Galbūt girdėjote, kad 3D spausdinimas yra minimas kaip gamybos ateitis. Technologijai tobulėjant ir pasklidus komerciškai, ji gali būti naudinga aplinkiniams. Taigi, kas yra 3D spausdinimas? O kas sugalvojo?
Geriausias pavyzdys, apibūdinantis 3D spausdinimo darbus, yra iš TV serialų Žvaigždžių kelias: Kita karta. Toje išgalvotoje futuristinėje visatoje įgulos nariai, būdami kosminiame laive, naudoja mažą prietaisą, vadinamą replikatoriumi, kad sukurtų praktiškai bet ką, kaip bet ką nuo maisto ir gėrimų iki žaislų. Dabar, kai abu gali pateikti trimačius objektus, 3D spausdinimas nėra beveik toks sudėtingas. Replikatorius manipuliuoja subatominėmis dalelėmis ir sukuria bet kokį mažą objektą, kuris ateina į galvą, 3D spausdintuvai „spausdina“ medžiagas iš eilės sluoksniais, kad susidarytų objektas.
Ankstyvasis vystymasis
Istoriškai kalbant, technologijos plėtra buvo pradėta devintojo dešimtmečio pradžioje, net prieš minėtą TV laidą. 1981 m. Hideo Kodama iš Nagojos savivaldybės pramonės tyrimų instituto pirmasis paskelbė ataskaitą apie tai Medžiagos, vadinamos fotopolimerais, sukietėjusios veikiant UV spinduliams, gali būti panaudotos greitai pagaminant kietas medžiagas prototipai. Nors jo popierius padėjo pagrindą 3D spausdinimui, jis nebuvo pirmasis, kuris iš tikrųjų sukūrė 3D spausdintuvą.
Ši prestižinė garbė atitenka inžinieriui Chuckas Korpusas, kuris 1984 m. suprojektavo ir sukūrė pirmąjį 3D spausdintuvą. Jis dirbo įmonėje, kuri panaudojo ultravioletines lempas, kad modifikuotų tvirtas, patvarias stalų dangas, kai kilo mintis pasinaudoti ultravioletinių spindulių technologija, kad būtų galima sukurti mažus prototipus. Laimei, Korlas kelis mėnesius turėjo laboratoriją, kur galvoti apie savo idėją.
Raktas į tai, kad toks spausdintuvas veiktų, buvo fotopolimerai, kurie buvo likti skysti, kol jie sureagavo ultravioletinė šviesa. Sistema, kurią Korpusas galų gale sukurs, žinoma kaip stereolitografija, panaudojo UV šviesos spindulį, kad eskizo pavidalu iš skysto fotopolimero dubenėlio sudarytų objekto formą. Kai šviesos spindulys sukietėjo kiekvienam sluoksniui išilgai paviršiaus, platforma judėtų žemyn, kad būtų galima sukietėti kitas sluoksnis.
Jis pateikė technologijos patentą 1984 m., Tačiau praėjus trims savaitėms po to, kai prancūzų išradėjų komanda Alain Le Méhauté, Olivier de Witte ir Jean Claude André pateikė patentą panašiam procesui. Tačiau jų darbdaviai atsisakė pastangų toliau plėtoti šią technologiją dėl „verslo perspektyvos trūkumo“. Tai leido „Hull“ naudoti autorių teises terminas „stereolitografija“. Jo patentas, pavadintas „Trimačių objektų gamybos stereolitografija aparatas“, buvo išleistas 1986 m. Kovo 11 d. Tais metais Hull taip pat suformavo 3D sistemas Valensijoje, Kalifornijoje, kad galėtų pradėti greitą prototipų gamybą komerciškai.
Plėtimasis įvairiomis medžiagomis ir technikomis
Nors Korpo patentas apėmė daugelį 3D spausdinimo aspektų, įskaitant projektavimo ir valdymo programinę įrangą, būdus ir įvairias medžiagas, kiti išradėjai koncepciją rinksis skirtingai požiūriai. 1989 m patentas buvo apdovanotas Teksaso universiteto magistro laipsnio studentas Carlas Deckardas, sukūręs metodą, vadinamą selektyviu lazeriniu sukepinimu. Su SLS, a lazerio spindulys buvo naudojamas miltelinėms medžiagoms, tokioms kaip metalas, surišti pagal užsakymą, kad susidarytų objekto sluoksnis. Švieži milteliai būtų dedami į paviršių po kiekvieno sekančio sluoksnio. Metalo daiktams gaminti taip pat naudojami kiti variantai, tokie kaip tiesioginis metalo sukepinimas lazeriu ir selektyvusis lazerinis lydymas.
Populiariausia ir atpažįstamiausia 3D spausdinimo forma vadinama lydyto nusodinimo modeliavimu. FDP, sukurta išradėjo S. Scottas Crumpas sluoksniuoja medžiagą sluoksniais tiesiai ant platformos. Medžiaga, paprastai derva, išleidžiama per metalinę vielą ir, išleidus ją per purkštuką, nedelsiant sukietėja. Idėja Krumpui kilo 1988 m., Kai jis bandė pagaminti žaislinę varlę savo dukrai, išpyldamas žvakių vašką per klijų pistoletą.
1989 m. Crump užpatentavo šią technologiją ir kartu su žmona įkūrė „Stratasys Ltd.“. gaminti ir parduoti 3D spausdinimo mašinas greitam prototipų formavimui ar komercinei gamybai. 1994 m. Jie paviešino savo įmonę, o iki 2003 m. FDP tapo perkamiausia sparčiojo prototipų kūrimo technologija.