Mi 30 éves, de mégis vadonatújnak tűnik? Hiszed vagy sem, ez a 3D nyomtatás. Igen, ez a technológia már a Beege-ek óta létezik. Jöjjön velünk, és tegyünk egy rövid túrát a 3D nyomtatás történetén keresztül.

1981-től 1999-ig: Additive Manufacturing in its Infancy

1981-ben Hideo Kodama, a Nagoya Municipal Industrial Research Institute munkatársa közzétette beszámolóját egy funkcionális gyors prototípusgyártó rendszerről, amely fotopolimereket használt (ezekről egy perc múlva bővebben). Egy szilárd, nyomtatott modellt rétegekből építettek fel, amelyek mindegyike megfelelt a modell egy-egy keresztmetszeti szeletének, Hmm, rémlik valami?

Három évvel később, 1984-ben Chuck Hull új utat nyitott a sztereolitográfia feltalálásával, amely a 3D nyomtatás egyik legnépszerűbb típusává vált.

A sztereolitográfia (SLA) lehetővé teszi, hogy a tervezők 3D modelleket hozzanak létre digitális adatok felhasználásával (igen, engem is meglepett, hogy a nyolcvanas évek elején a számítógépek képesek voltak 3D modelleket generálni), amelyekből aztán fizikai, kézzelfogható tárgyat lehet létrehozni.

A SLA kulcsa egyfajta akrilalapú anyag, az úgynevezett fotopolimer. Amint azt a 3D-nyomtatók különböző típusainál részletesen leírtuk, az SLA egy additív eljárás, amelynek során folyékony anyagot alakítunk át szilárd műanyagdarabbá, szelektív kikeményítéssel, fényforrás segítségével. Ez a folyamat ezután az anyagot a 3D-modell tervének megfelelő formába önti. A fotopolimerekről többet megtudhat ebből az útmutatóból.

Ez az új technológia nagy hír volt a feltalálók és vállalkozók számára, akik mostantól prototípusokat készíthettek és tesztelhették terveiket anélkül, hogy hatalmas előzetes gyártási beruházást kellett volna vállalniuk.

1992-ben George Busht elnökké választották – és a 3D Systems (Charles Hull cége) megalkotta a világ első sztereolitográfiai nyomtatógépét (SLA), amely lehetővé tette, hogy összetett alkatrészeket gyártson rétegről rétegre, a szokásos idő töredéke alatt.

Ugyanebben az évben a DTM startup cég elkészítette a világ első szelektív lézerszinterező (SLS) rendszerét – amely nem folyadékba, hanem porba lövi a lézert.

Ezek a technológiák még gyerekcipőben jártak, és nem voltak ideálisak; volt némi vetemedés az anyagtól, ahogy az megszilárdult, és a gépek megfizethetetlenül drágák voltak az otthoni történészek számára, de a jövőjük tagadhatatlan volt.

Már évtizedekkel később a 3D nyomtatás története igazolta a régi mondást, miszerint a múlt csupán egy ablak a jövőbe, és ez a technológia még mindig fejlődik.

1999-től 2011-ig: A 3D nyomtatás serdülőkori története

Az Y2K előtti időszak izgalmas volt – nem csak azért, mert 1999-ben az első Beverly Hills 90210 az utolsó évadába lépett, hanem azért is, mert az első 3D-nyomtatott férfiasságot emberbe ültették. A Wake Forest Institute for Regenerative Medicine kutatói mesterséges öntőformákat tettek közzé egy emberi hólyagról, majd ezeket a formákat emberi betegek sejtjeivel vonták be.

Az újonnan létrehozott szöveteket ezután beültették a páciensekbe, és alig volt esélyük arra, hogy az immunrendszerük kilökné őket, mivel a saját sejtjeikből hozták létre.

Egészségügyi szempontból ez egy félelmetes évtized volt a 3D nyomtatás történetében. Mindössze 10 rövid év alatt különböző intézmények és startupok tudósai funkcionális minivese gyártottak, bioprintelték az első vérereket kizárólag emberi sejtek felhasználásával, és összeállítottak egy lábprotézist olyan bonyolult alkatrészekből, amelyeket pontosan ugyanabban a szerkezetben nyomtattak ki.

Ez volt az az évtized is, amelyben a 3D nyomtatás kiteljesedett a nyílt forráskódú mozgalomban. 2005-ben Dr. Adrian Bowyer RepRap Projectje nyílt forráskódú kezdeményezést hozott létre egy olyan 3D nyomtató elkészítésére, amely lényegében képes önmagát megépíteni, vagy szinte minden darabját maga nyomtatni!

A 2008-ban bemutatott “Darwin” egy olyan önreprodukáló nyomtató, amely pontosan erre képes. Hirtelen az emberek mindenhol képesek lettek arra, hogy bármilyen anyagot saját maguk alkossanak meg, amit csak meg tudnak álmodni.

A 2000-es évek közepétől a gyártás demokratizálása megragadta a közvélemény fantáziáját, ahogy a tömeges testreszabás gondolata is (ami a jumbó garnélarákkal ellentétben nem igazán oximoron).

Az első SLS-gép 2006-ban vált kereskedelmi életképessé, ami megnyitotta az utat az ipari alkatrészek igény szerinti gyártása előtt. A 3D-nyomtatással foglalkozó induló vállalkozás, az Objet (amely ma már beolvadt a Stratasysba) olyan 3D-nyomtatót épített, amely számos anyagból tudott nyomtatni, ami lehetővé tette, hogy egyetlen alkatrész különböző változatokban, különböző anyagtulajdonságokkal készüljön.

Az évtized intenzíven kreatív innovációit az olyan kollaboratív társalkotási szolgáltatások elindítása koronázta meg, mint a Shapeways, egy 3D-nyomtatási piac, ahol a tervezők visszajelzést kaphatnak az ügyfelektől és más tervezőktől, majd egyszerűen legyárthatják termékeiket.

Az egészet betetőzendő, megjelent a MakerBot, amely nyílt forráskódú barkácskészleteket szolgáltatott a gyártóknak saját 3D-nyomtatóik megépítéséhez. Ebben az időben a feltalálók és tervezők számára a belépési korlátok napról napra csökkentek.

2012-től napjainkig: A 3D nyomtatás fénykorában

Már csak az elmúlt évtizedekre visszatekintve nehéz nem úgy érezni, hogy a jövőben élünk. Hamarosan: 3D-nyomtatott űrruhák!

Nos, majdnem. Miközben a 3D nyomtatók beszerzési ára rohamosan csökkent, a 3D nyomtatók folyamatosan fejlődtek. Ma már 500 dollár alatt is vásárolhatunk olyan 3D nyomtatót, amely felülmúl egy olyan modellt, amely egy évtizeddel ezelőtt több mint 3000 dollárba került volna.

A 3D nyomtatás folyamatos fejlődésével az újítók olyan módon feszegetik a határokat, amiről Charles Hull csak álmodni tudott. A tervezők már nem korlátozódnak a vinil nyomtatásra. Egy példa: most már ezüstből vagy aranyból is kinyomtathatja álmai eljegyzési gyűrűjét. A Southamptoni Egyetem mérnökei repültek a világ első 3D-nyomtatott pilóta nélküli repülőgépével, a KOR Ecologic pedig elkészítette az Urbee prototípusát, egy 3D-nyomtatott karosszériával ellátott járművet, amelyet úgy terveztek, hogy 200 mpg-t kapjon az autópályán.

Ezzel eljutottunk napjainkig; bár mire ez a történelemóra megjelenik, biztosan sok más additív gyártási áttörés is történik valahol a világban. Ezt szinte lehetetlen fenntartani. Végső soron a gyerekeink művészeti projekteket fognak építeni az osztályterem 3D nyomtatójával, és a fogorvosunknak lehetősége lesz arra, hogy egyedi nyomtatással készített műfogsorra vonatkozó receptet hívjon fel.

Aközben én a híreket fogom nézni, és várom az űrruhámat.