Morda ste že slišali, da je 3D tiskanje oznanjeno kot prihodnost proizvodnje. In s tem, kako se je tehnologija napredovala in širila v komercialne namene, je lahko zelo dobra v hype-ju, ki ga obdaja. Kaj je torej 3D tiskanje? In kdo se je domislil tega?
Najboljši primer, ki opisuje, kako deluje 3D-tiskanje, prihaja iz TV-serij Zvezdne steze: Naslednja generacija. V tem izmišljenem futurističnem vesolju posadka na krovu vesoljske ladje uporablja majhno napravo, imenovano replikator, za ustvarjanje skoraj vsega, tako kot pri hrani in pijačah do igrač. Čeprav sta oba sposobna upodabljati tridimenzionalne predmete, 3D tiskanje ni skoraj tako prefinjeno. Medtem ko replikator manipulira s subatomskimi delci, da ustvari vse majhne predmete, nam 3D-tiskalniki "natisnejo" materiale v zaporedne plasti, da tvorijo predmet.
Zgodnji razvoj
Zgodovinsko gledano se je razvoj tehnologije začel v začetku osemdesetih let prejšnjega stoletja, celo pred omenjeno TV oddajo. Leta 1981 je Hideo Kodama iz občinskega industrijskega raziskovalnega inštituta Nagoya prvič objavil poročilo o tem materiali, imenovani fotopolimeri, ki se strdijo, ko so izpostavljeni UV svetlobi, se lahko uporabijo za hitro proizvodnjo trdnih snovi prototipov. Čeprav je njegov papir postavil temelje za 3D-tiskanje, ni bil prvi, ki je dejansko izdelal 3D-tiskalnik.
Ta prestižna čast gre inženirju Chuck Hull, ki je leta 1984 zasnoval in ustvaril prvi 3D tiskalnik. Delal je za podjetje, ki je z UV-svetilkami oblikovalo trde, obstojne prevleke za mize, ko se je lotil ideje, da bi izkoristil ultravijolično tehnologijo za izdelavo majhnih prototipov. Na srečo je imel Hull mesece laboratorij, da se je zamislil s svojo idejo.
Ključnega pomena pri delu s tiskalnikom so fotopolimeri, ki so bili v tekočem stanju, dokler niso reagirali ultravijolična svetloba. Sistem, ki bi ga Hull sčasoma razvil, znan kot stereolitografija, je uporabil snop UV svetlobe za skiciranje oblike predmeta iz kadi tekočega fotopolimera. Ko se je svetlobni žarek utrjeval vsak sloj vzdolž površine, bi se ploščad premaknila navzdol, tako da se lahko naslednji sloj utrdi.
Patent za tehnologijo je vložil leta 1984, vendar je bilo tri tedne po tem, ko so ekipa francoskih izumiteljev Alain Le Méhauté, Olivier de Witte in Jean Claude André vložila patent za podoben postopek. Vendar pa so njihovi delodajalci zaradi "pomanjkanja poslovne perspektive" opustili prizadevanja za nadaljnji razvoj tehnologije. To je Hullu dovolilo avtorske pravice za izraz "Stereolitografija." Njegov patent z naslovom "Naprava za izdelavo tridimenzionalnih predmetov s stereolitografijo" je bil izdan 11. marca 1986. Tistega leta je Hull oblikoval tudi 3D sisteme v Valenciji v Kaliforniji, tako da je lahko začel s hitro izdelavo prototipov.
Širjenje na različne materiale in tehnike
Čeprav je Hull-ov patent zajel številne vidike 3D-tiskanja, vključno z oblikovalsko in operacijsko programsko opremo, druge tehnike in različni materiali bi drugi izumitelji gradili na konceptu drugačno pristopov. Leta 1989 je a patent je bil dodeljen Carlu Deckardu, študentu univerze v Teksasu, ki je razvil metodo, imenovano selektivno lasersko sintranje. S SLS, a laserski žarek je bila uporabljena za vezavo materialov v prahu, kot je kovina, skupaj, da so tvorili plast predmeta. Po vsakem naslednjem sloju bi na površino dodal svež prah. Za izdelavo kovinskih predmetov se uporabljajo tudi druge različice, kot so lasersko sintranje z neposrednimi kovinami in selektivno lasersko taljenje.
Najbolj priljubljena in najbolj prepoznavna oblika 3D tiskanja se imenuje modeliranje z zloženim nanašanjem. FDP, ki ga je razvil izumitelj S. Scott Crump gradi material v plasteh neposredno na ploščad. Material, navadno smola, se odda skozi kovinsko žico in se, ko se sprosti skozi šobo, takoj strdi. Ideja je prišla Crumpu leta 1988, medtem ko je poskušal izdelovati igračko žabo za svojo hčerko tako, da je raztopil svečni vosek skozi pištolo za lepilo.
Leta 1989 je Crump patentiral tehnologijo in z ženo soustanovil podjetje Stratasys Ltd. izdelati in prodati stroje za 3D tiskanje za hitro izdelavo prototipov ali komercialno proizvodnjo. Svojo družbo so sprejeli v javnost leta 1994, do leta 2003 pa je FDP postal najbolj prodajana tehnologija hitre izdelave prototipov.