Може би сте чували за 3D печат, който се обявява за бъдещето на производството. И с начина, по който технологията се е развила и разпространила в търговската мрежа, тя може много добре да се справи с шума около нея. И така, какво е 3D печат? И кой измисли това?
Най-добрият пример за описание на това как работи 3D печатът идва от телевизионната поредица Стар Трек: Следващото поколение. В тази измислена футуристична вселена екипажът на борда на космически кораб използва малко устройство, наречено репликатор, за да създава почти всичко, както във всичко, от храна и напитки до играчки. Сега, докато и двете са способни да изобразяват триизмерни обекти, 3D печатът не е почти толкова сложен. Докато репликатор манипулира субатомните частици, за да произведе какъвто и малък предмет да ви дойде наум, 3D принтерите „разпечатват“ материали в последователни слоеве, за да образуват обекта.
Ранно развитие
Исторически погледнато, развитието на технологията започва в началото на 80-те години, дори предхождайки гореспоменатото телевизионно шоу. През 1981 г. Хидео Кодама от Общинския научноизследователски институт в Нагоя е първият, който публикува разказ как материали, наречени фотополимери, които се втвърдяват, когато са изложени на ултравиолетова светлина, могат да бъдат използвани за бързо производство на твърди вещества прототипи. Въпреки че неговата хартия положи основите за 3D печат, той не беше първият, който всъщност създаде 3D принтер.
Тази престижна чест отива на инженер Чък Хъл, който проектира и създаде първия 3D принтер през 1984г. Той е работил за компания, която използва UV лампи, за да модни здрави, трайни покрития за маси, когато се удари на идеята да се възползва от ултравиолетовата технология, за да направи малки прототипи. За щастие Хъл имаше месечно лаборатория да се занимава с идеята си.
Ключът към подобна работа на принтера бяха фотополимерите, които бяха в течно състояние, докато не реагираха ултравиолетова светлина. Системата, която Хъл в крайна сметка би разработила, известна като стереолитография, използваше лъч UV светлина, за да очертае формата на обекта от вана с течен фотополимер. Тъй като светлинният лъч се втвърди всеки слой по повърхността, платформата щеше да се движи надолу, така че следващият слой да може да се втвърди.
Той подаде патент на технологията през 1984 г., но това беше три седмици, след като екип от френски изобретатели, Ален Льо Мохо, Оливие де Вите и Жан Клод Андре, подаде патент за подобен процес. Въпреки това, техните работодатели се отказаха от усилията за по-нататъшно развитие на технологията поради „липса на бизнес перспектива“. Това позволи на Хъл да авторско право на термин „стереолитография“. Патентът му, озаглавен „Апарат за производство на триизмерни предмети чрез стереолитография“, е издаден на 11 март 1986 г. През тази година Хъл също формира 3D системи във Валенсия, Калифорния, за да може да започне бързо прототипиране в търговската мрежа.
Разширяване на различни материали и техники
Докато патентът на Хъл обхваща много аспекти на 3D печат, включително дизайн и операционен софтуер, техники и разнообразие от материали, други изобретатели ще надграждат концепцията с различни подходи. През 1989 г. а патент е награден с Карл Декард, аспирант от Тексаския университет, който разработи метод, наречен селективно лазерно синтероване. Със SLS, a лазерен лъч се използва за свързване на прахообразни материали, като метал, заедно за образуване на слой от обекта. Пресен прах ще бъде добавен на повърхността след всеки следващ слой. Други вариации като директно синтезиране на метал и селективно лазерно топене също се използват за изработване на метални предмети.
Най-популярната и най-разпознаваемата форма на 3D печат се нарича моделиране с кондензирано отлагане. FDP, разработен от изобретател S. Scott Crump слага материала на слоеве директно върху платформа. Материалът, обикновено смола, се разпределя през метална тел и след като бъде освободен през дюзата, се втвърдява веднага. Идеята идва на Кръмп през 1988 г., докато той се опитва да направи играчка жаба за дъщеря си, като раздава свещ восък през пистолет за лепило.
През 1989 г. Кръмп патентова технологията и със съпругата си съосновател Stratasys Ltd. за производство и продажба на 3D печатащи машини за бързо прототипиране или търговско производство. Те взеха своята публична публика през 1994 г. и до 2003 г. FDP стана най-продаваната технология за бързо прототипиране.