動化的革新路徑

（一）設(shè)計(jì)理念的革新

在機(jī)械制造自動化領(lǐng)域中，人們對機(jī)械結(jié)構(gòu)中的零件進(jìn)行設(shè)計(jì)時，需要設(shè)計(jì)出眾多的結(jié)構(gòu)才能設(shè)計(jì)加工出最合理的零件，而這就使其在零件的加工與組裝過程中耗費(fèi)了大量的人力與物力。而通過3D打印技術(shù)來對機(jī)械結(jié)構(gòu)中的零件進(jìn)行設(shè)計(jì)時，人們只需要事先利用繪圖軟件將零件三維模型中的形狀及各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)輸入3D打印機(jī)中，3D打印機(jī)就能利用電腦來對零件進(jìn)行自動化加工，從而非常方便地完成了零件的加工過程，通過3D打印技術(shù)在機(jī)械制造自動化領(lǐng)域中的應(yīng)用，能夠確保加工出的零件在穩(wěn)定性及精度上較好?？梢哉f，3D打印技術(shù)的應(yīng)用使機(jī)械制造自動化領(lǐng)域的設(shè)計(jì)與加工過程都得到了大幅度簡化，以往需要設(shè)計(jì)數(shù)百個零部件來進(jìn)行加工的過程，如今只需要設(shè)計(jì)幾個零部件就能完成整個設(shè)計(jì)加工過程，并且加工出來的零部件無論是在穩(wěn)定性還是在精度上都能達(dá)到機(jī)械組裝的要求，而這也進(jìn)一步促進(jìn)了機(jī)械制造自動化領(lǐng)域的設(shè)計(jì)理念革新。

（二）制造流程的革新

3D打印技術(shù)對零件的加工過程主要是利用兩種原理，一種是利用三維成形的方式將原本呈現(xiàn)粉末裝的材料利用粘合劑來進(jìn)行凝固，然后依靠電腦的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理功能對要加工的零部件進(jìn)行打印，并在打印完成后將多余的材料進(jìn)行清理。另一種是利用繪圖軟件將三維模型傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，然后由計(jì)算機(jī)對零件的三維模型進(jìn)行信息處理，然后將這些處理后的三維數(shù)據(jù)傳輸至3D打印機(jī)當(dāng)中，由3D打印機(jī)依據(jù)這些三維數(shù)據(jù)進(jìn)行打印。在進(jìn)行打印時，3D打印機(jī)會依據(jù)三維數(shù)據(jù)先打印出一層厚度較薄的平面，當(dāng)平面冷卻凝固以后，再進(jìn)行重復(fù)打印過程，通過層層疊加的方式直至模型打印完畢，這種打印原理又叫做熔融沉積技術(shù)。而在機(jī)械制造領(lǐng)域中，傳統(tǒng)的零件制造過程則是利用柔性自動化生產(chǎn)線來對零件進(jìn)行加工的，并且在對零件進(jìn)行加工過程中，還需要對零件進(jìn)行重復(fù)裝夾，既降低了生產(chǎn)速度，又不能確保零件精度。而在傳統(tǒng)零件制造過程中，充分運(yùn)用3D打印技術(shù)的加工原理，能夠有效革新制造流程，全面提高生產(chǎn)速度與零件精度。

（三）產(chǎn)品的革新

在機(jī)械制造自動化領(lǐng)域中，3D打印技術(shù)最重要的應(yīng)用就是可以對一些復(fù)雜零件進(jìn)行直接制造，它通過借助計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大分析功能來對零件進(jìn)行打印，從而在提高了生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的同時，也使零件的精度與穩(wěn)定性得到可靠保證。傳統(tǒng)的機(jī)械制造自動化中，對零件的制造往往難以進(jìn)行分散加工，這就造成了產(chǎn)品的功能性很難進(jìn)行區(qū)分，而通過采用3D打印技術(shù)，使每個零件在分散加工的同時，還能確保組裝后的產(chǎn)品在功能性方面更加多樣化，更能滿足客戶的需求，從而為個性化的產(chǎn)品生產(chǎn)創(chuàng)造了良好的發(fā)展基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的個性化革新。