基于机械制造工艺的金属材料快速成型技术研究

李书明

摘要：随着近些年来国家经济的不断进步，当前我国市场越来越多机械制造工艺的金属材料被越来越多的应用到现实当中，为此市场上对于机械制造工艺的金属材料的需求越来越大，为此，为进一步满足市场当中消费者对于机械制造工艺金属材料的使用，相关机械制造工艺的负责人员就必须不断加强金属材料快速成型的技术，要在保障机械制造工艺当中金属材料的质量的情况下，逐步提高生產效率，迎合市场对金属材料的需求，基于此，本文将进一步为大家简单介绍机械制造工艺当中金属材料快速成型的技术研究应用。

关键词：机械制造工艺;金属材料;快速成型技术

中图分类号：TH162+.1                                     文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）16-0042-02

0  引言

在当前市场对机械制造当中，金属材料的应用范围日益广泛，大到机械原件，小到机械零件，为此在市场热切需求机械制造工艺当中的金属材料的大背景之下，对于金属材料成型技术的提高也显得尤为重要。

1  机械制造工艺金属材料快速成型技术的概述分析

金属材料快速成型技术主要是指利用计算机技术、数控技术以及激光技术等知识合并对金属原材料进行合成的技术，如图1所示，该技术的最大优点就是能够缩短金属材料的制造周期，周期的缩短就能够在较少的时间内生产出较多金属材料，这对于企业来说这样的生产技术在产品开发上就具备着较大的优势。同时金属材料快速成型技术不仅能够缩短产品生产的周期，同时还能够节约一定的资金成本，减少以往因时间问题引发的资金问题，为此提高机械制造工艺当中金属材料快速成型的技术不仅是企业发展的技术需要，同时也是市场人民对于金属材料的根本需求，本文下方将来为大家进一步探讨机械制造工艺当中金属材料快速成型技术面临的问题以及其应对措施。

2  机械制造工艺金属材料快速成型技术面临的问题

2.1 技术设备的成本较高

由于金属材料快速成型技术是一项十分注重只能技术的项目，其中运行时不仅需要较好的实验环境，对于运行设备的要求也较高，但是当前我国企业对于机械制造工艺的资金融资相对较低，由于先进设备的较为昂贵，部分企业往往不能使用到先进的合成技术群加速金属材料的合成，这一定程度上就阻碍了企业金属材料的生产效率。

2.2 合成的金属材料有限

由于快速成型技术使用的是合成技术，其原理是通过分层叠加原理对金属原材料进行叠加，但是使用分层叠加技术到底使用什么样的材料对金属材料进行合成叠加依旧是个十分严肃的问题，因为分层叠加技术涉及到较多的化学元素进行融合搅拌，为避免因各元素之间产生不良的反映，选择合适且安全的材料进行叠加不仅是企业金属材料快速成型的重要阶段，同时也是当前部分企业面临的重要问题。

2.3 软件存在一定的问题

在当前我国部分企业对金属材料进行分层叠加时，使用的往往是快速成型系统，即基于STL文件格式进行转换，但随着该软件技术的长时间使用，有关于该软件出现的问题也日益显现，如三角网格因出现空隙而导致数据遗失，同时由于平面分层而带来台阶效应等等，这些现象的出现不仅会影响金属材料合成的零件表面质量，同时也有可能会降低零件的成型精度。

3  机械制造工艺金属材料快速成型技术的应对策略

3.1 完善企业管理制度

由于我国当前有关于机械制造工艺当中金属材料合成技术的设备相对较为昂贵，较多企业由于自身融资较低，无法引进较为先进的技术设备，造成企业的产品的生产效率一直得不到提高的现象，需要相关制造工艺企业不断加强对本企业内部管理制度的完善，设立相应的管理机构，专门负责对企业内部设备进购问题进行管理，进行统一的规划，将责任与人员落实到每一个管理部门，实现责任制度。结合企业本身存在的问题进行针对性处理，健全企业内部的管理章程、提高采购人员的素质等等。

例如在加强制造工艺企业的管理制度时，相关机械制造工艺企业首先需要对企业内部的情况进行一定的了解，包括对企业的发展优势和发展弊端等等，针对现存问题进行解决。面对金属材料合成设备价格较高的问题，企业应该及时设立相关的管理机构，负责对设备的进购与定制进行合理的规划，在众多能力范围之内的技术设备，选择出一所性价比较高的合成设备。同时设立设备点检制度，加强对企业内部设备的点检与维修，严格根据设备使用的周期来制定相应的检测，以设备的使用情况为依据，对设备进行完整的检测与维修，同时充分利用现代手段，采用较为经济合理的方式进行维修，摒弃以往计划经济状况下落后的维修方式，对设备实行定期检测和审查制度，加大对设备维修的重视，组建相应的维修小组或者是保修小组，专门负责对设备的安全使用进行负责，加大对设备维修的投资，尽管无法在一些大型的维修机械上做处理，在一些小型的维修工具箱准备上也务必要准备详细，且要保证维修工具的正常使用。除此之外，相关机械制造工艺企业还应该不断加强对设备资料的详细分析，由于不同的设备使用人员不同，其运行的时间以及用途都可能存在差异，为避免各员工对设备的交叉使用，造成一定的工作错误现象发生，各企业务必要安排好人员对各台设备做好相应的资料准备，以应对往后的责任追查同时也为避免设备使用混乱。

3.2 发展全新的RP材料

由于机械制造工艺当中对于金属材料的快速合成技术的合成材料的要求较高，其不仅需要满足有利于快速成型加工出型的特点，还需要满足金属材料快速成型的硬度、强度、刚度、耐度的指标需求，同时还需要满足快速制模的后续处理的特点，具备以上的材料较难收集，也较难进购，为此就需要相关機械制造工艺企业不断的挖掘新的合成材料，对各个材料进行相应的试验，寻找出能够促成金属材料快速成型的材料，发展全新的RP材料，尤其是复合材料，比如纳米材料、非均质材料、其他方法难以制造的材料等等。

例如各机械制造工艺企业在发展全新的RP材料时，首先需要对RP材料做个全面的了解，了解RP材料合成的技术原理以及其运行程序，掌握RP材料的基础知识，进而对RP材料运行技术进行统一规划与整合，从产品生产效率、产品运行能力等等方面对金属材料快速成型技术系统进行完善，尤其是对金属材料合成的精度方面进行完善，制定相应的更改计划，按照计划对机械制造工艺金属材料快速成型技术进行完善与改进。同时不断改进企业内部对金属材料快速成型技术工艺以及生产方法的改进，制定相应的监督部门，专门负责对企业金属材料快速成型技术工艺的质量监督、运行监督等等。除此之外，相关机械制造工艺企业还需要对快速模具的应用做好调查研究，进一步提高快速模具的生产与应用，积极引进先进技术与人才，提高快速模具的质量和运行效率，不断挖掘新的快速成型材料，组织相应的研究开发小组，提高成型材料的性能，同时开发高性能的合成软件。最后，相关机械制造工艺企业还需要不断加强金属材料快速成型技术之间融合，实现“1+1>2”发展模式，通过各技术的相互结合来提高金属材料测量的精度，以及其合成精度，进一步消除因合成材料有限带来的成型技术跟不上的问题。

3.3 开发新的膜片方法

由于以往企业经常使用的基于STL文件格式进行转换的材料合成方法，随着近些年来该技术的缺陷逐步显现，该技术已不再合适机械制造工艺当中金属材料的合成，为此相关机械制造工艺企业就需要不断挖掘别的金属材料合成方法，静观市场新型技术的出现，相应借鉴与学习。同时设计相应的技术研发部门，专门负责对机械制造工艺当中金属材料快速成型技术的研究，着力于开发新型的模型切片方法，例如基于特征的模型直接切片法、曲面切片法等等，摆脱以往STL转变技术带来的不足，实行直接对CAD模型进行切片处理的办法，或者利用反求工程得到逐层切片数据直接驱动快速成型系统，尽量减少三角面近似产生的误差。

例如在对企业内部的金属材料合成技术进行改革时，相关机械制造工艺企业首先可以对企业内部的金属材料合成技术进行检测与分析，通过数据与资料了解当前企业内部适应该技术是否能够推动金属材料快速成型的发展，若无法对企业的发展做出相应地贡献，企业就应该不断进行改革与革新，开发新的膜片方法。如在对金属材料进行合成时可以采用基于特征的模型直接切片法，利用PowerSHAPE造型软件进行直接切片研究，进一步提取截面轮廓，进而将轮廓分为线段、圆弧、和自由曲线，能够从根本上避免了原有SRL文件格式的转换方法带来的不足，同时也能够提高金属材料快速成型的精度，促进金属材料快速成型技术的提高。此外为提高机械制造工艺企业内部金属材料快速合成技术的提高，不断开发新的膜片方法，相关机械制造工艺企业需要制定一定的研究开发小组，选取较为优秀具备加大潜力的人员加入开发研究当中，为该研究部门提供最为先进的技术设备，同时提供良好的研究场地，为研究小组工作能够顺利进行，相关企业还需要对该研究小组提供一定的试验设备，如金属材料的检测设备、提取工具、试验工具等等，只有提供较为完备的试验工具与试验场所，才能够促进研究人员对膜片方法的开发。此外，对于新的膜片方法的开发与使用，相关企业需不断加强对新膜片方法的坚持与试验，只有达到国家标准才能够投入正常使用。

4  总结

综上所述，机械制造工艺中金属材料快速成型技术的研究与开发，需要相关企业不断完善企业内部都管理制度，制定与时代相结合的金属材料合成技术规划，发展全新的RP材料，为金属材料快速合成提供优质的合成材料，同时不断加强对新膜片的开发，提高企业金属材料快速成型的效率。

参考文献：

[1]黄伟豪.关于提高机械制造工艺技术的研究[J].红地产，2017.

[2]冯伟，凌志坚.浅谈如何提高机械制造工艺及技术[J].商品与质量消费视点，2013（11）.

[3]邢龙.机械制造工艺研究[J].现代制造技术与装备，2016（03）.