熊祥斌

(三明技師學(xué)院 福建三明 366000)

隨著我國(guó)近年來(lái)工業(yè)的不斷轉(zhuǎn)型與提質(zhì)增效的提出，工業(yè)制造不再依賴傳統(tǒng)的方式進(jìn)行，而是大力引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，促使相應(yīng)的技術(shù)與工藝進(jìn)行轉(zhuǎn)型。3D打印技術(shù)越來(lái)越表現(xiàn)出了突出的機(jī)械設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)[1-2]，國(guó)家在增材制造方面對(duì)3D 打印技術(shù)給予了高度的評(píng)價(jià)?！秶?guó)家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃（2017—2020年）》指出，要將3D打印技術(shù)視為我國(guó)制造業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的一項(xiàng)重要技術(shù)，要加大政府的財(cái)政投入與研究力度，為3D打印技術(shù)提供更為健康的發(fā)展環(huán)境，同時(shí)還設(shè)立了積極的推進(jìn)方案。同樣在《中國(guó)制造 2025》也對(duì)3D打印技術(shù)給予厚望，強(qiáng)調(diào)智能機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)離不開(kāi)3D打印技術(shù)，要加強(qiáng)這類技術(shù)對(duì)智能裝備的研發(fā)與量產(chǎn)。由此可見(jiàn)，3D打印技術(shù)會(huì)成為未來(lái)機(jī)械零件設(shè)計(jì)與制造乃至工業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)技術(shù)，我國(guó)應(yīng)該積極地創(chuàng)造產(chǎn)業(yè)集聚園地，推動(dòng)3D 打印技術(shù)的機(jī)械零件制造應(yīng)用，以增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型與升級(jí)。

1 3D打印技術(shù)及其優(yōu)勢(shì)

1.1 3D打印技術(shù)內(nèi)涵

3D 打印技術(shù)是指以數(shù)字規(guī)模作為基礎(chǔ)，應(yīng)用塑料、金屬等相關(guān)的粘合材料，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)逐步設(shè)計(jì)的方式來(lái)完善產(chǎn)品技術(shù)結(jié)構(gòu)的一種技術(shù)[3]。設(shè)計(jì)者通過(guò)軟件來(lái)進(jìn)行相應(yīng)機(jī)械零件的三維模型設(shè)計(jì)，然后通過(guò)切片處理滿足設(shè)計(jì)制造上的數(shù)據(jù)控制，同時(shí)通過(guò)設(shè)備成型噴涂制造出所需要的三維產(chǎn)品。3D 打印技術(shù)往往與數(shù)字工業(yè)、信息技術(shù)、材料技術(shù)等融合在一起，也是當(dāng)前“工業(yè)4.0”發(fā)展所必須的技術(shù)之一[4]。由此可見(jiàn)，3D打印技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)我國(guó)機(jī)械制造的自動(dòng)化與智能化，對(duì)我國(guó)機(jī)械零件乃至工業(yè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)型具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

1.2 3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

3D 打印技術(shù)相比于傳統(tǒng)的加工制造具有較多的優(yōu)勢(shì)性。首先，3D 打印技術(shù)無(wú)需模具，也不需要刀切以及運(yùn)用夾具來(lái)形成模型，這無(wú)形中縮短了機(jī)械零件制造的時(shí)間，降低了模型成型的這一周期過(guò)程。因此，相對(duì)于傳統(tǒng)工藝來(lái)說(shuō)，真正做到了想象與現(xiàn)實(shí)的融合，能夠在以零原件的基礎(chǔ)上實(shí)施有效的設(shè)計(jì)。其次，使設(shè)計(jì)者實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜結(jié)構(gòu)的輪廓呈現(xiàn)，在現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)中由于結(jié)構(gòu)材料的復(fù)雜性導(dǎo)致設(shè)計(jì)層面困難重重，再加上材料獲取難度較高，促使更多工藝結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品處于一個(gè)理論階段，3D 打印技術(shù)則降低了這樣的問(wèn)題，通過(guò)在電腦上呈現(xiàn)不同輪廓的層層疊加，提現(xiàn)出了復(fù)雜輪廓的層次性與結(jié)構(gòu)性，增強(qiáng)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可能性以及打印塑造的可能性。最后，簡(jiǎn)化了工藝流程。傳統(tǒng)的機(jī)械制造工藝需要通過(guò)焊接、栓接等對(duì)各零部件進(jìn)行裝配。3D 打印技術(shù)則能夠在軟件的運(yùn)行下實(shí)現(xiàn)一次性成型，簡(jiǎn)化了諸多環(huán)節(jié)的裝配過(guò)程，這也是該技術(shù)所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益[5]。

2 3D打印技術(shù)在機(jī)械零件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 技術(shù)運(yùn)用表現(xiàn)出顯著性成績(jī)

與其他的技術(shù)相比較，3D打印技術(shù)也表現(xiàn)出了典型的技術(shù)特征，在安全性、精度設(shè)計(jì)、打印速度等方面都有其優(yōu)勢(shì)。相關(guān)的研究資料顯示，3D打印技術(shù)在其傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中成本往往是一般技術(shù)設(shè)計(jì)的1/10 左右，各大公司對(duì)于技術(shù)的應(yīng)用顯出了較強(qiáng)的積極性[6]。由此可見(jiàn)，這一技術(shù)的應(yīng)用成就顯著。

2.1.1 增強(qiáng)了產(chǎn)品的制造率

傳統(tǒng)的機(jī)械制造在設(shè)計(jì)完成之后，必須要經(jīng)過(guò)諸多的工序來(lái)進(jìn)行，成品制造工序較為復(fù)雜，而且一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的小型產(chǎn)品成品率相對(duì)低，限制了這類產(chǎn)品的大量生產(chǎn)。而將3D技術(shù)運(yùn)用到這類產(chǎn)品的制造中，不僅可以提升產(chǎn)品的制造率，而且還能夠加強(qiáng)復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的精細(xì)化設(shè)計(jì)。

2.1.2 可以保證成品的高質(zhì)量水平

3D打印技術(shù)能夠做到對(duì)產(chǎn)品的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，且還能夠把握產(chǎn)品的材料特征，促使各機(jī)械零件金屬部件達(dá)到更高的硬度與強(qiáng)度，滿足技術(shù)工藝的剛性與柔韌性，這是傳統(tǒng)工藝水平所不能完全保證的。因此，這也是3D打印技術(shù)廣泛應(yīng)用到機(jī)械零件設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)所在。

2.2 不同機(jī)械零件中的設(shè)計(jì)運(yùn)用

機(jī)械零件包含多個(gè)類型，該文通過(guò)形狀將其分為軸套類、箱體類、盤(pán)蓋類和叉架類四大類，分別進(jìn)行零件的設(shè)計(jì)應(yīng)用探討。

2.2.1 軸套類

軸套類零件最主要的特征在于以同軸旋轉(zhuǎn)為主要的結(jié)構(gòu)，而這一結(jié)構(gòu)對(duì)軸的橫向與縱向尺寸要求精度較高。傳統(tǒng)的方式設(shè)計(jì)這類零件需要通過(guò)削切等環(huán)節(jié)來(lái)保證產(chǎn)品的形狀與尺寸的合格性，隨著市場(chǎng)的需求量增大，無(wú)法做到大批量生產(chǎn)，而3D 技術(shù)則能夠滿足這一要求，不僅能夠達(dá)到對(duì)單個(gè)零件的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，而且能夠?qū)崿F(xiàn)批量化制作。在批量化制作的過(guò)程中3D打印技術(shù)就凸顯其優(yōu)勢(shì)，在軟件設(shè)計(jì)中明確其結(jié)構(gòu)特征，有效設(shè)計(jì)內(nèi)部夾層結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的精密性。

2.2.2 箱體類

箱體類零件主要特征是結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，應(yīng)用性廣泛，對(duì)于產(chǎn)品的密封性要求較高。傳統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)會(huì)加強(qiáng)對(duì)箱體類零件的鑄造要求，批量生產(chǎn)也會(huì)注重產(chǎn)品質(zhì)量的材質(zhì)以及不同模具的精度。如果出現(xiàn)精度失誤，那么產(chǎn)品就會(huì)成為次品，達(dá)不到箱體內(nèi)機(jī)械零件產(chǎn)品的合格要求。3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)體現(xiàn)零件結(jié)構(gòu)特征，而且也能夠簡(jiǎn)化工序，提升成品的合格率，不僅節(jié)約了生產(chǎn)時(shí)間，而且降低了材料成本。

2.2.3 盤(pán)蓋類

盤(pán)蓋類零件主要是對(duì)各類箱體實(shí)現(xiàn)有效的連接，產(chǎn)品的特征為扁平狀或者圓形，這類零件起到固定作用。3D 打印技術(shù)的應(yīng)用可以增強(qiáng)這類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)美觀特征，還可以通過(guò)對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有效規(guī)劃，完善其實(shí)用性的同時(shí)，增強(qiáng)其美觀性，與傳統(tǒng)工藝相比，降低了產(chǎn)品尺寸的差異性。

2.2.4 叉架類

叉架類零件樣式豐富多樣，往往產(chǎn)品不對(duì)稱，這類產(chǎn)品主要用于對(duì)零件的連接，但這類產(chǎn)品對(duì)精準(zhǔn)度要求較高，往往對(duì)一些孔、叉有較高的要求，傳統(tǒng)的工藝很難達(dá)到成品各個(gè)都合格，容易出現(xiàn)變形的產(chǎn)品，且由于產(chǎn)品的不對(duì)稱性，導(dǎo)致夾具或模具使用較多。在這樣的過(guò)程中，不利于大量、短時(shí)生產(chǎn)。借助3D 打印技術(shù)能夠降低這類問(wèn)題，提升叉架類產(chǎn)品的生產(chǎn)速度，降低模具產(chǎn)生的誤差，提升產(chǎn)品的精準(zhǔn)度。

3 3D打印技術(shù)運(yùn)用存在的主要問(wèn)題

隨著3D技術(shù)的不斷應(yīng)用，當(dāng)前在機(jī)械零件設(shè)計(jì)中取得了較大的成績(jī)，但是還沒(méi)有將這一技術(shù)運(yùn)用到整體的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，這一過(guò)程凸顯出了技術(shù)應(yīng)用還存在諸多問(wèn)題。

3.1 部分企業(yè)的接受理念不強(qiáng)，推廣力度受限

3D 打印技術(shù)雖然在機(jī)械零件設(shè)計(jì)過(guò)程中具有優(yōu)勢(shì)性，但是當(dāng)前的部分企業(yè)對(duì)此的接受理念并不強(qiáng)，也導(dǎo)致了這類技術(shù)的推廣力度受到較大的限制。有資料調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這類技術(shù)目前應(yīng)用于一些大型的機(jī)械制造企業(yè)，其領(lǐng)導(dǎo)比較重視技術(shù)運(yùn)用，而對(duì)于小型的機(jī)械制造企業(yè)，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)并不重視這一技術(shù)的使用。由于3D技術(shù)推廣還處于一個(gè)初級(jí)階段，較多的企業(yè)持有觀望態(tài)度，還沒(méi)有看到技術(shù)的成熟使用過(guò)程，認(rèn)為這類技術(shù)雖然具有較高的優(yōu)勢(shì)，但并不能完全替代傳統(tǒng)機(jī)械零件制造[6]。其原因在于技術(shù)的引進(jìn)不僅需要購(gòu)買(mǎi)機(jī)器，而且還需要軟件技術(shù)人才，對(duì)于小型企業(yè)而言都是增加成本的一種方式，不利于經(jīng)濟(jì)效益的提升。

3.2 技術(shù)運(yùn)用不足，量產(chǎn)仍舊需要時(shí)間

雖然3D打印技術(shù)表現(xiàn)出了較高的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但就其機(jī)械零件設(shè)計(jì)中仍舊沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。就技術(shù)而言，3D 打印技術(shù)的技術(shù)難度并不是很大，但是也要做到與相應(yīng)的機(jī)械設(shè)計(jì)材料以及結(jié)構(gòu)的融合，這樣的融合發(fā)展需要時(shí)間的積累，相應(yīng)的機(jī)械制造企業(yè)由于缺乏技術(shù)性人才，也導(dǎo)致了3D技術(shù)開(kāi)發(fā)與研發(fā)力度不足。諸多企業(yè)負(fù)責(zé)人指出3D 打印技術(shù)就目前的技術(shù)應(yīng)用而言，表現(xiàn)為量產(chǎn)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到市場(chǎng)需求，說(shuō)明了這一技術(shù)的應(yīng)用不足[6]。為了增強(qiáng)機(jī)械零件的技術(shù)應(yīng)用，需要政府加強(qiáng)關(guān)注，鼓勵(lì)企業(yè)加大技術(shù)應(yīng)用力度，才能在機(jī)械零件設(shè)計(jì)過(guò)程中逐步滲透技術(shù)，增強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用的速度，提升量產(chǎn)的可能性。

3.3 機(jī)器成本較高，企業(yè)購(gòu)買(mǎi)的積極性受挫

3D 打印技術(shù)依托3D 打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，就目前的市場(chǎng)來(lái)看，這類機(jī)器的價(jià)格并不低。如果機(jī)械制造相應(yīng)的企業(yè)對(duì)于打印機(jī)的需求量不高，用于少量的機(jī)械零部件生產(chǎn)，能夠降低相應(yīng)的技術(shù)成本，但就其大規(guī)模應(yīng)用來(lái)看，機(jī)器的購(gòu)物置成本并不低。再加上企業(yè)對(duì)3D打印機(jī)技術(shù)的了解不全面，使許多的企業(yè)并不愿意購(gòu)買(mǎi)這類機(jī)器。這顯示出3D 打印機(jī)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械零件設(shè)計(jì)中還處于初級(jí)階段，相應(yīng)企業(yè)的人員對(duì)于這類技術(shù)的研究并不深入。就對(duì)機(jī)械產(chǎn)品制造負(fù)責(zé)人的調(diào)查來(lái)看，90%負(fù)責(zé)人認(rèn)為目前這類技術(shù)機(jī)器的成本相對(duì)較高，這也是企業(yè)不愿意購(gòu)買(mǎi)機(jī)器的關(guān)鍵所在。

4 3D打印技術(shù)在機(jī)械零件設(shè)計(jì)運(yùn)用中的優(yōu)化策略

為了增強(qiáng)3D 打印技術(shù)在機(jī)械研究設(shè)計(jì)中的廣泛應(yīng)用，增強(qiáng)這一技術(shù)的領(lǐng)域常態(tài)化發(fā)展，就必須要完善當(dāng)前的不足，針對(duì)問(wèn)題該文提出了相應(yīng)的完善策略。

4.1 加大宣傳與推廣，提升企業(yè)的接受能力

4.1.1 宣傳并更新設(shè)計(jì)理念

部分企業(yè)對(duì)3D打印技術(shù)接受能力不強(qiáng)，也說(shuō)明了這一技術(shù)對(duì)某些企業(yè)而言還存在著技術(shù)不深入人心的情況，或者是技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中并不能完全符合企業(yè)的制造過(guò)程，不論是哪一種方式，都說(shuō)明了3D 打印技術(shù)還沒(méi)有形成一種常態(tài)化機(jī)制參與到制造企業(yè)中。首先，應(yīng)該宣傳這類技術(shù)，讓更多的企業(yè)意識(shí)到3D 打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)性，逐步將機(jī)械零件過(guò)程轉(zhuǎn)移到通過(guò)這一技術(shù)來(lái)加強(qiáng)設(shè)計(jì)，降低零件設(shè)計(jì)的時(shí)間與成本，提高設(shè)計(jì)量產(chǎn)的速度，提升總體的生產(chǎn)效率。其次，更新設(shè)計(jì)理念。針對(duì)在企業(yè)中的不適應(yīng)性進(jìn)行有效的技術(shù)更新，提升機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)加工過(guò)程中的集成度與穩(wěn)定性，對(duì)相應(yīng)的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行深入的分析，妥善安置各個(gè)流程；針對(duì)不符合的地方進(jìn)行開(kāi)會(huì)討論，增減各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)，完成產(chǎn)品生產(chǎn)的精度保障，同時(shí)也能夠較大程度上提升零件生產(chǎn)的質(zhì)量水平。

4.1.2 政府參與技術(shù)的構(gòu)建

由政府引導(dǎo)來(lái)建立3D打印技術(shù)中心，那么可以增強(qiáng)企業(yè)的接受程度。政府在設(shè)計(jì)過(guò)程中要構(gòu)建示范中心，增強(qiáng)企業(yè)的參觀性與體驗(yàn)性，在示范中心過(guò)程中，首先，建立模型設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)，促使企業(yè)能夠直觀地看到3D打印機(jī)技術(shù)如何進(jìn)行設(shè)計(jì)的創(chuàng)新優(yōu)化，短時(shí)間內(nèi)形成模型的這一整體過(guò)程，增強(qiáng)企業(yè)的技術(shù)應(yīng)用信心。其次，建立產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)服務(wù)機(jī)構(gòu)，讓企業(yè)了解整體性批量定制的技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還能看到3D打印定制服務(wù)。最后，要對(duì)產(chǎn)生的產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)檢測(cè)。企業(yè)在技術(shù)檢測(cè)中可以看到3D 打印技術(shù)所帶來(lái)的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)性，與傳統(tǒng)工藝相比，產(chǎn)品檢測(cè)合格率占據(jù)了優(yōu)勢(shì)，才能增加企業(yè)對(duì)于這一技術(shù)的接受能力。

4.2 增強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，提升技術(shù)應(yīng)用的量產(chǎn)速度

4.2.1 增強(qiáng)技術(shù)的研究與創(chuàng)新適應(yīng)

當(dāng)前3D打印技術(shù)還沒(méi)有完成全面性、批量化技術(shù)生產(chǎn)，也說(shuō)明了技術(shù)在企業(yè)適應(yīng)過(guò)程中具有較大的局限性。在未來(lái)的技術(shù)使用中，應(yīng)該加大對(duì)技術(shù)的研發(fā)，促進(jìn)機(jī)械零件產(chǎn)品的生產(chǎn)與技術(shù)具有較強(qiáng)的融合性，從而增強(qiáng)產(chǎn)品的量產(chǎn)速度[7]。這一過(guò)程離不開(kāi)政府的參與引導(dǎo)。首先，政府要給予較多的財(cái)政支持，尤其是針對(duì)一些企業(yè)帶頭進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，政府要給予較大的財(cái)政優(yōu)惠或支持，用于鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行3D打印技術(shù)的適應(yīng)性開(kāi)發(fā)與研究。如果這類技術(shù)日趨成熟，能夠適應(yīng)不同機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作，那么企業(yè)的廣泛性應(yīng)用以及批量化生產(chǎn)都會(huì)成為常態(tài)化趨勢(shì)。其次，建立技術(shù)研發(fā)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，促使3D打印技術(shù)的研發(fā)可以進(jìn)行共享，不斷依據(jù)企業(yè)的發(fā)展要求來(lái)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，能夠借鑒其他國(guó)家的技術(shù)戰(zhàn)略部署，以不同的研發(fā)單位作為研究整體，構(gòu)建更多的服務(wù)平臺(tái)，以增強(qiáng)這類技術(shù)的技術(shù)應(yīng)用與創(chuàng)新研發(fā)。

4.2.2 提升技術(shù)的自由設(shè)計(jì)能力

3D 打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)原材料成型的創(chuàng)新設(shè)計(jì)[8]，通過(guò)軟件的圖像處理、數(shù)學(xué)建模，能夠?qū)Ξ?dāng)前的傳統(tǒng)零件設(shè)計(jì)中的缺陷進(jìn)行填補(bǔ)，提升了質(zhì)量生產(chǎn)的合格率，這一過(guò)程必須要注重設(shè)計(jì)者的自由設(shè)計(jì)能力，不能局限于原材料的受限，也不受傳統(tǒng)工藝的影響，提高3D打印技術(shù)的創(chuàng)新能力才能增強(qiáng)這類技術(shù)的有效應(yīng)用。因此，提升技術(shù)的量產(chǎn)速度關(guān)鍵在于技術(shù)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)上，能夠改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝效率低下的問(wèn)題，能夠增強(qiáng)產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，這才是提升3D打印技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵所在。因此，企業(yè)要在3D打印技術(shù)中運(yùn)用更多的自由設(shè)計(jì)理念，鼓勵(lì)設(shè)計(jì)者依據(jù)自身的想法來(lái)改變零件的結(jié)構(gòu)，提升層層疊加后的技術(shù)效果。機(jī)械零件的創(chuàng)新設(shè)計(jì)是未來(lái)機(jī)械制造發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，自由設(shè)計(jì)能力就顯得尤為必要。

4.3 運(yùn)用價(jià)格補(bǔ)貼機(jī)制，降低成本問(wèn)題

為了增強(qiáng)3D打印技術(shù)的有效應(yīng)用，對(duì)于一些小型企業(yè)而言，降低價(jià)格成本，才能增強(qiáng)其使用的積極性，為此政府應(yīng)該建立完善的價(jià)格補(bǔ)貼機(jī)制，促使更多的制造企業(yè)敢于嘗試這類技術(shù)。雖然短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)這類技術(shù)的快速應(yīng)用并不現(xiàn)實(shí)，但是通過(guò)價(jià)格的補(bǔ)貼逐步實(shí)現(xiàn)3D 打印技術(shù)的全機(jī)械產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用是未來(lái)可期的一件事情。同時(shí)，還可以對(duì)目前使用這類技術(shù)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)的企業(yè)進(jìn)行費(fèi)用的減免，當(dāng)企業(yè)形成一定的規(guī)模數(shù)量后，政府則可以制定相應(yīng)的減稅規(guī)定，以此激發(fā)企業(yè)的技術(shù)應(yīng)用激情，逐步了解3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)性。

5 3D打印技術(shù)的未來(lái)挑戰(zhàn)與發(fā)展特點(diǎn)

5.1 未來(lái)挑戰(zhàn)：技術(shù)開(kāi)發(fā)豐富性較高

3D打印技術(shù)的行業(yè)應(yīng)用較為廣泛，發(fā)展前景不可限量，深入社會(huì)的各個(gè)層面，未來(lái)的技術(shù)發(fā)展中也面臨諸多的挑戰(zhàn)。針對(duì)機(jī)械零件行業(yè)而言，其技術(shù)開(kāi)發(fā)的豐富性更高，主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)技術(shù)方面的完善與開(kāi)發(fā)。

首先，高效制造技術(shù)的應(yīng)用，高效制造是企業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。3D打印技術(shù)在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上，要不斷發(fā)掘高效制造技術(shù)，能夠保證機(jī)械組織在一定的區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)材料的融合，在質(zhì)量合格的基礎(chǔ)上不斷提升構(gòu)建的高效優(yōu)化與完善能力。其次，精度控制技術(shù)的完善。對(duì)于機(jī)械零件而言，精度控制是關(guān)鍵所在，機(jī)械零件不同，其本身的精細(xì)度、厚度都有差異，3D打印技術(shù)通過(guò)電子掃描約束成型的精度，這一過(guò)程主要是光斑直徑影響。未來(lái)的發(fā)展中，通過(guò)光斑的精度設(shè)計(jì)來(lái)增強(qiáng)這些零件的精度技術(shù)控制能力，甚至?xí)咕葷M足微納米級(jí)。

5.2 技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)：個(gè)性、精簡(jiǎn)、輕量

3D 打印技術(shù)的未來(lái)技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)表現(xiàn)出了較高的個(gè)體需要，產(chǎn)品簡(jiǎn)潔，輕量化設(shè)計(jì)。首先，滿足個(gè)性化設(shè)計(jì)需求。通過(guò)3D 打印技術(shù)對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的個(gè)體需求控制，產(chǎn)生更多的個(gè)性化需求高的產(chǎn)品。這也是3D打印技術(shù)自由設(shè)計(jì)的特點(diǎn)之一，能夠完成個(gè)性需求，要求對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行創(chuàng)新完善，促使其功能能夠滿足更多群體的需求。其次，設(shè)計(jì)更為精簡(jiǎn)，凸顯了機(jī)械制造的方便與快捷，通過(guò)建模、切片，最終打印成需要的產(chǎn)品。降低了傳統(tǒng)的一系列生產(chǎn)工藝，節(jié)省時(shí)間的同時(shí)，增強(qiáng)了零件的結(jié)構(gòu)性能，也說(shuō)明了精簡(jiǎn)并不降低其適用功能。最后，實(shí)施輕量化設(shè)計(jì)，這也是時(shí)代的需求與發(fā)展。隨著習(xí)近平綠色工業(yè)的提出，通過(guò)應(yīng)用先進(jìn)材料實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)，也是滿足了節(jié)約成本的需求。傳統(tǒng)工藝對(duì)于加工制造的輕量化設(shè)計(jì)并不容易，通過(guò)3D打印技術(shù)則能夠?qū)崿F(xiàn)自由設(shè)計(jì)的多孔度內(nèi)部?jī)?yōu)化，也是對(duì)輕量化設(shè)計(jì)的一個(gè)有效技術(shù)完善。通過(guò)使用最少的材料來(lái)完成全面的功能所需，彰顯時(shí)代發(fā)展的綠色、節(jié)約主題。