3D 打印技术及其应用外文翻译资料

 2022-04-30 10:04

外文原文

3D printing technology and its application

Abstract

The application of 3D printing technology in industrial product design, especially in the field of digital product model manufacturing, is becoming a trend and hot topic. Desktop 3D printing equipment gradually mature and application to promote the rise of global 3D printing market, analysis of the global industrial company (Global Industry Analysis Inc) the report predicted that in 2018 the global 3D printing market will reach $2 billion 990 million.

Key words: 3D printing; application; trend

1 3D printing technology with 3D printer

3D printing technology and 3D printing are two completely different concepts. 3D printing is the red and blue two picture picture is separated into different angles, then the two pictures in accordance with the provisions of the overprint parallax distance together, and using special glasses to form 3D visual effects, or the picture after special treatment, direct printing in optical grid plate special, thus rendering 3D the visual effect of the printing technology. 3D refers to the use of 3D printing technology of ink-jet printing technology, by the combined method of machining and superposition forming, layers of print materials to generate increased and reached the 3D entity, laser forming and other 3D model manufacturing technology of the same 3D real object digital manufacturing technology. The 3D printer can be divided into two classes according to the techniques used.

1.1 3D printer based on 3D printing technology

Three dimensional printing 3D printer from storage barrel sent a certain amount of raw material powder based on powder by the drum and pushed into a thin layer in the processing platform, then the print head in the region from need a special adhesive forming. At this point, the adhesive powder will be quickly solidified bonding, while no adhesive powder is still loose. Each layer of spray, the processing platform will automatically drop a little, according to the results of the computer slice, continue to cycle until the finished in kind. After completion, as long as the loose outer powder is removed, the three-dimensional material that is required to be manufactured can be obtained.

1.2 3D printer based on Fused Deposition Technology

The principle of 3D printer based on fused deposition technology is to import physical data generated by CAD in the control software of 3D printer, and then generate the supporting material and the path of thermal nozzle by processing. Then the hot nozzle will under the control of the computer real profile information in print on the plane according to the plane motion at the same time, the thermoplastic material is composed of filamentous for wire feeding mechanism to hot nozzle, and heated in nozzle and melt into a semi liquid after extrusion, and spraying in the corresponding work platform. After spraying, the thermoplastic material is cooled rapidly, forming a contour sheet with a thickness of about 0.1 mm on the platform, forming a 3D printing cross section. The operation process will continue to cycle, bearing the height of the platform will continue to decrease, layer by layer cladding, 3D printing section forming multilayer stacking, and ultimately obtain the required three-dimensional material.

2 application requirements of 3D printing technology

At present, 3D printing technology supports a variety of materials, can be widely used in jewelry, footwear, industrial design, construction, automotive, aerospace, dental, medical, and even food and other fields. According to the requirements of the application target, the materials used are resin, nylon, gypsum, ABS, polycarbonate (PC) or ingredients, etc.. The rapid prototyping technology of 3D printer makes it unique in the market, and has great potential in production and application. The hot spot applications are summarized as follows.

2.1 Industrial applications

'Air bike' is the European Aeronautic Defence Space Co Nv in Bristol, England, which uses 3D printer and 3D printing technology to make the world#39;s first print bike. This bike uses nylon material as strong as steel and aluminum, and weighs 65% less than metal. Even more interesting is that the 'air cycling' in both wheels, chain or bearing is a print out of the original, without first manufacturing parts and then assembly process parts assembled together, after printing, the bicycle can move freely. The manufacturing process of a bicycle is as simple as printing discontinuous lines in flat print. 3D printers can print objects that are not connected to each other in space.

2.2 Medical applications

In medicine, the use of 3D printing will double photonic polymer and (complete translation to Baidu Library) combination of bio functional materials modified into capillaries, not only has good flexibility and biocompatibility, but also can be used to replace damaged blood vessels, combined with artificial organs, partially replace experimental animal in drug development. In October 2011, German Biotechnology Exhibition (Biotechnical Fair), with a 3D printer to print out the artificial capillary attracted participants attention, these artificial capillary have been applied in clinical medicine.

2.3 Application of daily life

'3D food printer' is a food manufacturing facility developed by Cornell University in New York, USA. This '3D food printer' by the principle of similar daily computer printers, ingredients and ingredients will advance into the container (cartridge), need for only input, by supporting the CAD software will be able to 'print out' delicacy. For many chefs, the cooking of the new kitchen means that they can create new dishes, make more personalized food, get higher food value added. Using 3D food printer to make food can greatly reduce the links from raw materials to finished products, so as to avoid the adverse effects of

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3D 打印技术及其应用

摘要

3D 打印技术在工业产品设计中的应用，特别是在数字产品模型制造领域中，正成为一个趋势和热门话题。台式3D 打印设备逐渐成熟和应用推动了全球3D 打印市场的兴起，分析全球工业公司 (全球产业分析有限公司) 报告预测，在2018年全球3D 打印市场将达到2 9.9亿美元。

关键词： 3D 打印；应用；趋势

1、3D 打印技术与3D 打印机

3D 打印技术和3D 打印是两个完全不同的概念。3D 打印是将红、蓝两幅图片分别分为不同的角度，然后按照规定的两张图片的叠印视差距离，并使用特殊的眼镜形成3D 视觉效果，或图片后特殊处理，直接打印在光学网格面板上，从而渲染了3D打印技术的视觉效果。3D 是指采用3D 印花技术的喷墨印花技术，经组合加工和叠加成型的方法，使打印材料层产生增加，达到3D 实体、激光成形和其它等同于3D 实际目标数字制造技术的3D 模型制造技术。3D 打印机可根据使用的技术分为两类。

1.1基于3D 打印技术的3D 打印机

三维打印3D 打印机从储料桶中送出一定量的原料粉，由滚筒将粉体推入一层薄薄的加工平台，然后在该区域的打印头上需要特殊的粘合剂成型。在这一点上，有胶粉的地方将很快固化粘合，而没有胶粉的地方仍然松动。每层喷淋，加工平台会自动滴一点，根据电脑切片的结果，继续循环直到完成实物。完成后，只要除去松散的外粉，就可以获得需要制造的三维材料。

1.2基于熔融沉积技术的3D 打印机

基于熔融沉积技术的3D 打印机原理是在3D 打印机的控制软件中引入 CAD 生成的物理数据，然后通过加工产生支撑材料和热喷嘴的路径。然后将热喷嘴控制在计算机的真实剖面信息上，在平面上根据平面运动的同时，将热塑性材料由丝状丝送进热喷嘴，并在喷嘴内加热并在挤出后熔融成半液态，并在相应的工作平台上喷涂。喷涂后，热塑性材料迅速冷却，在平台上形成一个厚度约0.1 毫米的轮廓片，形成3D 打印横截面。操作过程将继续循环，轴承平台的高度将继续下降，分层覆层，3D 打印部分形成多层堆叠，并最终获得所需的三维材料。

2、3D 打印技术的应用要求

目前，3D 打印技术支持多种材料，可广泛应用于饰品、鞋类、工业设计、建筑、汽车、航天、牙科、医疗、乃至食品等领域。根据应用目标的要求，所使用的材料有树脂、尼龙、石膏、ABS、聚碳酸酯 (PC) 或配料等。3D 打印机的快速成型技术使其在市场上独树一帜，在生产和应用上具有很大的潜力。热点应用概述如下。

2.1工业应用

“空气自行车”是在英国布里斯托尔的欧洲航空防务航天公司使用3D 打印机和3D 打印技术制成的世界上第一个打印自行车。这辆自行车使用的尼龙材料像钢和铝一样结实，比金属的重量低65%。更有趣的是，“空气循环”的两个轮子，链条或轴承是一个打印出的原始，没有先制造零件，然后再把各个工艺零件组装在一起，经过打印，自行车可以自由移动。自行车的制造过程和在平面打印不连续线的打印一样简单。3D 打印机可以打印在空间中彼此没有连接的对象。

2.2医疗应用

在医学上，使用3D 打印将双光子聚合物和 (完整的翻译到百度图书馆) 结合的生物功能材料改成毛细血管，不仅具有良好的柔韧性和生物相容性，还可用于替代受损的血管，结合人工器官，部分取代实验动物的药物开发。在 2011年10月，德国生物技术展 (生物博览会)，用3D 打印机打印出的人工毛细管吸引了与会者的注意，这些人工毛细管已经应用于临床医学。

2.3日常生活的应用

“3D 食品打印机” 是美国纽约康奈尔大学开发的食品制造设施。这款“3D 食品打印机” 的原理类似于日用电脑打印机，原料和配料将推进到容器 (墨盒) 中，只需输入，通过辅助 CAD 软件就能 “打印出”美味。对于许多厨师来说，新厨房的烹饪意味着他们可以创造新的菜肴，制作更多的个性化食品，获得更高的食品附加值。使用3D 食品打印机制作食品可以大大减少从原材料到成品的链接，避免食品加工、运输和包装中的污染和保存的不利影响。因为烹调的原料和配料必须放在打印机的容器里，所以食物材料必须是液态的，否则就不可以打印出来。

2.4信息技术应用

近日，一组研究人员在迪斯尼使用3D 打印技术以有机玻璃和有同样效果的高透明塑料为材料，以低成本打印出来的 LCD 屏幕与各种传感器，在它的应用上实现了新的突破。使用3D 印制管，你可以创建高科技国际象棋，这些棋子可以检测和显示当前位置。虽然这种单色屏幕与日常生活中的彩色显示屏相比有点小，但它具有低成本和简单的3D 打印制造技术的优点。除了显示屏，3D 打印技术还可以打印出各种传感器。这些传感器可以通过红外线检测触觉、震动和其他刺激，并输出结果。3D 打印技术将为智能生活和智能城市创造更多的信息技术应用。

3、3D 打印技术的发展趋势

3D 打印技术的不断发展，大大降低了生态位的成本，已经从研究开发向主流市场转移，势不可挡的成为社会关注的新领域，民间市场迅速崛起。3D 打印模式、礼品、纪念品甚至工艺品，极大地吸引了社会的关注和投入，发展速度加快，市场开始呈现出量和质的双重飞跃。据预测，在 2020年，3D 打印成品将占产品总产量的50%。接下来的10年内完成产品设计图纸上的电脑，轻轻按下 “打印”按钮，3D 打印机就能指出设计模型。现在，一些铸造企业开始开发选择性激光烧结3D 打印机及其应用，以缩短复杂铸件的交货期从3月到10天。发动机制造商通过3D 打印技术，将大型六缸柴油机汽缸缸盖砂芯开发周期从过去5月缩短为1周。3D 打印技术的最大优势在于它可以扩展设计者的想象力。只要电脑可以设计成三维图形的东西，无论是不同形状的服装、精美的工艺品，还是个性化的汽车，只要解决了物质问题，就可以实现3D 打印。

随着3D 打印技术的不断突破，新材料的改进，3D 打印速度的不断提高，技术在不断的优化，应用领域的不断扩展，特别是在图形艺术的潜力，3D 概念模型可以更好地传达的想法，制成图片或想出解决方案。可以超过数百甚至上千字。专业人士认为，个性化或定制的3D 打印可以是一个三维的模型，能立即想象在我们面前，能迅速提高产品，增长率将超过想象，将改变未来的各种社会应用程序.3D 打印技术将淘汰传统的生产线，缩短生产周期，大大减少生产浪费，所需原料量将减少到原来的一小部分。

4、3D 打印机的趋势

4.1 3D 打印行业未来展望

根据国际快速制造行业权威报告《 Wohlers Report 2011》发布的调查结果，全球3D 打印行业产值在1988年 ~ 2010年保持年均增长率26.2%。该报告预计，3D 打印行业将继续在未来迅速增长。到 2016年，工业产值总额 (包括设备、制造和服务) 将达到 31亿美元，到2020年将达到 52亿美元。

但3D 打印技术进一步拓展其工业应用空间，仍面临诸多瓶颈和挑战：一是成本，现有3D 打印机成本一般比较昂贵，难以进一步推广应用。二是打印材料方面，目前3D 打印成型材料采用化学聚合物，选择限制较大，成型材料物理特性差，而且在防伪方面也有一定的隐患。三是精度、速度和效率，目前3D 打印产品的精度还不尽如人意，打印效率远不能适应批量生产的需要，而且还要根据打印机的工作原理，有打印精度与速度之间存在严重冲突。四是行业环境，3D 打印技术的普及将使产品更容易复制和传播，制造行业面临盗版风险增加，现有的知识产权保护机制的知识是难以适应行业未来发展的需要。

最新发展的 Gartner 科技公司在2011年的展望报告发布的判断：目前3D 打印技术的高峰期是在投机的概念，技术尚未完全成熟，主流市场还需要进一步发展.Gartner 研究人员认为，3D 打印技术成熟，适应市场需求仍需5〜10年。在这一相对漫长的发展过程中，行业可能面临增长预期、技术瓶颈和投资退出的风险。

总之，从长远的角度看，3D 打印业的发展前景比较广阔，但还有很长的距离，从成熟的行业阶段来看，为短期发展3D 的打印市场规模不应高估.因此，在现阶段的产业投资领域中，3D 打印应加强对研发、技术引进和储备的创新，尤其要重视自主知识产权的建设产权和维护，在未来的市场竞争中占据有利地位。如果受到投机概念的影响，这项技术还没有得到充分的改善。

4.2未来3D 打印技术的主要发展趋势

随着智能制造的进一步发展，新的信息技术、控制技术、材料技术等已广泛应用于制造领域，3D 打印技术将推向更高水平。未来3D 打印技术的发展将体现出其精准化、智能化、广泛化和方便化的主要趋势。

提高3D 打印速度、精度和效率，开发并行打印工艺、连续打印、大打印、多材质打印，提高产品表面质量、机械和物理性能，面向制造的产品直接实现发展；更多样的3D 打印材料，如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均匀材料和复合材料，特别是金属直接成形技术，有可能成为研究的热点和3D 打印机的应用;体积小，台式，成本低，操作更方便，更适应于生产的配送，集成设计和制造要求和家庭日常的应用需求；软件集成，集成 CAD/CAPP/RP，软件设计和生产控制软件可以实现无缝对接，直接设计的远程网络化制造由网络连接控制；在生物医学、建筑、汽车、服装等领域拓展创意应用。

3D 打印机，专业领域，也称为快速成型，数字木材技术。经过几十年的发展，科技成果逐渐向民用市场迈进。它的普及不仅意味着科学技术的进步，也为工业制造业的概念增添了新的内涵，具有广阔的发展前景。

本文对3D 打印机的控制结构进行了设计，并在考虑性能和经济性的基础上，对该部件进行了讨论和选择。

3D 打印机采用三维不同材质的模型打印，采用计算机软件技术，经过初步设计模型的设计者，如建筑或人工心脏瓣膜，其次是3D 打印机。各种打印材料、有机材料、无机材料均可使用。如塑料、橡胶等。打印材料取决于具体情况。

3D 打印机出现在90年代中期。随着科学技术的发展，它已投入到科技工作的各个领域。一种由液体和粉末层制成的物体，可用于制造一次性的机械产品和模型。牙医用齿廓3D 打印机扫描病人做了适当的矫正模具；产品生产厂家使用它来完成产品功能的设计，避免在展示后修改设计的大批量生产；它复制真实，避免损坏真正访客。

附录B外文原文

3D printing technology and its application

Abstract

The application of 3D printing technology in industrial product design, especially in the field of digital product model manufacturing, is becoming a trend and hot topic. Desktop 3D printing equipment gradually mature and application to promote the rise of global 3D printing market, analysis of the global industrial company (Global Industry Analysis Inc) the report predicted that in 2018 the global 3D printing market will reach $2 billion 990 million.

Key words: 3D printing; application; trend

1 3D printing technology with 3D printer

3D printing technology and 3D printing are two completely different concepts. 3D printing is the red and blue two picture picture is separated into different angles, then the two pictures in accordance with the provisions of the overprint parallax distance together, and using special glasses to form 3D visual effects, or

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