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3D打印技术在机械设计与自动化中的应用

2020-11-19过凯楠

装备维修技术 2020年10期
关键词:机械加工打印机机械设计

过凯楠

摘要:随着机械加工行业和信息技术的不断发展进步,人们对机械设计加工的要求越来越高,传统机械设计与自动化技术已经难以满足现代机械加工的精益化需求。而3D打印技术以其先进的计算机网络技术,可以满足人们对机械设计加工的精细化共享、传播需求。本文通过分析3D打印技术应用优势,探讨3D打印技术在机械设计与自动化中的应用,更好地促进机械设计加工领域快速发展。

关键词: 3D打印技术;机械设计;自动化;优势;应用

近年来,计算机信息科技不断升级更新,机械设计加工领域逐渐向着自动化、智能化方向发展,3D打印技术作为现代科学技术进步的一个重要研究成果,被应用于我国各行业领域中,3D打印技术在机械设计与自动化领域的应用很大程度上推动我国机械设计加工与自动化制造行业的发展,使机械设计加工能力实现质的飞跃。3D打印技术是通过将高分子材料、电子电气、光学等技术进行有机融合,在满足人们对机械制造加工的多元化、个性化要求的同时,有效减少机械设计制造成本,加快机械设计制造领域的技术性发展,从根本上提高机械设计与制造的质量和效率。3D打印技术为促进机械设计与自动化领域发展创造新的契机,对加快机械设计制造的现代化发展具有重要现实意义。

13D打印技术的应用优势

1. 1智能化

人工智能化是近年来科学技术发展的主要趋势之一,机械设计与自动化制造领域也在逐步朝着这个方向发展,正是在这种背景下3D打印技术取得突破性进展,不仅在机械设计与自动化领域具有巨大的发展潜力,在其他行业领域的应用也不容小觑。3D打印技术起源于上世纪末,随着3D打印机的问世开始在社会上不断发展壮大,被广泛应用于各行业中,3D打印机制作出的3D作品也越来越受到人们的欢迎和喜爱。3D打印技术依托计算机程序软件,将电子电气、通信技术、高分子材料等先进科技进行有机融合,在3D打印机的驱动下,完成计算机网络数据信息的传递,获取相应的3D打印信息,该技术传承传统机械设计加工的精髓,为人们制作出富有个性化的3D打印作品。

1.2定制化

由于传统的批量机械加工制造技术已无法满足人们对机械设计加工的个性化、多样化需求,机械设计加工的定制化发展趋势日益明显。3D打印技术能够根据人们不同的需求变化,利用计算机软件信息资源,并进行综合整理,设计打印出个性化目标3D作品,使机械设计加工行业更好地为人们服务。3D打印技术的定制化特点为现代机械制造业发展带来巨大发展契机,不仅满足人们日益丰富的物质多样化需求,也增加机械制造行业的经济效益,从而扩大私人定制的规模。

1. 3生态化

3D打印技术不同于传统机械设计过程,不仅能够实现机械加工制造的智能化、定制化目标,而且在很大程度上降低对周边环境的影响,可以弥补传统机械设计的不足,在传统机械设计过程中由于反复修改很容易造成对环境资源的浪费,机械设计制造效率低下且成本较高。3D打印技术能够利用先进的科技手段,使设计过程更加立体化、动态化,减少反复设计修改环节,大大提高机械设计制造的效率,有效减少对周边生态环境的破坏。

23D打印技术在机械设计与自动化中的应用

2.1机械加工的智能化生产

3D打印技术作为当前科技发展的主要趋势,其具有的智能化、多样化特点在很大程度上促进机械设计与制造行业的快速发展,有效实现机械加工的智能化生产。3D打印技术主要依托计算机应用软件和网络通信技术,实现机械设计信息的传输、共享、三维打印等过程,保证机械设计加工的全面性、精细性,而在机械自动化制造环节,利用3D打印机可实现高分子材料的定型,完成机械智能化生产。该技术不仅传承传统机械加工生产工艺,而且创新机械加工智能化生产,更加符合人们实际需要。

2.2增材制造机械加工模式

在机械设计与自动化领域中,随着3D打印技术在该领域的广泛应用,3D打印设备和打印材料技术也日渐成熟,将3D打印技术与机械设计制造技术相结合,打破传统的机械加工制造模式,开创机械设计加工新思路、新方法,改变过去传统的机械设计制造理念,替代传统模具加工制造方法,弥补焊接加工工艺在大批量機械制造生产中的不足,有效降低加工制造成本,防止机械加工材料的资源浪费,解决传统机械设计加工缺乏灵活性、多样性的问题。3D打印技术是利用增材制造的方式来实现机械设计与自动化加工过程,通过计算机程序软件有效降低加工制造过程中边角废料的产生,大大控制机械加工资源成本,而且该技术的加工精密度比传统机械设计加工技术要高,在小批量机械设计加工条件下,有效提高机械设计加工效率和质量,降低加工制造成本,形成机械设计加工增材制造加工新模式。

2.3制作机械零部件模型

3D打印技术中的自动快速成像功能可用在一些结构复杂的零部件设计及自动化加工等方面,利用先进的计算机软件程序,不仅提升机械设计与自动化制造的效率,而且在很大程度上降低复杂机械零部件的设计加工难度。同时,自动快速成像功能依托计算机网络技术,根据机械零部件相关设计参数,自动设计加工机械零部件模型,其设计加工精细化程度远远高于传统设计模型方法,机械零部件模型加工制作效率也得到大大提升。3D打印技术在机械零部件中的应用是对传统零部件设计制造技术的重大突破,大大缩短机械设备的设计生产周期,使生产出的机械设备更加精细,性能更加稳定,产品类型更加丰富多样。对于一些形状特殊的机械零部件,由于对产品加工生产精密度有更高要求,3D打印技术在这些方面具有更加明显的应用优势,对机械加工制造行业格局有深远影响。

2.4配合自动化技术生产

3D打印技术作为一种新兴的打印机处理技术,主要利用3D打印机设备的喷头装置,按照计算机软件应用既定设计程序有序喷出打印原材料,实现先进高科技技术的机械设计与制造定型,利用先进计算机软件程序将机械设计制造自动转换为高精密度的机械制造设备。通过将3D打印技术与自动化技术相融合,使机械设计CAD 等制图软件与3D打印技术相互配合,机械设计人员利用CAD制图软件完成机械设计后,自动通过3D打印机设备识别、拷贝、设置相应的打印技术参数,为机械加工3D打印做好充分准备,实现机械设备生产效率的大幅度提高,减少机械设计加工人员的设计加工作业强度,有效控制机械设计加工人力成本投入。

3结语

近年来我国科学技术水平不断提高,人们对机械设计与自动化制造行业的需求越来越高,适时引入新的自动化加工制造技术迫在眉睫。3D打印技术在机械设计加工中的应用,不仅可以满足机械设计加工的多样性需求,按照客户特殊设计意图设计加工个性化的3D产品,最大程度上控制机械设计加工资源的浪费,提高机械设计加工的精密度。未来应进一步加大3D技术在机械设计与自动化领域的应用研究力度,合理优化机械设计自动化制造模式,充分发挥3D打印技术在机械设计自动化领域的优势作用,从机械设计加工角度体现出较高的应用价值,以此推动机械设计制造行业健康稳定发展。

参考文献

[1]汪小名,樊学良.3D 打印技术在机械制造自动化中的应用[J].自动化与仪器仪表,2018(3):23-24.

[2]王智昊.3D打印技术在机械自动化领域的应用[J].电子技术与软件工程,2018(1):105.

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