Co ma 30 lat, ale czuje się jak nowość? Wierzcie lub nie, ale jest to druk 3D. Tak, ta technologia istnieje już od czasów Beegees’ów. Wybierz się z nami na krótką wycieczkę po historii druku 3D.

1981 do 1999: Produkcja addytywna w powijakach

W 1981 r. Hideo Kodama z Nagoya Municipal Industrial Research Institute opublikował swoją relację z funkcjonalnego systemu szybkiego prototypowania wykorzystującego fotopolimery (więcej o nich za chwilę). Solidny, wydrukowany model był budowany w warstwach, z których każda odpowiadała przekrojowi poprzecznemu w modelu, Hmm, brzmi znajomo?

Przenosimy się o trzy lata do przodu, do 1984 r., gdzie Chuck Hull przełamał nowy grunt, wymyślając stereolitografię, która stała się jednym z najpopularniejszych rodzajów druku 3D.

Stereolitografia (SLA) pozwala projektantom tworzyć modele 3D przy użyciu danych cyfrowych (tak, byłem zaskoczony, gdy dowiedziałem się, że komputery mogły generować modele 3D na początku lat osiemdziesiątych), które mogą być następnie wykorzystane do stworzenia fizycznego, namacalnego obiektu.

Kluczem do SLA jest rodzaj materiału na bazie akrylu, znanego jako fotopolimer. Jak opisano szczegółowo w różnych typach drukarek 3D, SLA jest procesem addytywnym, w którym przekształca się płynne materiały w stałe kawałki plastiku, poprzez selektywne utwardzanie ich za pomocą źródła światła. Proces ten następnie formuje materiał do kształtu projektu Twojego modelu 3D. Możesz dowiedzieć się więcej na temat fotopolimerów z tego przewodnika.

Ta nowa technologia była wielką nowiną dla wynalazców i przedsiębiorców, którzy mogli teraz prototypować i testować swoje projekty bez konieczności podejmowania z góry ogromnych inwestycji w produkcję.

W 1992 r. George Bush został wybrany na prezydenta, a 3D Systems (firma Charlesa Hulla) stworzyła pierwszą na świecie maszynę do druku stereolitograficznego (SLA), która umożliwiła wytwarzanie złożonych komponentów, warstwa po warstwie, w ułamku czasu, który zwykle był potrzebny.

W tym samym roku, startup DTM stworzył pierwszy na świecie system selektywnego spiekania laserowego (SLS), który strzela laserem w proszek, a nie w ciecz.

Technologie te były w powijakach i nie były idealne; materiał ulegał odkształceniom, gdy się utwardzał, a maszyny były zbyt drogie dla domowych historyków, ale ich przyszłość była niezaprzeczalna.

Dekady później, historia druku 3D udowodniła stare porzekadło, że przeszłość jest po prostu oknem w przyszłość i że ta technologia wciąż ewoluuje.

1999 do 2011: Młodzieńcza historia druku 3D

Przyprowadzenie do Y2K było ekscytujące – nie tylko dlatego, że w 1999 r. pierwszy Beverly Hills 90210 wszedł na antenę w ostatnim sezonie, ale również dlatego, że pierwsze wydrukowane w 3D męskie ciało zostało zasadzone na człowieku. Naukowcy z Wake Forest Institute for Regenerative Medicine opublikowali sztuczne formy ludzkiego pęcherza moczowego, a następnie pokryli te formy komórkami ludzkich pacjentów.

Nowo wytworzona tkanka została następnie wszczepiona pacjentom, z niewielką lub żadną szansą, że ich układy odpornościowe odrzucą ją, ponieważ została stworzona z ich własnych komórek.

Medycznie rzecz biorąc, była to wspaniała dekada w historii druku 3D. W ciągu zaledwie 10 krótkich lat, naukowcy z różnych instytucji i startupów stworzyli funkcjonalną miniaturową nerkę, wydrukowali pierwsze naczynia krwionośne przy użyciu wyłącznie ludzkich komórek i zmontowali protezę nogi ze skomplikowanymi częściami, które zostały wydrukowane dokładnie w tej samej strukturze.

Była to również dekada, w której druk 3D wypełnił ruch open-source. W 2005 r. RepRap Project dr Adriana Bowyera powołał do życia inicjatywę open-source, mającą na celu stworzenie drukarki 3D, która mogłaby w zasadzie zbudować się sama lub wydrukować prawie wszystkie swoje własne części!

W 2008 r. na rynek wszedł „Darwin”, samoreplikująca się drukarka, która jest wyposażona dokładnie w taki sposób. Nagle, ludzie na całym świecie mieli możliwość stworzenia dowolnej substancji, jaką tylko sobie wymarzą.

Od połowy lat 2000, demokratyzacja produkcji zawładnęła wyobraźnią społeczeństwa, podobnie jak pojęcie masowej personalizacji (które, w przeciwieństwie do krewetek jumbo, nie jest tak naprawdę oksymoronem).

Pierwsza maszyna SLS stała się komercyjnie opłacalna w 2006 roku, co otworzyło drzwi do produkcji na żądanie komponentów przemysłowych. Startup Objet (obecnie połączony ze Stratasys) skonstruował drukarkę 3D, która mogła drukować z wielu substancji, co umożliwiło produkcję jednej części w różnych wersjach, o różnych właściwościach materiałowych.

Intensywnie kreatywne innowacje dekady zostały zwieńczone uruchomieniem usług współtworzenia, takich jak Shapeways, rynku druku 3D, na którym projektanci mogą uzyskać informacje zwrotne od klientów i innych projektantów, a następnie łatwo wytwarzać swoje produkty.

Na domiar złego, na scenę wkroczyła firma MakerBot, dostarczając producentom zestawy typu „zrób to sam” o otwartym kodzie źródłowym, umożliwiające im konstruowanie własnych drukarek 3D. W tym czasie, bariery wejścia dla wynalazców i projektantów spadały z dnia na dzień.

2012 do dnia dzisiejszego: 3D Printing in Its Prime

Dzisiaj, patrząc wstecz na zaledwie kilka ostatnich dekad, trudno nie odnieść wrażenia, że żyjemy w przyszłości. Już wkrótce: Kombinezony kosmiczne drukowane w 3D!

No cóż, prawie. Podczas gdy cena zakupu drukarek 3D gwałtownie spadła, drukarki 3D wciąż się ulepszają. Możesz teraz kupić drukarkę 3D za mniej niż 500$, taką, która przewyższy model, który kosztowałby Cię ponad 3000$ dekadę temu.

Dzięki ciągłej poprawie druku 3D, innowatorzy przesuwają granicę w sposób, o którym Charles Hull mógł tylko pomarzyć. Projektanci nie są już ograniczeni do drukowania z winylu. Przypadek w punkcie: teraz możesz wydrukować pierścionek zaręczynowy swoich marzeń używając srebra lub złota. Inżynierowie z Uniwersytetu w Southampton polecieli pierwszym na świecie bezzałogowym samolotem wydrukowanym w 3D, a KOR Ecologic stworzył prototyp Urbee, pojazdu z nadwoziem wydrukowanym w 3D, który ma osiągać 200 mil na godzinę na autostradzie.

To zaprowadzi nas do dnia dzisiejszego, choć zanim ta lekcja historii zostanie opublikowana, na pewno gdzieś na świecie wydarzy się wiele innych przełomowych odkryć w dziedzinie produkcji addytywnej. Jest to prawie niemożliwe do utrzymania. Ostatecznie, nasze dzieci będą budować projekty artystyczne przy użyciu ich klasy drukarki 3D, a nasz dentysta będzie miał możliwość zadzwonić do recepty na niestandardowe wydrukowane pary protez.

Międzyczasie, będę oglądać wiadomości i czeka na mój spacesuit.

.