Este posibil să fi auzit despre faptul că imprimarea 3D este vestită ca viitorul producției. Și cu modul în care tehnologia s-a avansat și s-a răspândit comercial, poate foarte bine să se facă bine pe hype-ul din jurul ei. Deci, ce este imprimarea 3D? Și cine a venit cu asta?
Cel mai bun exemplu pentru a descrie cum funcționează imprimarea 3D provine din seriile TV Star Trek: Generația următoare. În acel univers futuristic fictiv, echipajul de la bordul unei nave spațiale folosește un dispozitiv mic numit replicator pentru a crea practic orice, ca în orice, de la mâncare și băuturi la jucării. Deși ambele sunt capabile să redea obiecte tridimensionale, imprimarea 3D nu este aproape la fel de sofisticată. În timp ce un replicator manipulează particulele subatomice pentru a produce orice obiect mic îi vine în minte, imprimantele 3D „imprimă” materiale în straturi succesive pentru a forma obiectul.
Dezvoltare timpurie
Istoric vorbind, dezvoltarea tehnologiei a început la începutul anilor 1980, chiar înainte de emisiunea TV menționată anterior. În 1981, Hideo Kodama de la Institutul Municipal de Cercetare Industrială Nagoya a fost primul care a publicat un cont despre cum materialele numite fotopolimeri care s-au întărit la expunerea la lumina UV pot fi utilizate pentru a produce rapid solid prototipuri. Deși hârtia sa a pus bazele imprimării 3D, el nu a fost primul care a construit de fapt o imprimantă 3D.
Această onoare prestigioasă este pentru inginer Chuck Hull, care a conceput și creat prima imprimantă 3D în 1984. El lucrase pentru o companie care folosea lămpile UV pentru a modela acoperiri durabile și durabile pentru mese când a dat ideea de a profita de tehnologia ultraviolete pentru a realiza prototipuri mici. Din fericire, Hull a avut un laborator care să țină cont de ideea sa de luni întregi.
Cheia pentru a face o astfel de imprimantă să funcționeze au fost fotopolimerii care au rămas în stare lichidă până când au reacționat lumină ultravioletă. Sistemul pe care Hull l-ar dezvolta în cele din urmă, cunoscut sub numele de stereolitografie, a folosit un fascicul de lumină UV pentru a schița forma obiectului dintr-o cuvă de fotopolimer lichid. Pe măsură ce raza de lumină întărea fiecare strat de-a lungul suprafeței, platforma se va muta în jos, astfel încât următorul strat să poată fi întărit.
A depus un brevet asupra tehnologiei în 1984, dar au trecut trei săptămâni după ce o echipă de inventatori francezi, Alain Le Méhauté, Olivier de Witte și Jean Claude André, au depus un brevet pentru un proces similar. Cu toate acestea, angajatorii lor au abandonat eforturile de a dezvolta în continuare tehnologia din cauza „lipsei perspectivei de afaceri”. Aceasta a permis lui Hull să protejeze drepturile de autor termenul „Stereolitografie”. Brevetul său, intitulat „Aparat pentru producerea obiectelor tridimensionale prin stereolitografie” a fost emis la 11 martie 1986. În acel an, Hull a format și sisteme 3D în Valencia, California, pentru a putea începe prototiparea rapidă comercial.
Extinderea la diferite materiale și tehnici
În timp ce brevetul lui Hull a cuprins multe aspecte ale imprimării 3D, inclusiv software-ul de proiectare și operare, tehnici și o varietate de materiale, alți inventatori s-ar baza pe concept cu diferite abordari. În 1989, a brevet a fost acordat lui Carl Deckard, un student absolvent al Universității din Texas, care a dezvoltat o metodă numită sinterizare selectivă cu laser. Cu SLS, a fascicul cu laser a fost folosit pentru a lega materialele pulbere personalizate, cum ar fi metalul, pentru a forma un strat al obiectului. Pulbere proaspătă ar fi adăugată la suprafață după fiecare strat succesiv. Alte variații, cum ar fi sinterizarea directă cu laser metalic și topirea selectivă a laserului sunt de asemenea utilizate pentru prelucrarea obiectelor metalice.
Cea mai populară și mai recunoscută formă de imprimare 3D se numește modelarea depunerii condensate. FDP, dezvoltat de inventatorul S. Scott Crump stabilește materialul în straturi direct pe o platformă. Materialul, de obicei o rășină, este distribuit printr-un fir de metal și, odată eliberat prin duză, se întărește imediat. Ideea i-a venit lui Crump în 1988, în timp ce încerca să facă o broască de jucărie pentru fiica sa, distribuind ceara de lumânare printr-un pistol cu lipici.
În 1989, Crump a brevetat tehnologia și, împreună cu soția sa, a fondat Stratasys Ltd. să realizeze și să vândă mașini de imprimat 3D pentru prototipare rapidă sau fabricație comercială. Și-au luat compania publică în 1994 și până în 2003, FDP a devenit cea mai vândută tehnologie rapidă de prototipare.