Кто придумал 3d принтер: Как Чак Халл изобрел 3D-печать / Хабр

Как Чак Халл изобрел 3D-печать / Хабр

3D-печать зародилась в 1983 году – гораздо раньше, чем люди начали массово пользоваться всемирной паутиной. Но интернет уже давно стал обыденной частью жизни, а аддитивные технологии до сих пор нельзя назвать широко распространенными.

При этом изобретатель 3D-печати Чак Халл полагает, что мы уже прошли период хайпа и только сейчас начинаем понимать настоящее поле применения технологии. Этот пост о том, как Чак (Чарльз) Халл изобрел и запатентовал лазерную стереолитографию в маленькой подсобной комнатушке и о том, как он сейчас оценивает свое изобретение.

Спойлер: как и промышленным роботам, развитию 3D-печати сильно помог автопром.

Столешницы и прототипирование

Все началось в 80-е. Тогда Чак работал технологом в калифорнийском Ultra Violet Products. Компания производила смолу ультрафиолетового отверждения для столешниц. О высокой скорости работы не могло идти и речи — на разработку и тестирование даже небольших деталей требовались месяцы.

В обязанности Чака как ответственного за организацию производственного процесса входило и прототипирование. Изобретатель искал метод, который позволил бы ему ускорить процесс.

Одной из его идей было наложить несколько сотен слоев пластика и придать им определенную форму с помощью ультрафиолета. Так бы получился относительно дешевый и быстрый в создании прототип. С этой идеей он пошел к руководству UVP. Чаку, конечно, не разрешили заниматься изобретением в рабочее время – но выделили помещение и оборудование.

Спустя год сверхурочной работы изобретатель создал первый прототип электролитного 3D-принтера. Он работал с фотополимером – веществом, которое может переходить из жидкого состояния в твердое под действием ультрафиолетовых лучей. Халл научился писать код, чтобы запрограммировать принтер на создание прототипа определенной геометрической фигуры. Первым 3D-печатным объектом стал небольшой пластиковый стаканчик.


Первый 3D-принтер SLA-1

«Одевайся и приезжай в лабораторию прямо сейчас»

Ночь, когда было совершено открытие, навсегда отпечаталась в памяти жены Чака – Антуанетты Халл. В интервью для The Telegraph она даже называет точное время – 20:39 в среду, 9 марта 1983 года.

«В ту ночь я была дома, и мне пришлось посмотреть на часы, когда зазвонил телефон», – сказала она. «Я уже была в пижаме и готовилась ко сну, но Чак все еще работал».

«Одевайся и приезжай в лабораторию прямо сейчас», – сказал по телефону Чак. Она села в машину и прибыла в лабораторию – маленькую комнатушку, которую Ultra Violet Products выделили Халлу для исследований.

В ней Антуанетта увидела первый 3D-печатный объект в мире. «Держа эту странную деталь в руке, он сказал, что сделал это и мир никогда не будет прежним. В ту ночь я знала, что он достиг чего-то грандиозного».

Чак Халл с женой

У компании, где Чак работал, не было средств для финансирования разработки. Он вспоминает: «Я получил патент на 3D-принтер в 86 году. И вот я прихожу к руководителю компании и говорю: “Нам нужно найти этому коммерческое применение”. На что он отвечает: “Конечно, но мы не можем себе этого позволить”. У меня не было выбора, поэтому я решил создать свою собственную компанию. Это и стало началом 3D Systems». Первыми клиентами его компании стали General Motors и Mercedes-Benz.

Компания работает до сих пор. Чак, которому сейчас 79 лет, тоже. «Моя работа слишком интересна, чтобы бросить ее», – сказал он как-то в интервью для CNN. В другом он сообщал больше подробностей: «В конце 90-х я действительно ушел на пенсию. На мое место пришел новый руководитель, и где-то три месяца спустя он позвонил мне и сказал: “Чак, все плохо. Можешь вернуться и помочь с решением некоторых технических проблем?” С тех пор я снова там, продолжаю заниматься интересными вещами».

Сейчас 3D Systems сосредоточена на программируемых системах для литья под давлением, которые позволят печатать объекты без предварительного конструирования форм. Помимо работы в 3D Systems, Чак дает лекции и выступает на конференциях. Например, он стал одним из главных спикеров на прошлогоднем ASME – международном конгрессе машиностроения.

Чак Халл остается очень скромным человеком. В 2014 году Европейское патентное ведомство вручило ему приз как лучшему изобретателю, работающему за пределами Европы. На это он ответил лишь: «Мне приятно получить признание моих заслуг. Я много и упорно работал, чем я и собираюсь заниматься дальше».

Со СМИ он общается редко. Ниже – одно из его немногих интервью, данное Industry Week. Оно 2013 года, но полностью на русский язык не переводилось. В нем Чак Халл рассказал, как сам долго не верил в коммерческий успех своего изобретения и о том, сможет ли оно когда-нибудь конкурировать с традиционным производством.

Вы изобрели стереолитографию в 1983-м. Спустя 30 лет рынок аддитивного производства начал бурно расти. Людям кажется, что это какое-то новое явление. Что вы думаете по поводу этого бума? Не поздно ли он начался?

Когда мы только начали заниматься 3D-печатью, я долго не мог представить, что это станет настолько популярным.

Мне казалось, этот путь займет лет 25, если не больше. Такова история всех изобретений. Не бывает такого, чтобы вы изобрели вещь вроде 3D-принтера, и толпа покупателей сразу начала ломиться в вашу дверь. Нужно много времени, чтобы понять, что ты изобрел и как это можно усовершенствовать.

3D-печать — это непросто. Вы видите готовое устройство. Думаете, что использовать его очень легко, но это не так. Мы в 3D Systems совершенствовали первый принтер на протяжении 10 лет. За это время удалось пройти путь от идеи до воплощения готового устройства в промышленной сфере.

Но последние несколько лет меня удивили. То, что люди признали 3D-печать как распространенное направление, безусловно, стало сюрпризом.

Когда у вас появилась идея создать 3D-печать? Как вы придумали метод стереолитографии?

Я начинал как инженер-проектировщик. Разработка новых литьевых деталей из пластмассы, которой мы занимались, была очень трудоемким и дорогостоящим процессом. Вначале ты разрабатывал внешний вид детали, делал чертежи, обсуждал все с инструментальщиком, который делал форму для пластиковой части. Затем эта форма отправлялась к литейщику, который изготавливал запчасть. Весь процесс занимал 6-8 недель.

Изготовление занимало много времени, к тому же первая получившаяся деталь никогда не была идеальной. Ее приходилось переделывать и снова запускать цикл производства. Многие месяцы проходили, прежде чем ты получал деталь, которую можно тестировать.

Естественно, мы пытались что-то с этим сделать.

Я решил проверить, смогу ли придумать способ быстрее получить эту первую деталь, чтобы все повторные циклы проходили быстро, а затем быстро получать финальную версию для производства.

Я перебрал кучу идей, которые не сработали, а затем пришел к тому, что в итоге стало стереолитографией. 9 марта 1983 года я произвел этим методом первую деталь.

Потом вы подали заявку на патент, полученный в 1986-м и стали сооснователем 3D Systems. Но кто был вашими клиентами? Какая-нибудь из индустрий видела потенциал на столь ранней стадии?

Когда мы только запустили компанию, сразу отправили «разведчиков» – чтобы понять, есть ли интерес со стороны промышленности.

И он был. На самом деле, интерес к прототипированию был огромным, в основном со стороны автоконцернов.

Автокомпании в то время пытались выпускать автомобили высокого качества. Американские концерны в то время были довольно неповоротливы. Они не могли быстро выпускать новые модели, а качество производства проигрывало в мировой конкуренции.

Поэтому у них была огромная заинтересованность в любой технологии, которая могла бы улучшить ситуацию. Мы сразу стали двигаться в этом направлении, развивать технологию для автомобилестроения. Вскоре после этого множество производителей пошли по тому же пути.

Также в те годы мы разрабатывали методы прототипирования металлических деталей. Наша технология должна была предложить альтернативу традиционному литью методом потерянного воска, и это было первым серьезным ответвлением от прототипирования пластиковых деталей.

Разработанный метод мы назвали Quick Cast. Он позволял быстро лить металлические детали из разнообразных сплавов, и его все еще используют. Главным образом в аэрокосмической и смежных с ней отраслях.

Теперь, когда производители и покупатели осознали всю ценность 3D-печати, что будет дальше? Сможет ли она когда-нибудь конкурировать с традиционным производством?

Я не футурист и у меня нет хрустального шара предсказателя – я не знаю, что произойдет дальше. Но я знаю, что когда достаточное количество умных людей работает над чем-то, это что-то всегда становится лучше.

Главные достоинства аддитивных технологий сейчас — тонкие настройки и возможность работать со сложными конструкциями. Если в вашем производственном процессе нужно множество деталей или нужны детали со множеством отличающихся параметров, 3D-печать может вам пригодиться.

Медицинское применение — естественное для 3D-печати, ведь все тела разные. Когда вы пытаетесь сделать что-то для зубов, например, эта вещь будет разной для разных пациентов. То же касается коленей и других суставов.

Если вы смотрите в будущее 3D-печати, то это, вероятно, детали со сложными формами и узорами, даже при большом объеме производства. Скорость и экономическая выгода от 3D-печати постоянно возрастают. А значит, у нее становится все больше шансов конкурировать с традиционным производством.

Оглядываясь на эти 30 лет — что бы вы назвали самым большим своим достижением, не учитывая саму технологию?

Еще в 80-90-е годы было понятно, что производство будет постепенно уходить из страны. Это касалось не только США — все уходили в страны с дешевой рабочей силой. Я всегда считал, что это плохо. По-моему, производство должно быть ключевой способностью, особенно для США. Сегодня возвращение к производству на территории страны связано с более высокими технологическими возможностями. Мне нравится, что 3D-печать и цифровое производство этому способствуют.

12-13 октября мы проведем в Москве выставку аддитивных технологий и 3D-сканирования – 3D Print Expo. Она станет уже шестой по счету.

На этот раз мы изменили формат и сконцентрировались на практике. Конференции в этом году не будет — будут выставка и лекторий. Конечно, останутся мастер-классы, галерея 3D-печатных объектов и рисование 3D-ручками.

Подробности и программу ищите на официальном сайте.

Альком | История 3D принтеров

Май 13, 2018

С начала нового тысячелетия понятие «3D» прочно вошло в нашу повседневную жизнь. В первую очередь, мы связываем его с киноискусством, фотографией или мультипликацией. Но едва ли сейчас найдётся человек, который хотя бы раз в жизни не слышал о такой новинке, как 3D-печать.

Что же это такое и какие новые возможности в творчестве, науке, технике и повседневной жизни несут нам технологии трехмерной печати, мы и попытаемся разобраться в статье, приведенной ниже.

Но сначала немного истории. Хоть и много стали говорить о 3D печати только последние несколько лет, на самом деле эта технология существует уже достаточно давно. В 1984 году компания Charles Hull разработала технологию трёхмерной печати для воспроизведения объектов с использованием цифровых данных, а двумя годами позже дала название и запатентовала технику стереолитографии.

Тогда же эта компания разработала и создала первый промышленный 3D принтер. Впоследствии эстафету приняла компания 3D Systems, разработавшая в 1988 году модель принтера для 3Д печати в домашних условиях SLA – 250.

В том же году компанией Scott Grump было изобретено моделирование плавлеными осаждениями. После нескольких лет относительного затишья, в 1991 году компания Helisys разрабатывает и выпускает на рынок технологию для производства многослойных объектов, а через год, в 1992, в компании DTM выходит в свет первая система селективного лазерного спаивания.

Затем, в 1993 году основывается компания Solidscape, которая и приступает уже к серийному производству принтеров на струйной основе, которые способны производить небольшие детали с идеальной поверхностью, причём при относительно небольших затратах.

Тогда же Массачусетский университет патентует технологию трёхмерной печати, подобную струйной технологии обычных 2D принтеров. Но, пожалуй, пик развития и популярности 3D печати всё же пришёлся на новый, 21 век.

В 2005 году появился первый 3D принтер, способный печатать в цвете, это детище компании Z Corp под названием Spectrum Z510, а буквально через два года появился первый принтер, способный воспроизводить 50% собственных комплектующих.

В настоящее время круг возможностей и сфер применения 3Д печати постоянно растёт. Этим технологиям оказалось подвластно всё — от кровеносных сосудов до коралловых рифов и мебели. Впрочем, о сферах применения данных технологий мы поговорим чуть позже.

Итак, что же представляет из себя печать на 3d принтере?

Вкратце — это построение реального объекта по созданному на компьютере образцу 3D модели. Затем цифровая трёхмерная модель сохраняется в формате STL-файла, после чего 3D принтер, на который выводится файл для печати, формирует реальное изделие.

Сам процесс печати – это ряд повторяющихся циклов, связанных с созданием трёхмерных моделей, нанесением на рабочий стол (элеватор) принтера слоя расходных материалов, перемещением рабочего стола вниз на уровень готового слоя и удалением с поверхности стола отходов.

Циклы непрерывно следуют один за другим: на первый слой материала наносится следующий, элеватор снова опускается и так до тех пор, пока на рабочем столе не окажется готовое изделие.

Как работает 3D принтер?

Применение трехмерной печати – это серьезная альтернатива традиционным методам прототипирования и мелкосерийному производству. Трёхмерный, или 3д-принтер, в отличие от обычного, который выводит двухмерные рисунки, фотографии и т. д. на бумагу, даёт возможность выводить объёмную информацию, то есть создавать трёхмерные физические объекты.

На данный момент оборудование данного класса может работать с фотополимерными смолами, различными видами пластиковой нити, керамическим порошком и металлоглиной.

Что такое 3d принтер?

В основу принципа работы 3d принтера заложен принцип постепенного (послойного) создания твердой модели, которая как бы «выращивается» из определённого материала, о котором будет сказано немного позже. Преимущества 3D печати перед привычными, ручными способами построения моделей — высокая скорость, простота и относительно небольшая стоимость.

Например, для создания 3D модели или какой-либо детали вручную может понадобиться довольно много времени — от нескольких дней до месяцев. Ведь сюда входит не только сам процесс изготовления, но и предварительные работы — чертежи и схемы будущего изделия, которые всё равно не дают полного видения окончательного результата.

В итоге значительно возрастают расходы на разработку, увеличивается срок от разработки изделия до его серийного производства.

3D технологии же позволяют полностью исключить ручной труд и необходимость делать чертежи и расчёты на бумаге — ведь программа позволяет увидеть модель во всех ракурсах уже на экране, и устранить выявленные недостатки не в процессе создания, как это бывает при ручном изготовлении, а непосредственно при разработке и создать модель за несколько часов.

При этом возможность ошибок, присущих ручной работе, практически исключается.

Что такое 3d принтер: видео

Существуют различные технологии трёхмерной печати. Разница между ними заключается в способе наложения слоёв изделия. Рассмотрим основные из них.

Наиболее распространенными являются SLS (селективное лазерное сплетение), НРМ (наложение слоев расплавленных материалов) и SLA (стереолитиография).

Наиболее широкое распространение благодаря высокой скорости построения объектов получила технология стереолитографии или SLA.

Технология SLA

Технология работает так: лазерный луч направляется на фотополимер, после чего материал затвердевает.

В качестве фотополимера используется полупрозрачный материал, который деформируется под действием атмосферной влаги.

После отвердевания он легко поддаётся склеиванию, механической обработке и окрашиванию. Рабочий стол (элеватор) находится в ёмкости с фотополимером. После прохождения через полимер лазерного луча и отвердения слоя рабочая поверхность стола смещается вниз.

Технология SLS

Спекание порошковых реагентов под действием лазерного луча – оно же SLS — единственная технология 3D печати, которая применяется при изготовлении форм, как для металлического, так и пластмассового литья.

Пластмассовые модели обладают отличными механическими качествами, благодаря которым они могут использоваться для изготовления полнофункциональных изделий. В SLS технологии используются материалы, близкие по свойствам к маркам конечного продукта: керамика, порошковый пластик, металл.

Устройство 3d принтера выглядит следующим образом: порошковые вещества наносятся на поверхность элеватора и спекаются под действием лазерного луча в твёрдый слой, соответствующий параметрам модели и определяющий её форму.

Технология DLP

Технология DLP – новичок на рынке трехмерной печати. Стереолитографические печатные аппараты сегодня позиционируются, как основная альтернатива FDM оборудованию. Принтеры данного типа используют технологию цифровой обработки светом. Многие задаются вопросом, чем печатает 3d принтер данного образца?

Вместо пластиковой нити и нагревающей головки для создания трехмерных фигур используются фотополимерные смолы и DLP-проектор.

Ниже вы можете увидеть, как работает 3d принтер видео:

Впервые услышав про DLP 3d принтер, что это такое – вполне резонный вопрос. Несмотря на замысловатое название, устройство почти не отличается от других настольных печатных аппаратов. К слову, его разработчики, в лице компании
QSQM Technology Corporation, уже запустили в серию первые образцы высокотехнологичного оборудования. Выглядит оно следующим образом:

Технология EBM

Стоит отметить, технологии SLS/DMLS – далеко не единственные в области печати металлом. В настоящее время для создания металлических трехмерных объектов широко используется электронно-лучевая плавка. Лабораторные исследования показали, что использование металлической проволоки для послойного наплавления при изготовлении высокоточных деталей малоэффективно, поэтому инженеры разработали специальный материал – металлоглину.

 

Металлическая глина, использующаяся в качестве чернил во время электронно-лучевой плавки изготавливается из смеси органического клея, металлической стружки и определенного количества воды. Для того чтобы превратить чернило в твердый объект, его нужно нагреть до температуры, при которой клей и вода выгорят, а стружка сплавится между собой в монолит.

 EBM 3d принтер: как работает

Примечательно, что данный принцип также используется при работе с SLS принтерами. Но в отличие от них, EBM-аппараты генерируют для плавки металлоглины направленные электронные импульсы вместо лазерного луча. Нужно сказать, что данный метод обеспечивает высокое качество печати и отличную прорисовку мелких деталей.

На сегодняшний день продаются только промышленные принтеры, использующие EBM технологию. Вот как выглядит один из них:

На видео, представленном ниже, наглядно продемонстрированы возможности 3d принтера, приспособленного для электронно-лучевой плавки:

 Технология НРМ (FDM) HPM

Даёт возможность создавать не только модели, но и конечные детали из стандартных, конструкционных и высокоэффективных термопластиков. Это единственная технология, использующая термопластики производственного класса, обеспечивающие не имеющую аналогов механическую, термическую и химическую прочность деталей.

Печать по технологии НРМ выгодно отличается чистотой, простотой использования и пригодностью для применения в офисе. Детали из термопластика устойчивы к высоким температурам, механическим нагрузкам, различным химическим реагентам, влажной или сухой среде.

Растворимые вспомогательные материалы позволяют создавать сложные многоуровневые формы, полости и отверстия, которые было бы проблематично получить обычными методами. 3D-принтеры, действующие по технологии НРМ, создают детали слой за слоем, разогревая материал до полужидкого состояния и выдавливая его в соответствии созданными на компьютере путями.

Для печати по технологии НРМ используется два различных материала — из одного (основного) будет состоять готовая деталь, и вспомогательного, который используется для поддержки. Нити обоих материалов подаются из отсеков 3D-принтера в печатающую головку, которая передвигается зависимости от изменения координат X и Y, и наплавляет материал, создавая текущий слой, пока основание не переместится вниз и не начнется следующий слой.

Когда 3D-принтер завершит создание детали, остаётся отделить вспомогательный материал механически, или растворить его моющим средством, после чего изделие готово к использованию.

Интересно, что в наши дни популярностью пользуются не только автоматические настольные HPM принтеры, но и приспособления для ручной печати. Причем, правильно было бы назвать их не печатными устройствами, а ручками для рисования трехмерных объектов.

Ручки сделаны по той же схеме, что и принтеры, использующие технологию послойного наплавления. Пластиковая нить подается в ручку, где плавится до нужной консистенции и тут же выдавливается через миниатюрное сопло! При должной сноровке получаются вот такие оригинальные декоративные фигурки:

Ну и конечно, так же, как и технологии, отличаются друг от друга и сами принтеры. Если у вас принтер, работающий по SLA, то технологию SLS на нём применить будет невозможно, т. е. каждый принтер создан только под определённую технологию печати.

 Области применения 3D печати

3D печать открыла большие возможности для экспериментов в таких сферах как архитектура, строительство, медицина, образование, моделирование одежды, мелкосерийное производство, ювелирное дело, и даже в пищевой промышленности.

В архитектуре, например, 3D печать позволяет создавать объёмные макеты зданий, или даже целых микрорайонов со всей инфраструктурой — скверами, парками, дорогами и уличным освещением.

Благодаря используемому при этом дешёвому гипсовому композиту обеспечивается низкая себестоимость готовых моделей. А более 390 тысяч оттенков CMYK позволяют в цвете воплотить любую, даже самую смелую фантазию архитектора.

3d принтер: применение в области строительства

В строительстве есть все основания предполагать, что в недалёком будущем намного ускорится и упростится процесс возведения зданий. Калифорнийскими инженерами создана система 3D печати для крупногабаритных объектов. Она работает по принципу строительного крана, возводящего стены из слоёв бетона.

Такой принтер может возвести двухэтажный дом всего в течение 20 часов.

После чего рабочим останется лишь провести отделочные работы. 3D House Постепенно завоёвывают прочные позиции 3D принтеры и в мелкосерийном производстве.

В основном эти технологии используются для производства эксклюзивных изделий, таких как предметы искусства, фигурки персонажей для ролевых игр, прототипов моделей будущих товаров или каких-либо конструктивных деталей.

В медицине благодаря технологиям трёхмерной печати врачи получили возможность воссоздавать копии человеческого скелета, что позволяет более точно отработать приёмы, повышающих гарантии успешного проведения операций.

Всё большее применение находят 3D принтеры в области протезирования в стоматологии, так как эти технологии позволяют намного быстрее получить протезы, чем при традиционном изготовлении.

Не так давно немецкими учёными была разработана технология получения человеческой кожи. При её изготовлении используется гель, полученный из клеток донора. А в 2011 году учёным удалось воспроизвести живую человеческую почку.

Как видим, возможности, которые открывает 3D печать практически во всех сферах деятельности человека поистине безграничны.

Принтеры, создающие кулинарные шедевры, воспроизводящие протезы и органы человека, игрушки и наглядные пособия, одежду и обувь — уже не плод воображения писателей — фантастов, а реалии современной жизни.

А какие ещё горизонты откроются перед человечеством в ближайшие годы, наверное, это может быть ограничено только фантазией самого человека.

3D Принтеры

Когда была изобретена 3D-печать? История 3D-печати —

15 мая 2020 г.

Когда вы впервые услышали слова «3D-печать», вы представляли себе суперфутуристическую технологию, как в кино, но когда она была изобретена на самом деле ?

Хотя термин 3D-печать может показаться чем-то, что вы ожидаете услышать в научно-фантастическом романе, история 3D-печати, также известной как аддитивное производство, длиннее, чем вы думаете.

Продолжайте читать, чтобы узнать об истории 3D-печати, и наших прогнозах BCN3D относительно будущего развития этой технологии.

История 3D-печати в 3 этапа

1980-е годы: когда была изобретена 3D-печать?

Первые задокументированные версии 3D-печати восходят к началу 1980-х годов в Японии. В 1981 году Хидео Кодама пытался найти способ разработать систему быстрого прототипирования. Он придумал послойный подход к производству с использованием светочувствительной смолы, полимеризуемой под действием УФ-излучения.

Хотя Кодама не смог подать заявку на получение патента на эту технологию, его чаще всего называют первым изобретателем этой производственной системы, которая является ранней версией современной машины SLA.

Несколько лет спустя по всему миру трио французских исследователей также пытались создать машину для быстрого прототипирования. Вместо смолы они стремились создать систему, которая отверждала бы жидкие мономеры в твердые тела с помощью лазера.

Как и Kodama, они не смогли подать заявку на патент на эту технологию, но им все еще приписывают разработку системы.

В том же году Чарльз Халл подал первый патент на стереолитографию (SLA). Американский производитель мебели, который был разочарован тем, что не может легко создавать небольшие нестандартные детали, Халл разработал систему для создания 3D-моделей путем отверждения светочувствительной смолы слой за слоем.

В 1986 он подал заявку на патент на технологию, а в 1988 году основал корпорацию 3D Systems. Первый коммерческий 3D-принтер SLA, SLA-1, был выпущен его компанией в 1988. 

Но SLA был не единственным процессом аддитивного производства, который изучался в то время.

В 1988 году Карл Декард из Техасского университета подал патент на технологию селективного лазерного спекания (SLS). Эта система плавила порошки вместо жидкости с помощью лазера.

Машины для изготовления SLS на складе Fundació CIM

Моделирование методом наплавления (FDM) также было запатентовано примерно в то же время Скоттом Крампом. FDM, также называемый изготовлением плавленых нитей, отличается от SLS и SLA тем, что вместо использования света нить выдавливается непосредственно из нагретого сопла. Технология FFF стала самой распространенной формой 3D-печати, которую мы видим сегодня.

Эти три технологии — не единственные существующие типы методов 3D-печати. Но именно они служат строительными блоками, которые заложат основу для развития технологии и разрушения отрасли.

1990-2010: рост

В 90-е годы появилось много компаний и стартапов, которые экспериментировали с различными технологиями аддитивного производства. В 2006 году был выпущен первый коммерчески доступный SLS-принтер , который изменил правила игры с точки зрения создания производства промышленных деталей по требованию.

Инструменты САПР также стали более доступными в это время, позволяя людям разрабатывать 3D-модели на своих компьютерах. Это один из самых важных инструментов на ранних этапах создания 3D-печати.

В то время машины сильно отличались от тех, которыми мы пользуемся сейчас. Их было сложно использовать, они были дорогими, а многие окончательные отпечатки требовали значительной постобработки. Но инновации происходили каждый день, а открытия, методы и практики совершенствовались и изобретались.

Затем, в 2005 году, Open Source изменил игру для 3D-печати, предоставив людям более широкий доступ к этой технологии. Доктор Адриан Бойер создал проект RepRap, инициативу с открытым исходным кодом по созданию 3D-принтера, который мог бы создавать еще один 3D-принтер вместе с другими 3D-печатными объектами.

RepRapBCN посреди склада Fundacio CIM демонстрирует машины RepRap для посетителей.

В 2008 году был напечатан первый протез ноги , что привлекло внимание к 3D-печати и представило этот термин миллионам людей по всему миру.

Затем, в 2009 году, патенты FDM, зарегистрированные в 80-х годах, стали общественным достоянием , изменив историю 3D-печати и открыв дверь для инноваций. Поскольку технология теперь стала более доступной для новых компаний и конкурентов, цены на 3D-принтеры начали снижаться, а 3D-печать становилась все более доступной.

3D Printing Now

В 2010-х цены на 3D-принтеры начали снижаться, что сделало их доступными для широкой публики. Вместе со снижением цен повысилось качество и удобство печати.

Материалы, используемые в типографии, также претерпели изменения. Теперь есть множество пластиков и нитей, которые широко доступны. Такие материалы, как углеродное волокно и стекловолокно, также могут быть напечатаны в 3D. Некоторые креативщики даже экспериментируют с материалами для печати, такими как шоколад или макароны!

В 2019 году было завершено строительство крупнейшего в мире функционального 3D-печатного здания. 3D-печать в настоящее время постоянно используется при разработке слуховых аппаратов и других медицинских приложений, и многие отрасли и сектора внедрили эту технологию в свой повседневный рабочий процесс.

Можно с уверенностью сказать, что история 3D-печати все еще пишется.

Инновации и идеи рождаются каждый день. Мы очень рады видеть, что будет дальше!

Пионеры печати: Чак Халл и начало 3D-печати

В этом выпуске журнала «Пионеры полиграфии» мы сосредоточимся на новаторских достижениях Чарльза «Чака» Халла. Его история успеха «отца 3D-печати» навсегда сформировала индустрию печати. В настоящее время 3D-печать играет важную роль в будущем нашей промышленности, производстве и медицинской печати.

В этом выпуске «Пионеры печати» мы рассказываем о жизни Чарльза «Чака» Халла, отца 3D-печати. В 1983 году Чак Халл изобрел стереолитографию, также известную как 3D-печать. В том же году он создал первую 3D-печатную деталь. Его нововведение навсегда изменило печать и открыло новые двери для революции не только в нашей отрасли, но и в других областях, таких как автомобилестроение, аэрокосмический сектор и медицинская печать.

Скромное начало

Чак ​​Халл родился как Чарльз У. Халл 12 мая 1939 года в Клифтоне, штат Колорадо. После окончания Центральной средней школы в Град-Джанкшен, штат Колорадо, он продолжил изучать инженерную физику в Университете Колорадо. В 1961 году он получил степень бакалавра наук и начал свою карьеру.

Базовое «Ага»

Халл говорит, что начал с решения проблемы. В 1983 году, когда ему впервые пришла в голову идея печатать трехмерные детали, он работал в компании, которая использовала УФ-свет для отверждения покрытий столешниц. Во время своей работы ему приходилось создавать прототипы пластиковых деталей, которые нужно было вводить в форму, что он назвал «действительно утомительным процессом». Видя, сколько времени и сил уходит на выполнение этой работы, он задумался о том, как не только ускорить, но и упростить процесс занятия своих рабочих дней. Должен был быть более эффективный способ подойти к задаче:

«Я видел большое препятствие в разработке пластиковой детали, потому что мне приходилось время от времени проектировать пластиковую деталь, и я расстраивался. Я как бы сложил два и два. Если бы я мог напечатать много этих слоев, у меня была бы подходящая пластиковая деталь, так что это было просто основное «ага».

Чак ​​Халл подал заявку на патент «Устройство для производства трехмерных объектов с помощью стереолитографии» 8 августа 1984 года, введя термин «стереолитография». Патент выдан 11 марта 19 г.86, навсегда изменив индустрию печати. Вскоре он стал широко используемым методом быстрого прототипирования и прямого производства. В соответствии с его занятостью в то время, первоначальное изобретение Халла работало с тонко напечатанными слоями отверждаемых ультрафиолетом материалов, уложенными друг на друга.

После получения патента в США он стал соучредителем компании 3D Systems. Вначале он работал только с твердотельной технологией визуализации. Всего год спустя, в 1987 году, его компания выпустила первый в мире 3D-принтер: стереолитографический (SLA) принтер SLA-1.

Его технология 3D-печати стала хитом продаж среди производителей автомобилей, аэрокосмической отрасли и компаний, разрабатывающих медицинское оборудование. Вскоре промышленные гиганты, такие как General Motors и Mercedes-Benz, использовали его системы для создания прототипов.

Сегодня Чак Халл является обладателем 93 патентов США и 20 европейских патентов на свое имя. В 2014 году Европейское патентное ведомство наградило его Европейской премией изобретателя в категории неевропейских стран, а в 2015 году — премией IRI за достижения Института промышленных исследований. — прорывное изобретение стереолитографии.

Что нас ждет в будущем

Примерно в 2010 году, более чем через 20 лет после того, как Чак Халл начал свою скромную идею, 3D-принтеры стали сравнительно недорогим продуктом, который даже нашел свое применение в частных домах — развитие, которое изобретатель предсказывал с самого начала. сказал своей жене, что пройдет от 25 до 30 лет, прежде чем технология попадет в дом.

Разговаривая сегодня с отцом 3D-печати, он удивляется тому, на что именно способно его собственное творение, и ему любопытно, куда приведет будущее.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *