Monien ihmisten silmissä 3D-tulostus on tulostin, joka voi tulostaa kolmiulotteisia objekteja. Aivan kuten nuorena näkemämme animaatio "Ma Liang", siveltimestä voi tulla todellisuutta mitä tahansa mielessämme haluamme. Ma Liangin sivellin on vain utopistinen toive. 3D-tulostimien tulo voi täyttää "Ma Liangin maagisen kynän" toiveen.
Olimme iloisesti yllättyneitä uutisista, että NASA käytti 3D-tulostustekniikkaa koko kuvantamisteleskoopin valmistukseen, Local Motors tuotti ensimmäisen 3D-tulostetun auton ja otti sen menestyksekkäästi käyttöön, ja Pi{2}}Topista tuli maailman ensimmäinen 3D-tulostettu muistikirja. Computers, General Electric on käyttänyt 3D-tulostustekniikkaa parantaakseen suihkumoottoreidensa tehokkuutta, ja American 3D Systemsin 3D-tulostimet voivat tulostaa karkkeja ja soittimia... Näyttääkö se kaikkivoivalta?
Itse asiassa 3D-tulostuksen kansainvälinen ammattinimi on "lisäainevalmistus". 3D-tulostus tulostaa pala palalta ja sitten päällekkäin kolmiulotteiseksi objektiksi. Yksinkertaisesti sanottuna pisteet pinotaan kasvoiksi ja sitten kasvot kasataan kokonaisuuksiksi.
Joten mistä tämä "itsenäinen kevyt" 3D-tulostin on peräisin? Minne haluat mennä?
3D-tulostuksen käsite syntyi jo 1800-luvun lopulla. Vuonna 1892 amerikkalainen tutkija Blanther ehdotti ensimmäisen kerran ajatusta CSS-muovauksen käytöstä topografisten karttojen tekemiseen julkisesti. Tämä ajatus ohuiden kerrosten pinoamisesta kolmiulotteisten objektien valmistamiseksi on myös 3D-tulostuksen ydinidea.
Kuitenkin vasta vuonna 1984, 92 vuotta myöhemmin, Michael Feygin ehdotti kerrosobjektien valmistustekniikkaa (Laminated Object Manufacturing, LOM). LOM käytti ohuita levymateriaaleja, lasereita ja kuumasulateliimoja esineiden valmistukseen. Feygin perusti Helisysin vuonna 1985 yrittäen kaupallistaa ja teollistaa LOM:ia. Ensimmäisen kaupallisen mallin LOM-1015 kehittäminen kesti viisi vuotta noin 1990.
Kuitenkin vain kaksi vuotta myöhemmin, vuonna 1986, amerikkalainen Charles W. Hull esitti ainutlaatuisen tavan ja keksi stereolitografiatekniikan (Stereo Lithography, SLA), jolle myönnettiin patentti. Hull on myös kehittänyt nyt-yleisen STL-tiedostomuodon. Samana vuonna Charles W. Hull perusti 3D Systemsin ja julkaisi vuonna 1988 ensimmäisen kaupallisen tulostimen SLA-250 yleisölle, ohittaen Helisysin kahdessa vuodessa.
Myös vuonna 1988 kehitettiin uusi 3D-tulostustekniikka. Scott Crump keksi halvemman 3D-tulostustekniikan: Fused Deposition Modeling (FDM) -tekniikan ja perusti Stratasysin vuonna 1989. Stratasys lanseerasi ensimmäisen FDM{4}}pohjaisen teknologian kolmen vuoden perustamisen jälkeen (1992). 3D-teollisuustulostin on FDM-tekniikan kaupallinen vaihe. Kaksi jättiläistä 3D-tulostuksen alalla on alkanut nousta esiin.
Vuonna 1989 CR Dechard Texasin yliopistosta Austinista keksi SLS-tekniikan (selektiivinen lasersintraus). SLS-teknologian tarkoituksena on esilämmittää jauhe hieman sen sulamispistettä alempaan lämpötilaan ja sitten litistää jauhe, käyttää lasersädettä tietokoneen ohjauksessa sintraamaan selektiivisesti kerros kerrokselta kerrostetun poikkileikkauksen tietojen mukaan ja sitten poistaa sen. kaiken sintrauksen jälkeen. Ylimääräinen jauhe ja lopulta saada sintratut osat.
Vuonna 1992 DTM toi markkinoille SLS-prosessin kaupallisen tuotantolaitteiston Sinter Sation.
Vuonna 1993 Massachusetts Institute of Technology (MIT) Emanual Sachs sai 3DP-teknologian (kolmiulotteinen tulostus, kolmiulotteinen tulostus) patentin, jossa käytetään jauhemaisia materiaaleja, kuten keraamista jauhetta ja metallijauhetta. Erona SLS:stä on se, että materiaalijauhetta ei sintrata. Yhdistetty, mutta suuttimen läpi liimalla (kuten silikageelillä) jauheen kiinnittämiseksi muotoon. Se lisensoitiin Z Corporationille vuonna 1995 (3D Systems osti sen vuonna 2012).
Saksalainen EOS-yhtiö julkaisi vuonna 1995 suoran metallilasersintraustekniikan DMLS (suora metallilasersintraus), joka voi käyttää suoraan metallitulostusta, ja tulostimen EOSINT M 250, joka on läpimurto 3D-tulostusmateriaaleissa.
Vuonna 1996 3D Systems, Stratasys ja Z Corporation (jäljempänä ZCorp) toivat markkinoille uuden sukupolven nopean prototyyppilaitteiston. Siitä lähtien nopeaa prototyyppiä on yleisemmin kutsuttu "3D-tulostukseksi".
Vuonna 1998 Optomec kehitti onnistuneesti LENS-lasersintrausteknologian.
Vuonna 2000 Objet päivitti SLA-tekniikkaansa käyttämällä integroitua ultraviolettivalotunnistin- ja pisarasuihkuteknologiaa parantaakseen huomattavasti valmistustarkkuutta.
Vuonna 2001 Solido kehitti ensimmäisen sukupolven pöytätietokoneiden 3D-tulostimia.
Vuonna 2005 Z Corp toi markkinoille maailman ensimmäisen -tarkkuusväri-3D-tulostimen Spectrum Z510, mikä tekee 3D-tulostuksesta loistavaa ja värikästä siitä lähtien.
Vuonna 2008 Adrian Bowyer, vanhempi luennoitsija University of Barnissa Isossa-Britanniassa, käynnisti avoimen lähdekoodin 3D-tulostinprojektin vuonna 2005-julkaistiin ensimmäinen avoimen lähdekoodin pöytäkoneen 3D-tulostin RepRap, jonka tarkoituksena on kehittää itsekopioiva 3D-tulostin. Projektin tavoitteena on demokratisoida teollinen tuotanto, jotta kaikki ympäri maailmaa voivat tulostaa RepRap-kokoonpanoja edullisin kustannuksin ja käyttää tulostinta päivittäisiin tarpeisiin.
Vuonna 2009 Bre Pettis johti tiimiä perustamaan kuuluisan pöytätietokoneiden 3D-tulostinyrityksen ─ MakerBot, MakerBot tulostin syntyi RepRap avoimen lähdekoodin projektista. MakerBot myy tee-se-itse-sarjoja, ja ostajat voivat koota 3D-tulostimen itse.
Joulukuussa 2010 Bioprinting-teknologiaan keskittyvä regeneratiivisen lääketieteen tutkimusyhtiö Organovo julkisti ensimmäisen tietoresurssin kokonaisten verisuonten tulostamiseen biotulostusteknologialla.
Vuonna 2011 maailman ensimmäinen 3D-tulostettu lentokone, maailman ensimmäinen 3D-tulostettu auto Urbee, maailman ensimmäinen 3D-suklaatulostin, 14K kultaa ja standardihopeaa materiaalia tulostavat 3D-tulostimet kehitettiin ja valmistettiin peräkkäin.
Syyskuussa 2012 Stratasys ja Israel's Objet, kaksi johtavaa 3D-tulostusyritystä, ilmoittivat yhdistyvänsä. Yhdistetty yrityksen nimi on edelleen Stratasys, mikä vahvistaa Stratasysin johtavaa asemaa nopeasti kasvavalla 3D-tulostus- ja digitaalivalmistusteollisuudella. Samana vuonna 3D Systems osti ZCorporationin, ja yhdistyneestä yrityksestä tuli ensimmäinen yritys, joka pystyi tarjoamaan kattavan alustan erilaisilla 3D-tulostustekniikoilla, 3D-sisällöllä ja 3D-suunnittelupalveluilla.
Maaliskuussa 2015 yhdysvaltalainen Carbon3D julkaisi uuden valokovetusteknologian-Continuous Liquid Interface Production (CLIP): se käyttää happea ja valoa mallien jatkuvaan ulostyöntämiseen hartsimateriaaleista. Tämä tekniikka on 25-100 kertaa nopeampi kuin mikään nykyinen 3D-tulostustekniikka.
Toisaalta Kiinassa 3D-tulostus on vielä teknologisessa kehitysvaiheessa. Samaan aikaan teknologisista rajoituksista johtuen 3D-tulostus on yhä vähemmän mukana uusissa liiketoimintamalleissa. Koko 3D-tulostusmarkkinat voidaan jakaa alkupään 3D-tulostuksen raaka-aineisiin, keskivirran 3D-tulostimien valmistukseen, loppupään 3D-tulostuspalveluihin ja oheislaitteiden tekniseen koulutukseen.
Käytettyjen eri raaka-aineiden mukaan 3D-tekniikka voidaan jakaa metalliin 3D-tulostukseen, polymeeri-3D-tulostukseen, keraamiseen 3D-tulostukseen, biologiseen 3D-tulostukseen jne. Niiden joukossa metallin 3D-tulostustekniikka on enimmäkseen teollisuuslaatuista, ja sen esteet ovat paljon korkeammat. kuin polymeeri 3D-tulostus; kun taas keraaminen ja biologinen 3D-tulostusteknologia ovat vielä pääosin tutkimus- ja kehitysvaiheessa.
Kaiken kaikkiaan ensimmäinen 3D-tulostimien sukupolvi syntyi 1980-luvun puolivälissä ja lopussa pääasiassa mallien tulostamiseen, muottien kehittämiseen ja nopeaan prototyyppien valmistukseen. Toisen-sukupolven 3D-tulostimista on kehittynyt erittäin-tarkkoja toiminnallisia tuotteita viime vuosina, ja niitä on käytetty laajalti ilmailualalla. Kolmas sukupolvi 3D-tulostimia saattaa syntyä seuraavan 10 vuoden aikana. Älykkään valmistuksen taustalla 3D-tulostustekniikka yhdistetään muihin edistyksellisiin teknologioihin, kuten big dataan, esineiden internetiin, pilvipalveluihin, robotiikkaan, älykkäisiin materiaaleihin jne., jotta niistä tulee älykkäitä valmistusmenetelmiä. Tietty osa alustaa.