薛宇航

（西安思源學(xué)院， 陜西 西安 710038）

1 機(jī)械制造及其自動(dòng)化

機(jī)械制造及其自動(dòng)化是一門(mén)研究生的學(xué)科，它主要研究機(jī)械制造理論，還包含著制造的技術(shù)，自動(dòng)化制造的系統(tǒng)和先進(jìn)的制造模式。這個(gè)學(xué)科還融合了與之具有相關(guān)聯(lián)系學(xué)科的最新發(fā)展，這樣能夠使所研究制造的技術(shù)、系統(tǒng)、模式等全面地呈現(xiàn)出全新的面貌。機(jī)械制造及其自動(dòng)化研究的方向十分明確，其中的目標(biāo)就是將機(jī)械設(shè)備與自動(dòng)化通過(guò)計(jì)算機(jī)的形式結(jié)合起來(lái)，各個(gè)系統(tǒng)之間相互配合便會(huì)形成一個(gè)先進(jìn)的制造技術(shù)[1]。比如：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助制造，柔性制造系統(tǒng)等等，最后將這些系統(tǒng)相互配合逐漸形成了大規(guī)模的計(jì)算機(jī)制造系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造從無(wú)到有的實(shí)質(zhì)性飛躍。

2 3D打印

3D打印的定義是運(yùn)用數(shù)字技術(shù)和材料打印出的具有空間立體化的模擬體。這種技術(shù)通常被用作模具的制作和工業(yè)設(shè)計(jì)，專門(mén)用來(lái)打造模型。后來(lái)開(kāi)始運(yùn)用這種技術(shù)直接用于制造一些產(chǎn)品，到現(xiàn)在已經(jīng)可以使用這種技術(shù)來(lái)制造出某些大型機(jī)械的小零件。這種技術(shù)也在社會(huì)的各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域得到了大規(guī)模的運(yùn)用，逐漸地得到了普及。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)和加工工藝慢慢地開(kāi)始被淘汰，因?yàn)樗鼈儾荒軡M足現(xiàn)代工業(yè)的需要，一些復(fù)雜的小零件不能夠被加工出來(lái)，已經(jīng)跟不上社會(huì)的發(fā)展。所以3D打印機(jī)就被發(fā)明了出來(lái)，其中3D的含義就是空間三維的意思，它打印出來(lái)的已經(jīng)不是平面圖案[2]。3D打印機(jī)的工作原理就是首先在計(jì)算機(jī)里建立一個(gè)我們所需要的模型，然后把這個(gè)模型分成成千上萬(wàn)的層面，之后通過(guò)打印機(jī)把放進(jìn)去的原材料一般是金屬或塑料，用噴漆的方式把計(jì)算機(jī)中所建立模型的第一層打印出來(lái)，然后再打印第二層，逐漸疊加。當(dāng)所有層都打完的時(shí)候這個(gè)物體就呈現(xiàn)在我們眼前了?，F(xiàn)在的3D打印機(jī)已經(jīng)普遍地被人們所使用，也慢慢地替代了傳統(tǒng)的打印機(jī)。3D打印的技術(shù)逐漸地改變了我們的生活，因?yàn)?D打印技術(shù)的出現(xiàn)，在工業(yè)中節(jié)約了大量的勞動(dòng)力，也減少了原材料的浪費(fèi)。目前人們還在研究著人體器官的打印，如果這一研究會(huì)實(shí)現(xiàn)的話，那么對(duì)人類(lèi)社會(huì)就會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

3 3D打印技術(shù)存在的局限性

現(xiàn)如今，能夠符合3D打印機(jī)的材料少之又少，比如說(shuō)，塑料、石膏、無(wú)機(jī)粉料等等。假設(shè)要想“打印”房屋或者汽車(chē)，單單依賴這些材料是不可能做到的，適合材料很少，打印技術(shù)還存在相應(yīng)的局限性。目前，專業(yè)人員正開(kāi)始探究這些3D打印材料是否是安全的，是否會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害，會(huì)不會(huì)給人類(lèi)帶來(lái)生命危險(xiǎn)？比如說(shuō)打印人類(lèi)器官。生命不同于細(xì)胞、組織等等，不是能夠隨意復(fù)制的，而且人們對(duì)生命的認(rèn)識(shí)也是比較有限的，假設(shè)打印人類(lèi)器官能夠成功的話，這也將會(huì)成為人類(lèi)發(fā)展上一個(gè)非常巨大的成就。

4 運(yùn)用3D打印技術(shù)改變工程機(jī)械制造業(yè)的格局

在3D打印技術(shù)中最大的優(yōu)點(diǎn)是不需要任何工具，該技術(shù)能夠直接地運(yùn)用計(jì)算機(jī)中的圖形數(shù)據(jù)生成有形狀的物體，不斷的提高效率，達(dá)到成本不斷降低的目的。假設(shè)說(shuō)這一個(gè)打印的技術(shù)想在工程領(lǐng)域方面得到應(yīng)用時(shí)，那么必須改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)線。當(dāng)一些比較大型的機(jī)器或者人工密集型的生產(chǎn)方式?jīng)]有優(yōu)勢(shì)的時(shí)候，將會(huì)有很多的中小企業(yè)加入到市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中[3]。所以，僅僅用3D打印技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，就目前的科學(xué)技術(shù)來(lái)講，可能性是非常小的。但是，隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，社會(huì)不斷前進(jìn)，技術(shù)不斷開(kāi)展，3D打印技術(shù)也得到了不斷的發(fā)展，不斷地影響工程機(jī)械行業(yè)的局面。這種打印技術(shù)可能會(huì)改變它的形式，據(jù)目前的相關(guān)用戶的調(diào)查顯示，消費(fèi)者在買(mǎi)完工程機(jī)械產(chǎn)品時(shí)，不僅僅要要求產(chǎn)品自身的質(zhì)量，與此同時(shí)，也應(yīng)該關(guān)注產(chǎn)品的速度，假設(shè)在一些地區(qū)，缺少相應(yīng)的配件的話，那么廠商將很難具備一定程度的競(jìng)爭(zhēng)力。但是隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，配件的供應(yīng)不僅僅依靠的是經(jīng)過(guò)一些實(shí)物進(jìn)行運(yùn)輸，而會(huì)選擇通過(guò)信息的手段進(jìn)行，給大部分的中小型企業(yè)帶來(lái)了良好的商機(jī)。

5 運(yùn)用3D打印技術(shù)對(duì)機(jī)械化的影響

5.1 消極影響

3D打印技術(shù)不斷推廣，也造成了一些不良現(xiàn)象的出現(xiàn)，出現(xiàn)了較多的仿制品，不僅僅影響它的設(shè)計(jì)，而且影響了新產(chǎn)品的發(fā)展，比如說(shuō)：家用工具、家用產(chǎn)品等等，3D打印技術(shù)有可能會(huì)造成知識(shí)產(chǎn)權(quán)被盜用的嚴(yán)重后果。在目前發(fā)達(dá)的信息社會(huì)，3D打印技術(shù)還不能夠完全達(dá)到電子系統(tǒng)的發(fā)展需求。目前來(lái)講，3D打印技術(shù)在某些方面也存在一些缺點(diǎn)，比如在制造一些零件時(shí)，會(huì)具有成本高、效率低等缺點(diǎn)。而且3D打印技術(shù)可能僅僅是對(duì)一個(gè)單一的材質(zhì)來(lái)說(shuō)的，將所有的零件打印好之后，必須再次進(jìn)行相應(yīng)的加工程序。例如：汽車(chē)的制造等。

5.2 積極影響

3D打印技術(shù)其中比較大的好處就在于它是可以直接進(jìn)行制造的，可以根據(jù)計(jì)算機(jī)中相應(yīng)的數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)的物體。直接打印制造產(chǎn)品在某些方面不僅僅可以提高效率，而且也相應(yīng)地降低了成本。將3D打印技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械化的制造中，將會(huì)創(chuàng)造出新的生產(chǎn)方式。3D打印和傳統(tǒng)的打印方式是不同的，它可以形成自動(dòng)化的現(xiàn)象，而且它在運(yùn)行的過(guò)程所利用的材料可以是不相同。

6 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械制造業(yè)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)必然是朝著數(shù)字化和自動(dòng)化方向發(fā)展，要想達(dá)到這一目標(biāo)，就要積極地引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，其中3D打印技術(shù)就是其中一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，我們既要看到3D打印技術(shù)對(duì)制造業(yè)產(chǎn)生的積極的影響，同時(shí)也不能忽略3D打印技術(shù)自身存在的局限性。隨著3D打印技術(shù)的不斷完善和自動(dòng)化打印機(jī)進(jìn)一步的發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)格局也將隨之發(fā)生改變。3D打印與機(jī)械制造的產(chǎn)業(yè)融合對(duì)未來(lái)機(jī)械制造及自動(dòng)化的影響將會(huì)是巨大的。