3D-печать смолой, возможно, стала модным словом в последние несколько лет, но на самом деле она существует уже несколько десятилетий. Фактически с 1980-х годов. Вот еще один забавный факт: большинство пользователей в возрасте от 25 до 34 лет, то есть моложе самой технологии. Вероятно, это одна из причин, почему люди склонны думать, что эта технология настолько новая.
Другая причина, вероятно, в том, что это очень похоже на научную фантастику. Печать на бумаге – это одно. Напечатать машину, дом, орган?! Как вообще появилась такая технология? Давайте заглянем в историю 3D-печати, чтобы узнать это.
История 3D-печати: начало
Впервые концепция 3D-печати была задумана в 1950-х годах, когда писатель Рэймонд Ф. Джонс описал эту технологию в своем рассказе «Инструменты профессии», который был опубликован в журнале Astounding Science Fiction Magazine (ноябрь 1950 года). В 1970-х годах был одобрен первый патент, в котором использовался процесс, аналогичный 3D-печати, — Liquid Metal Recorder.
Несколько лет спустя доктор Хидео Кодама из Нагойского муниципального института промышленных исследований разработал технологию быстрого прототипирования, которая использует послойный подход при изготовлении изделий. Его технология включала светочувствительную смолу, затвердевающую под действием ультрафиолета. Он опубликовал результаты своего эксперимента в апреле и ноябре 1981 года. К сожалению, к его открытию не было достаточного интереса, а это означало, что он не смог получить необходимое финансирование для приобретения патентных прав.
Четыре года спустя команда французских инженеров — Жан-Клод Андре , Оливье де Витте и Ален ле Мехоте — также попробовала свои силы в разработке этой технологии, в частности стереолитографии. Однако в то время применения этой технологии было не так много. Из-за отсутствия финансирования они не смогли получить патент в 1984 году, что вынудило их отказаться от проекта.
Кто изобрел 3D-печать?
Хотя идея 3D-печати восходит к 1950-м годам, мы еще не упомянули признанного изобретателя этой технологии. Примерно в то же время, когда французская команда работала над своим проектом, за океаном кто-то работал над чем-то похожим.
Работая на производителя столешниц и мебели, Чарльз Халл хотел найти способ быстрее создавать небольшие нестандартные детали. По его предложению компания предоставила ему лабораторию, чтобы найти способ использовать светочувствительную смолу и ультрафиолетовый свет для создания детали слой за слоем.
Через три недели после того, как французская команда подала заявку на патент, Чарльз Халл смог сделать то же самое. Он назвал свой процесс стереолитографией (SLA). Патент был выдан в 1986 году, в том же году он основал собственную компанию под названием 3D Systems. Два года спустя компания представила первый 3D-принтер — SLA-1.
Когда была изобретена 3D-печать?
Если вы спрашиваете, когда была изобретена 3D-печать, обычным ответом будет 1986 год. Это потому, что в это время была изобретена первая технология 3D-печати – стереолитография. Но были изобретены и другие процессы 3D-печати.
Например, студент Техасского университета Карл Декард получил патент на селективное лазерное спекание (SLS) в 1988 году. Его SLS 3D-принтер, который он назвал Betsy , не был способен печатать ничего, кроме кусков пластика. Но это было сочтено доказательством концепции.
Примерно в то же время было открыто FDM или моделирование методом наплавления, еще один тип технологии аддитивного производства. Патент был представлен правительству Скоттом Крампом , который в 1989 году стал сооснователем Stratasys, одной из ведущих компаний по производству высокоточных 3D-принтеров. Патент был наконец выдан в 1992 году.
Почему была изобретена 3D-печать?
Основная причина изобретения 3D-печати заключалась в создании быстрого процесса прототипирования, особенно для нестандартных деталей. Как мы упоминали ранее, Чарльз Халл работал в производственной компании. Его разочарование тем, сколько времени ушло на создание небольших нестандартных деталей, побудило его искать решение. Технология 3D-печати стала решением, которое он придумал.
Французские инженеры преследовали ту же цель. Ален ле Мехоте, один из инженеров, работал в Alcatel и хотел уметь создавать сложные детали. Их исследования и совокупные знания привели их к идее создания устройства быстрого прототипирования.
История 3D-печати: 1990-2010 гг.
После выдачи патента Stratasys развитие и появление новых технологий, связанных с аддитивным производством, быстро возросло с нуля до шестидесяти. Хотя широкая общественность все еще не знала, что такое 3D-печать, все еще было много людей, готовых вывести эту технологию на новый уровень.
В период с 1993 по 1999 годы повсюду начали появляться компании, стремящиеся внести свой вклад в эту область. В Европе, например, была основана компания EOS GmbH. Компания создала первую систему EOS «Stereos», использующую технологию 3D-печати для промышленного прототипирования и производства. Z Corporation смогла получить технологию струйной печати MIT, что позволило им создать Z402.
Эта машина могла использовать материалы на основе крахмала и гипса, а также жидкое связующее вещество на водной основе для создания 3D-моделей. Некоторые компании, такие как Solidscape, создали новые инструменты САПР, необходимые для аддитивного производства.
Именно в это же время был изготовлен первый орган, напечатанный на 3D-принтере – мочевой пузырь.
Ученым из Института регенеративной медицины Уэйк Форест удалось распечатать структуру органа, прежде чем покрыть его настоящими клетками пациента. Затем хирургам удалось успешно имплантировать орган с вновь созданной тканью пациенту. Идея заключалась в том, что этот новый орган не будет отвергнут иммунной системой пациента просто потому, что он состоит из собственных клеток пациента. К 2000 году была изготовлена первая почка, напечатанная на 3D-принтере.
В течение следующих нескольких лет 3D-печать стала новейшим модным словом и тенденцией в производстве. Становилось доступным больше коммерческих машин. Были обнаружены новые приложения. К 2006 году производство промышленных деталей по требованию стало новой реальностью. Это привело к созданию нового типа бизнеса – предоставления населению услуг онлайн-3D-печати .
Это не все. Инновации касались не только компаний. Стали появляться рынки 3D-печати, позволяющие людям сотрудничать и делиться своими знаниями и творениями друг с другом. Также стали доступны наборы для самостоятельной сборки с открытым исходным кодом, что позволило все большему количеству людей разрабатывать и создавать свои собственные принтеры и продукты.
3D-печать сегодня
Оглядываясь назад, трудно понять, насколько далеко продвинулась эта технология. Сегодня каждый день открываются/изобретаются новые материалы для 3D-печати . 3D-печатные объекты не ограничиваются промышленными деталями. Сегодня вы можете распечатать свои собственные украшения, дом, машину или протез.
Аддитивное производство проникает во все больше отраслей, помогая компаниям стать более эффективными. Инновации, вызванные этой технологией, были революционными. И не похоже, что эволюция 3D-печати остановится в ближайшее время. Наше будущее, безусловно, выглядит намного светлее.
Ведь нашей фантазии нет предела. И если вы можете это себе представить, то то, что вы сможете это напечатать, — лишь вопрос времени.
