楊樂樂等

摘 要：文章著手于3D打印再制造技術的含義及流程，通過對這一技術相關文獻進行詳細研究，針對3D打印再制造目前存在的問題，給予幾點合理的應對措施，以期為國內3D打印再制造技術今后的實際應用提供正確參考。

關鍵詞：3D打印再制造；技術問題；應對措施

引言

3D打印作為一種節(jié)能環(huán)保、高效益的綠色先進技術，在近年來已經(jīng)被國內各個領域所廣泛應用。但3D打印技術在我國的發(fā)展時間較短，這一技術在國內的應用仍舊處于低端化與復雜化，無法做到高效清潔的生產(chǎn)運作。因此，面對目前3D打印再制造中諸多存在的問題，尋找出切實有效的解決辦法才是研究者與從業(yè)人員最應該關注的問題。

1 3D打印再制造的概況及操作流程

1.1 3D打印再制造的概況

3D打印技術的本質是在計算機輔助下實現(xiàn)三維實體的制造，其具體操作是通過對實體模型進行簡單切片處理，然后將三維實體的制造轉換為二維層面的堆積，在沿成形方向進行上不斷疊加，從而得出三維實體。由于3D打印具有不受零件復雜程度限制的優(yōu)勢，同時這一技術還能有效做到節(jié)能減材、高效清潔，因此在國內受到廣泛的關注與應用[1]。目前3D打印再制造技術受到了世界范圍內的廣泛關注，美國通過對3D打印再制造技術的研究，成功實現(xiàn)了飛機發(fā)動機葉片及燃氣渦輪發(fā)動機零部件的再制造作業(yè)，對其工業(yè)發(fā)展起到了極大的推動作用。而我國雖然在3D打印制造技術上進行了長期的深入研究，但由于國內3D打印再制造技術在實際應用中仍舊處于初級階段，所以在再制造領域并未取得較好的成績，仍需要在這一領域進行長時間的研究與探索。

1.2 3D打印再制造操作流程

3D打印再制造是利用打印技術對廢棄材料進行回收性制造修復，在材料原有的性能上做到提升，使制造單位的使用壽命得以延長的一種先進技術。其操作流程如下：直接在標準模型庫中調取零件模型，然后對模型進行分層逐步的切片處理，最后通過打印制造將完整的三維工件制造出來。再制造修復模型是一個復雜的過程，期間需要通過反求工程獲取零件基本的數(shù)字模型，還需要通過建立數(shù)字模型與標準模型進行對比，整個操作過程中對零件材料還有一定的要求，只有滿足這些要求才能保證目前3D打印再制造技術的準確性與高效性[2]。

2 3D打印再制造目前存在的問題

2.1 3D打印再制造存在的技術問題

在目前國內的3D打印再制造實際應用過程中，由于3D打印技術本身還不夠成熟，導致其在國內的應用中，顯得過程復雜、效率低下，在實際應用中往往無法起到預期效果。再制造模型的獲取過程中，對于損傷的零件進行重新構造是一種逆向推理的工程問題，在修復過程中，需要通過CAD應用建立損傷零件正確的模型結構，通過數(shù)據(jù)處理來對所建立模型進行正確改善。在目前的3D打印再制造實際應用中，需要通過至少三方的軟件才能有效的獲取再制造模型。同時，在數(shù)據(jù)及模型結構上的處理全部是通過人工操作來完成，曲面模型的構建也是憑借操作人員的操作經(jīng)驗來進行判斷，直接導致3D打印再制造的整體水平大大下降。

2.2 3D打印再制造存在的設備問題

在3D打印再制造的工作過程中，其對于損傷零件進行掃描的數(shù)字模型獲取反求掃描設備，因該設備結構復雜、便攜性差、同時在生產(chǎn)過程中依賴電源，導致了這種設備在條件不滿足的情況下就無法進行有效制造生產(chǎn)。這極大地抑制了3D打印再制造技術的發(fā)展。3D打印激光設備系統(tǒng)復雜、結構龐大，在實際應用過程中往往存在著諸多不便。這種設備對精密零件損壞部位進行恢復加工的過程中，無法實現(xiàn)損傷零件模型的快速反求和快速在制造修復，同時這種設備也不具有便攜性。因此，3D打印再制造設備自身缺陷，將在很長一段時間內成為3D打印技術發(fā)展的阻礙。

3 應對措施

針對國內3D打印再制造技術發(fā)展中存在的問題，為保障3D打印再制造技術在我國更加穩(wěn)定有效的發(fā)展與應用，有關工作人員需要對目前國內3D打印再制造技術中存在的問題進行深入思考，分析出行之有效的解決措施[3]。

3.1 技術上的創(chuàng)新

（1）針對國內損傷零件修復的特點，在目前3D打印再制造設備的基礎上進行革新，開發(fā)專用的高自動化程度3D打印再制造設備，例如，開發(fā)點云數(shù)據(jù)、曲面模型構建、自動化處理模塊等。國外在3D打印再制造領域的技術研發(fā)上已經(jīng)取得了較好的成績，Delcam集成系統(tǒng)有限公司與Geomagic軟件公司已經(jīng)成功設計的軟件PowerShape PRO，可以使得再制造模型更快的獲取軟件系統(tǒng)集成度，極大地改善3D打印設備的工作效率。（2）針對國內3D打印再制造的現(xiàn)狀，在技術革新的基礎上，有效參照國外先進的3D打印技術，可以幫助國內3D打印再制造建立更加完善的技術創(chuàng)新構造。目前，美國軍方所研發(fā)的一款全新形式的便攜式3D打印機成為了美國軍方野外訓練的必備儀器之一，這種新式的3D打印設備，體積小、價格低、重量輕，真正實現(xiàn)了對傳統(tǒng)3D打印再制造設備的有效革新，改變了以往這種設備難以運輸攜帶的狀況，為3D打印再制造設備開創(chuàng)了嶄新的未來。針對這一情況，我國在3D打印設備的研究上，可以有效的參照和借鑒這一先進的技術革新理念，為我國3D打印技術的發(fā)展創(chuàng)造更加廣闊的未來。因此，在設備技術上進行革新，成為當下解決3D打印技術中存在問題的一種行之有效的措施。

3.2 設備研發(fā)理念上的創(chuàng)新

以往的3D打印再制造設備僅僅局限于單一的激光打印，在設備的研發(fā)理念上顯得毫無創(chuàng)新意識，直接導致了當下3D打印技術存在種種問題，例如價格昂貴、便攜性差、成形穩(wěn)定性差等。因此，在設備研發(fā)理念上的創(chuàng)新，正是目前行業(yè)內急需進行思考與改善的因素[4]?；趥鹘y(tǒng)的激光3D打印再制造技術，在其他領域進行創(chuàng)新性研究。目前，我國裝備研究實驗室已經(jīng)成功研發(fā)出了基于焊接的新型3D打印再制造修復技術，雖然這種技術在實際應用中相比激光技術，其精度較低、成形穩(wěn)定性較差，但作為我國在3D打印設備研發(fā)理念上的創(chuàng)新，這次實驗為我國今后的3D打印再制造技術提供了正確的研究方向。

3.3 設備使用材料上的創(chuàng)新

通過對傳統(tǒng)3D打印再制造技術進行探究，可以發(fā)現(xiàn)，隨著我國3D打印技術的不斷發(fā)展，對3D打印材料的市場需求也在逐年不斷增長，常規(guī)的3D打印材料也已經(jīng)無法滿足市場的需要。據(jù)報道，在2012年8月的高端論壇激光燒結裝備發(fā)布會上，華曙高科與全球知名激光燒結粉末材料銷售商Link公司在激光燒結材料這一項目中簽訂了合作協(xié)議，以期開發(fā)出高性能激光燒結粉末材料。由此可見，隨著3D打印再制造技術的不斷發(fā)展，在3D打印技術不斷創(chuàng)新的今天，只有在3D打印材料上進行創(chuàng)新才能真正滿足市場的需求，為3D打印再制造技術的發(fā)展提供充足的動力。

4 結束語

綜上所述，3D打印再制造技術作為我國社會未來發(fā)展中必不可少的重要科學技術，在生活與工作中應該被廣泛的推廣與普及，相關從業(yè)人員與研究人員應該更加全身心的投入到3D打印技術的完善與創(chuàng)新中去，以期通過更加完善更加合理的3D打印再制造技術，為社會未來的發(fā)展奠定堅實的基礎。

參考文獻

[1]劉偉軍.快速成型技術及應用[J].機械工業(yè)，2013，12（9）：23-24.

[2]馮濤，李志剛.3D打印技術的發(fā)展[J].激光技術的發(fā)展與應用，2012，23（7）：43-45.

[3]徐濱士，再制造工程與納米表面工程[J].金屬熱處理，2012，23（7）：83-85.

[4]徐杰.發(fā)展裝備再制造[J].裝甲兵工程學院學報，2013，12（9）：53-54.

作者簡介：楊樂樂（1986-），男，河南省三門峽市人，工作單位：河南省黃河旋風股份有限公司，職務：研究員，研究方向：機械制造。