Wat is 30 jaar oud maar voelt gloednieuw aan? Geloof het of niet, het is 3D-printen. Yep, deze technologie bestaat al sinds de Beegees. Kom met ons mee voor een korte tour door de geschiedenis van 3D printen.

1981 tot 1999: Additive Manufacturing in zijn kinderschoenen

In 1981 publiceerde Hideo Kodama van het Nagoya Municipal Industrial Research Institute zijn verslag van een functioneel rapid prototyping systeem dat gebruik maakte van fotopolymeren (meer daarover in een minuut). Een solide, geprint model werd opgebouwd in lagen, die elk overeenkwamen met een doorsnede in het model. Hmm, ring any bells?

Drie jaar later, in 1984, brak Chuck Hull een nieuwe weg in door stereolithografie uit te vinden, wat een van de populairste vormen van 3D-printen werd.

Stereolithografie (SLA) laat ontwerpers 3D-modellen maken met behulp van digitale gegevens (ja, ik was ook verbaasd toen ik begin jaren tachtig hoorde dat computers 3D-modellen konden genereren), die vervolgens kunnen worden gebruikt om een fysiek, tastbaar object te maken.

De sleutel tot SLA is een soort materiaal op acrylbasis dat bekend staat als een fotopolymeer. Zoals in detail beschreven in de verschillende soorten 3D-printers, is SLA een additief proces waarbij je vloeibare materialen omzet in een vast stuk plastic, door het selectief uit te harden met behulp van een lichtbron. Dit proces giet het materiaal vervolgens in de vorm van het ontwerp van uw 3D-model. Meer informatie over fotopolymeren vindt u in deze gids.

Deze nieuwe technologie was groot nieuws voor uitvinders en ondernemers, die nu prototypes konden maken en hun ontwerpen konden testen zonder zich te hoeven vastleggen op een enorme investering vooraf in de fabricage.

In 1992 werd George Bush verkozen tot president en creëerde 3D Systems (het bedrijf van Charles Hull) ’s werelds eerste stereolithografische drukmachine (SLA), waarmee het haalbaar werd om complexe onderdelen laag voor laag te fabriceren in een fractie van de tijd die het gewoonlijk zou kosten.

Datzelfde jaar maakte startup DTM ’s werelds eerste selectieve laser sintering (SLS) systeem, dat een laser in een poeder schiet in plaats van in een vloeistof.

Deze technologieën stonden in hun kinderschoenen en waren niet ideaal; er was enige kromtrekking van het materiaal als het uithardde, en de machines waren onbetaalbaar duur voor huis-historici, maar hun toekomst was onbetwistbaar.

Decennia later heeft de geschiedenis van 3D-printen het oude adagium bewezen, dat het verleden slechts een venster op de toekomst is, en dat deze technologie nog steeds in ontwikkeling is.

1999 tot 2011: 3D Printing’s Adolescent History

De aanloop naar Y2K was spannend – niet alleen omdat in 1999 het eerste Beverly Hills 90210 zijn laatste seizoen op de buis inging, maar ook omdat de eerste 3D-geprinte mannelijkheid in mensen werd geplant. Onderzoekers van het Wake Forest Institute for Regenerative Medicine publiceerden kunstmatige mallen van een menselijke blaas en bekleedden deze mallen vervolgens met de cellen van menselijke patiënten.

Het nieuw gegenereerde weefsel werd vervolgens bij de patiënten geïmplanteerd, met weinig tot geen kans dat hun immuunsysteem het zou afstoten aangezien het was gemaakt van hun eigen cellen.

Medisch gesproken was dit een geweldig decennium in de geschiedenis van 3D-printen. In slechts 10 korte jaren fabriceerden wetenschappers van verschillende instellingen en startups een functionele miniatuurnier, bioprintten de eerste bloedvaten met alleen menselijke cellen, en assembleerden een prothesebeen met gecompliceerde onderdelen die binnen precies dezelfde structuur waren geprint.

Dit was ook het decennium waarin 3D-printen de open-source beweging vervulde. In 2005, Dr. Adrian Bowyer’s RepRap Project zette een open-source initiatief op om een 3D-printer te maken die in wezen zichzelf kon bouwen, of bijna al zijn eigen stukken kon printen.

In zijn lancering in 2008, “Darwin”, is een zelfreplicerende printer die is uitgerust om precies dat te doen. Plotseling hadden mensen overal de mogelijkheid om elke stof te maken die ze zelf konden bedenken.

Vanaf het midden van de jaren 2000 had de democratisering van het fabriceren de verbeelding van het publiek veroverd, net als het begrip mass customization (dat, in tegenstelling tot jumbo garnalen, niet echt een oxymoron is).

De eerste SLS machine werd commercieel levensvatbaar in 2006, wat de deur opende naar on-demand fabricage van industriële onderdelen. 3D-printing startup Objet (nu gefuseerd met Stratasys) bouwde een 3D-printer die kon printen in tal van stoffen, waardoor slechts één onderdeel kon worden gefabriceerd in verschillende versies, met verschillende materiaaleigenschappen.

De intens creatieve innovaties van het decennium werden afgetopt met de lancering van collaboratieve co-creatiediensten zoals Shapeways, een 3D-printmarkt waar ontwerpers feedback van klanten en andere ontwerpers kunnen krijgen en vervolgens eenvoudig hun producten kunnen vervaardigen.

Als klap op de vuurpijl kwam MakerBot op, die open-source DIY-kits leverde voor fabrikanten om hun eigen 3D-printers te bouwen. In deze tijd daalden de toetredingsdrempels voor uitvinders en ontwerpers met de dag.

2012 to Present Day: 3D Printing in Its Prime

Vandaag, terugkijkend op slechts de laatste decennia, is het moeilijk om niet het gevoel te hebben dat we in de toekomst leven. Binnenkort: 3D-geprinte ruimtepakken!

Nou ja, bijna. Terwijl de aanschafprijs van 3D-printers snel is gedaald, zijn 3D-printers steeds beter geworden. U kunt nu een 3D-printer kopen voor minder dan 500 dollar, een die beter presteert dan een model dat u tien jaar geleden meer dan 3000 dollar zou hebben gekost.

Met de voortdurende verbetering van 3D-printen, verleggen innovators de grenzen op manieren waar Charles Hull alleen maar van kon dromen. Ontwerpers zijn niet langer beperkt tot het printen met vinyl. Een voorbeeld: nu kun je de verlovingsring van je dromen printen met zilver of goud. Ingenieurs van de Universiteit van Southampton hebben ’s werelds eerste 3D-geprinte onbemande vliegtuig gevlogen, en KOR Ecologic heeft een prototype gemaakt van Urbee, een voertuig met een 3D-geprinte carrosserie dat is ontworpen om 200 mpg op de snelweg te halen.

Dat brengt ons tot op de dag van vandaag; hoewel tegen de tijd dat deze geschiedenisles wordt gepubliceerd, er vast en zeker nog veel meer doorbraken op het gebied van additieve productie ergens in de wereld zullen zijn gebeurd. Het is bijna onmogelijk om het vol te houden. Uiteindelijk zullen onze kinderen kunstprojecten bouwen met behulp van de 3D-printer in hun klaslokaal, en zal onze tandarts de mogelijkheid hebben om een recept op te vragen voor een op maat geprint kunstgebit.

Tussen zal ik naar het nieuws kijken en wachten op mijn ruimtepak.