外文翻譯譯文

1、譯文3D打印技術(shù)及其應(yīng)用3D打印技術(shù)在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，特別是數(shù)字產(chǎn)品模型制造領(lǐng)域的應(yīng)用正在成為一種潮流和熱門話題。桌面級3D打印設(shè)備的逐漸成熟和應(yīng)用開始推動(dòng)全球3D打印市場的興起，全球工業(yè)分析公司（Global Industry Analysis Inc）的研究報(bào)告預(yù)測2018年全球3D打印市場將達(dá)到29.9億美元。一、3D打印技術(shù)與3D打印機(jī)3D打印技術(shù)與3D印刷是兩個(gè)完全不同的概念。3D印刷是將圖片分離成不同角度的紅、藍(lán)兩張圖片，然后將這兩張圖片按照規(guī)定的視差距離套印在一起，并用特殊眼鏡觀看來形成3D視覺效果，或者將圖片經(jīng)過特殊處理后，直接印刷在特殊的光柵板上，從而呈現(xiàn)3D視覺效果的印刷技術(shù)

2、。而3D打印技術(shù)是指采用三維噴墨打印技術(shù)，通過分層加工與疊加成形相結(jié)合的方法，逐層打印增加材料來生成3D實(shí)體，達(dá)到與激光成型等其他3D模型制造技術(shù)相同3D真實(shí)物體的數(shù)字制造技術(shù)。3D打印機(jī)按照所使用技術(shù)的不同，其工作原理可分為兩類：1.1基于三維打印技術(shù)的3D打印機(jī)基于三維打印技術(shù)的3D打印機(jī)先由儲存桶送出一定量的原材料粉末，粉末在加工平臺上被滾筒推成薄薄一層，接著打印頭在需要成形的區(qū)域噴出一種特殊的黏合劑。此時(shí)，遇到黏合劑的粉末會(huì)迅速固化黏結(jié)，而沒有遇到黏合劑的粉末則仍保持松散狀態(tài)。每噴完一層，加工平臺就會(huì)自動(dòng)下降一點(diǎn)，根據(jù)電腦切片的結(jié)果不斷循環(huán)，直到實(shí)物完成。完成之后只要掃除松散的外層粉末

3、便可獲得所需制造的三維實(shí)物。1.2 基于熔融沉積制造技術(shù)的3D打印機(jī)基于熔融沉積制造技術(shù)的3D打印機(jī)的工作原理是先在3D打印機(jī)的控制軟件中導(dǎo)入由CAD生成的實(shí)物數(shù)據(jù)，經(jīng)處理生成支撐材料和熱噴頭的運(yùn)動(dòng)路徑。然后熱噴頭會(huì)在計(jì)算機(jī)的控制下根據(jù)實(shí)物的截面輪廓信息在打印平面上進(jìn)行平面運(yùn)動(dòng)，同時(shí)熱塑性絲狀材料由供絲機(jī)構(gòu)送至熱噴頭，并在噴頭中加熱和熔化成半液態(tài)后擠壓出，并噴涂在相應(yīng)的工作平臺上。噴涂熱塑性材料快速冷卻后在平臺上形成一層厚度約0.1 mm的輪廓薄片，形成了一個(gè)3D打印截面。將這個(gè)作業(yè)過程不斷循環(huán)，承載工作臺高度隨之不斷降低，層層熔覆3D打印截面形成多層堆疊，最終獲得所需的三維實(shí)物。二、 3D打

4、印技術(shù)的應(yīng)用需求目前3D打印技術(shù)支持多種材料，可以廣泛應(yīng)用在珠寶首飾、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、汽車、航天、牙科、醫(yī)療甚至美食等不同領(lǐng)域。根據(jù)應(yīng)用目標(biāo)的需求，所使用的材料有樹脂、尼龍、石膏、ABS、聚碳酸酯（PC）或食材配料等。3D打印機(jī)的快速成型技術(shù)使之在市場上獨(dú)具優(yōu)勢，在生產(chǎn)應(yīng)用上潛力巨大，熱點(diǎn)應(yīng)用概述如下。2.1 工業(yè)應(yīng)用“空氣單車”是位于英國布里斯托爾的歐洲航空防務(wù)和航天公司采用3D打印機(jī)，應(yīng)用3D打印技術(shù)制造出的世界上第一輛打印自行車。這輛自行車使用像鋼鐵和鋁合金一樣結(jié)實(shí)的尼龍材料，重量比金屬材料要輕65%。更有趣的是，“空氣單車”無論是車輪、鏈條還是軸承都是一次打印出來的，無需原來先制

5、造零件再將零件組裝在一起的總裝流程，打印結(jié)束后，自行車就能夠活動(dòng)自如。自行車的制造過程就像在平面打印中打印不連續(xù)的線條一樣簡單，3D打印機(jī)能夠打印出空間彼此不相連的物體。2.2 醫(yī)學(xué)應(yīng)用在醫(yī)學(xué)上，采用3D打印將雙光子聚合物和生物功能材料組合修飾成毛細(xì)血管，不僅具有良好的彈性和人體相容性，還能夠用于替換壞死的血管，與人造器官結(jié)合，部分取代藥物研發(fā)中的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。2011年10月在德國生物科技展（Biotechnical Fair）上，用3D打印機(jī)打印出來的人造毛細(xì)血管吸引了參會(huì)者的關(guān)注，這些人造毛細(xì)血管已經(jīng)在臨床醫(yī)學(xué)上應(yīng)用。2.3日常生活應(yīng)用“3D食物打印機(jī)”是美國紐約康奈爾大學(xué)研制的食物制造設(shè)備

6、。這部“3D食物打印機(jī)”采用了類似日常計(jì)算機(jī)打印機(jī)的工作原理，將食材和配料預(yù)先放入容器內(nèi)（墨盒）中，只需輸入所需食譜，通過所配套的CAD軟件就能把美食“印”出來。對不少廚師而言，這種烹飪的新廚具意味著他們可以創(chuàng)作新菜品，制作出更多個(gè)性美食，獲得更高的食物附加值。使用“3D食物打印機(jī)”制作食物，可以大幅地縮減從原材料到成品的環(huán)節(jié)，從而避免食物加工、運(yùn)輸、包裝等環(huán)節(jié)中的污染與保存等不利影響。由于烹飪的原料和配料必須放置在打印機(jī)的容器內(nèi)，因此食物原料必須是液體或其他可以“打印”的狀態(tài)。2.4 IT應(yīng)用最近，迪士尼的一組研究人員利用3D打印技術(shù)在與有機(jī)玻璃同樣效果的高透光塑料上，以低廉造價(jià)打印出了LC

7、D屏幕與多種傳感器，實(shí)現(xiàn)了IT應(yīng)用中的新突破。利用3D打印光導(dǎo)管可以制造出高科技的國際象棋，這些國際象棋的棋子可以偵測并顯示當(dāng)前位置。盡管這種單色屏與日常生活中見到豐富多彩的顯示屏相比有些微不足道，但其擁有3D打印技術(shù)成本低廉、制造工藝簡單的優(yōu)勢。除了顯示屏，利用3D打印技術(shù)還能夠打印出多種傳感器。這些傳感器可以通過紅外光來偵測觸摸、振動(dòng)等刺激，并將結(jié)果輸出。3D打印技術(shù)必將為智慧生活和智慧城市創(chuàng)造出更多的IT應(yīng)用。三、3D打印技術(shù)的優(yōu)勢3.1制造復(fù)雜物品不增加成本 就傳統(tǒng)制造而言，物體形狀越復(fù)雜，制造成本越高。對3D打印機(jī)而言，制造形狀復(fù)雜的物品成本不增加，制造一個(gè)華麗的形狀復(fù)雜的

8、物品并不比打印一個(gè)簡單的方塊消耗更多的時(shí)間、技能或成本。制造復(fù)雜物品而不增加成本將打破傳統(tǒng)的定價(jià)模式，并改變我們計(jì)算制造成本的方式。3.2產(chǎn)品多樣化不增加成本 一臺3D打印機(jī)可以打印許多形狀，它可以像工匠一樣每次都做出不同形狀的物品。傳統(tǒng)的制造設(shè)備功能較少，做出的形狀種類有限。3D打印省去了培訓(xùn)機(jī)械師或購置新設(shè)備的成本，一臺3D打印機(jī)只需要不同的數(shù)字設(shè)計(jì)藍(lán)圖和一批新的原材料。3.3無須組裝 3D打印能使部件一體化成型。傳統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)建立在組裝基礎(chǔ)上，在現(xiàn)代工廠，機(jī)器生產(chǎn)出相同的零部件，然后由機(jī)器人或工人（甚至跨洲）組裝。產(chǎn)品組成部件越多，組裝耗費(fèi)的時(shí)間和成本就越多。3D打

9、印機(jī)通過分層制造可以同時(shí)打印一扇門及上面的配套鉸鏈，不需要組裝。省略組裝就縮短了供應(yīng)鏈，節(jié)省在勞動(dòng)力和運(yùn)輸方面的花費(fèi)。供應(yīng)鏈條越短，污染也越少。 3.4零時(shí)間交付 3D打印機(jī)可以按需打印。即時(shí)生產(chǎn)減少了企業(yè)的實(shí)物庫存，企業(yè)可以根據(jù)客戶訂單使用3D打印機(jī)制造出特別的或定制的產(chǎn)品滿足客戶需求，所以新的商業(yè)模式將成為可能。如果人們所需的物品按需就近生產(chǎn)，零時(shí)間交付式生產(chǎn)能最大限度地減少長途運(yùn)輸?shù)某杀尽?.5設(shè)計(jì)空間無限 傳統(tǒng)制造技術(shù)和工匠制造的產(chǎn)品形狀有限，制造形狀的能力受制于所使用的工具。例如，傳統(tǒng)的木制車床只能制造圓形物品，軋機(jī)只能加工用銑刀組裝的部件，制模機(jī)僅能制

10、造模鑄形狀。3D打印機(jī)可以突破這些局限，開辟巨大的設(shè)計(jì)空間，甚至可以制作目前可能只存在于自然界的形狀。 3.6零技能制造 傳統(tǒng)工匠需要當(dāng)幾年學(xué)徒才能掌握所需要的技能。批量生產(chǎn)和計(jì)算機(jī)控制的制造機(jī)器降低了對技能的要求，然而傳統(tǒng)的制造機(jī)器仍然需要熟練的專業(yè)人員進(jìn)行機(jī)器調(diào)整和校準(zhǔn)。3D打印機(jī)從設(shè)計(jì)文件里獲得各種指示，做同樣復(fù)雜的物品，3D打印機(jī)所需要的操作技能比注塑機(jī)少。非技能制造開辟了新的商業(yè)模式，并能在遠(yuǎn)程環(huán)境或極端情況下為人們提供新的生產(chǎn)方式。3.7不占空間、便攜制造 就單位生產(chǎn)空間而言，與傳統(tǒng)制造機(jī)器相比，3D打印機(jī)的制造能力更強(qiáng)。例如，注塑機(jī)只能制造比自身小很

11、多的物品，與此相反，3D打印機(jī)可以制造和其打印臺一樣大的物品。3D打印機(jī)調(diào)試好后，打印設(shè)備可以自由移動(dòng)，打印機(jī)可以制造比自身還要大的物品。較高的單位空間生產(chǎn)能力使得3D打印機(jī)適合家用或辦公使用，因?yàn)樗鼈兯璧奈锢砜臻g小。 3.8減少廢棄副產(chǎn)品 與傳統(tǒng)的金屬制造技術(shù)相比，3D打印機(jī)制造金屬時(shí)產(chǎn)生較少的副產(chǎn)品。傳統(tǒng)金屬加工的浪費(fèi)量驚人，90的金屬原材料被丟棄在工廠車間里。3D打印制造金屬時(shí)浪費(fèi)量減少。隨著打印材料的進(jìn)步，“凈成形”制造可能成為更環(huán)保的加工方式。 3.9材料無限組合 對當(dāng)今的制造機(jī)器而言，將不同原材料結(jié)合成單一產(chǎn)品是件難事，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的制造機(jī)器在

12、切割或模具成型過程中不能輕易地將多種原材料融合在一起。隨著多種材料3D打印技術(shù)的發(fā)展，我們有能力將不同原材料融合在一起。以前無法混合的原料混合后將形成新的材料，這些材料色調(diào)種類繁多，具有獨(dú)特的屬性或功能。3.10精確的實(shí)體復(fù)制 數(shù)字音樂文件可以被無休止地復(fù)制，音頻質(zhì)量并不會(huì)下降。未來，3D打印將數(shù)字精度擴(kuò)展到實(shí)體世界。掃描技術(shù)和3D打印技術(shù)將共同提高實(shí)體世界和數(shù)字世界之間形態(tài)轉(zhuǎn)換的分辨率，我們可以掃描、編輯和復(fù)制實(shí)體對象，創(chuàng)建精確的副本或優(yōu)化原件。  三維打印技術(shù)還有其他重要的優(yōu)點(diǎn)。大多數(shù)金屬和塑料零件為了生產(chǎn)而設(shè)計(jì)，這就意味著它們會(huì)非常笨重，并且含有與制造有關(guān)但

13、與其功能無關(guān)的剩余物。三維打印技術(shù)不是這樣的。在三維打印技術(shù)中，原材料只為生產(chǎn)所需要的產(chǎn)品，借用三維打印技術(shù)，他的團(tuán)隊(duì)生產(chǎn)出的零件更加精細(xì)輕盈。當(dāng)材料沒有了生產(chǎn)限制后，就能以最優(yōu)化的方式來實(shí)現(xiàn)其功能，因此，與機(jī)器制造出的零件相比，打印出來的產(chǎn)品的重量要輕60%，并且同樣堅(jiān)固。四、3D打印技術(shù)的發(fā)展趨勢3D打印技術(shù)持續(xù)發(fā)展，成本的大幅降低使其已經(jīng)從研發(fā)的小眾空間向主流市場進(jìn)軍，發(fā)展勢頭不可阻擋，已經(jīng)成為社會(huì)廣泛關(guān)注、民用市場迅速崛起的新領(lǐng)域。3D打印制作的模型、禮品、紀(jì)念品乃至工藝品的應(yīng)用，極大吸引了社會(huì)關(guān)注和投入，發(fā)展加速，市場開始呈現(xiàn)量與質(zhì)的雙飛躍。據(jù)預(yù)測，2020年3D打印成品將占產(chǎn)品生產(chǎn)

14、總量的50%。未來10年在電腦上完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)藍(lán)圖，輕輕一按“打印”鍵，3D打印機(jī)就能一點(diǎn)一點(diǎn)打出所設(shè)計(jì)的模型。現(xiàn)在一些鑄造企業(yè)開始研發(fā)選擇性激光燒結(jié)3D打印機(jī)及其應(yīng)用，力圖將復(fù)雜鑄件的交貨期由3個(gè)月縮短到10天。發(fā)動(dòng)機(jī)制造商通過3D打印技術(shù)，將大型六缸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋砂芯的研制周期，由過去5個(gè)月縮短至1周。3D打印技術(shù)的最大優(yōu)勢在于能拓展設(shè)計(jì)人員的想象空間。只要能在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)成三維圖形的東西，無論是造型各異的服裝、精美的工藝品，還是個(gè)性化的車子，只要解決了材料問題，都可以實(shí)現(xiàn)3D打印。隨著3D打印技術(shù)的不斷突破，新材料的日益改善，3D打印的速度、尺寸在不斷提高，其技術(shù)在不斷優(yōu)化，應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴(kuò)展，特別是在圖形藝術(shù)領(lǐng)域的潛力，三維的概念模型能更好地傳達(dá)