Коротка, але насичена історія 3D-друку

Шар за шаром: Коротка історія розвитку 3D-друку

Люк Дормель 24 лютого 2019 року

3D-друк – одна з найбільш революційних технологій 21 століття. Надаючи всім, від інженерів і лікарів до ентузіастів “зроби сам” і власників малого бізнесу, можливість перетворювати віртуальні ідеї на фізичні об’єкти, вона обіцяє змінити життя, яким ми його знаємо.

• Найбільш ранні прориви
• Справжнє народження 3D-друку
• Поява апарату стереолітографії (SLA)
• Світ селективного лазерного спікання (SLS)
• Народжується моделювання плавленим осадженням (FDM)
• Народження медичного 3D біодруку
• Революція RepRap
• Друк на вимогу
• Протезування на 3D-принтері
• Приходить Kickstarter
• Прихід Makerbot
• 3D-друк автомобілів і літаків
• Обама любить 3D-друк
• Стандартизовані біочорнила
• 3D-друк повсюди Показати ще 10 матеріалів

Якщо ви не відрізняєте лазерне спікання від Shapeways або біодрук від RepRaps, читайте далі. Це віхи, які ми вже пройшли на шляху до того, щоб зробити 3D-друк реальністю!

Найбільш ранні прориви

1800s: 3D-друк офіційно розпочався лише наприкінці двадцятого століття, але деякі ідеї, що лежать в його основі, з’явилися трохи раніше.

У 1859 році французький “фотоскульптор” Франсуа Віллем демонструє першу в світі технологію “3D-сканування”, використовуючи 24 камери для одночасного фотографування об’єктів з різних кутів.

Кількома роками пізніше, у 1892 році, винахідник Джозеф Е. Блантер отримує патент на метод створення тривимірних топографічних карт за допомогою методу нашарування – схожий за своєю концепцією на сучасні 3D-принтери.

Обидві події натякають на те, що 3D-друк чекає нас у майбутньому!

Справжнє народження 3D-друку

1980: Перші спроби сучасного 3D-друку здійснюються в той час, коли більшість з нас все ще дивуються володінню своїми першими звичайними принтерами.

Перший патент на цю технологію був поданий у травні 1980 року доктором Хідео Кодама з Муніципального інституту промислових досліджень Нагої, який описував фотополімерну систему швидкого прототипування. Ідея Кодами полягає у використанні чану з фотополімерним матеріалом, який піддається впливу ультрафіолетового світла для затвердіння деталі. На жаль, він так і не комерціалізував її.

Поява апарату стереолітографії (SLA)

Чак Халл пояснює стереолітографію

1986: Чак Халл винаходить апарат стереолітографії (SLA). Ця технологія 3D-друку відноситься до методу пошарового друку об’єктів за допомогою процесу, в якому лазери вибірково змушують ланцюжки молекул з’єднуватися разом, утворюючи полімери.

Халл заснував компанію 3D Systems Corporation, яка представила першу в світі комерційну систему 3D-друку SLA-1.

Світ селективного лазерного спікання (SLS)

Карл у компанії Maker Fai

1989: С. Скотт Крамп разом зі своєю дружиною і колегою-винахідником Лізою Крамп винаходить і патентує новий метод адитивного виробництва під назвою “Моделювання плавленим осадженням” (Fused Deposition Modeling). Ця технологія передбачає розплавлення полімерної нитки і нанесення її на підкладку, шар за шаром, для створення 3D-об’єкта.

Ідея цієї нової технології прийшла до Крампа роком раніше, у 1988 році, коли він намагався створити іграшкову жабу для своєї доньки за допомогою термопістолета, зарядженого сумішшю поліетилену і свічкового воску. Після невдалих спроб зробити це вручну, він придумав спосіб автоматизувати процес і створити форму шляхом створення серії тонких шарів, що накладаються один на одного.

Народжується моделювання плавленим осадженням (FDM)

Народження медичного 3D-біодруку

Струменевий принтер зробив мій сечовий міхур! | ЧАС

1999: Використання 3D-друкованих органів в хірургії стає реальністю, коли вирощений в лабораторії сечовий міхур успішно пересаджують пацієнту, використовуючи технологію, розроблену Інститутом регенеративної медицини Уейк Форест.

Штучний сечовий міхур створюється шляхом проведення комп’ютерної томографії сечового міхура пацієнта, а потім на основі отриманої інформації друкується біорозкладний каркас. Клітини, вирощені з використанням зразка тканини з сечового міхура пацієнта, потім нашаровуються на каркас перед його трансплантацією.

Революція RepRap

3D-принтер RepRap з відкритим вихідним кодом

2004: Адріан Боуер, старший викладач машинобудування в британському Університеті Бата, засновує проект RepRap – проект з відкритим вихідним кодом, метою якого є створення 3D-принтера, здатного друкувати більшість власних компонентів.

Революція RepRap

Дизайн першого 3D-принтера RepRap, названого “Дарвін”, був випущений через кілька років, у березні 2007 року. Інші версії, в тому числі “Мендель”, “Пруса Мендель” і “Хакслі”, з’являються в наступні роки. Перші принтери RepRap названі на честь відомих біологів-еволюціоністів, оскільки проект присвячений реплікації та еволюції.

Друк на замовлення

2008: У Нідерландах запускається сервіс 3D-друку Shapeways. Подібно до RepRap, Shapeways робить 3D-друк доступним для широкої аудиторії.

Замість того, щоб надавати людям власні 3D-принтери, Shapeways дозволяє користувачам надавати власні 3D-файли, які компанія потім 3D-друкує і відправляє назад.

Друк на вимогу

3D-друковане протезування

2008: Створено і використано перший придатний для використання протез ноги, надрукований на 3D-принтері. Він надрукований “як є”, не вимагаючи додаткової подальшої збірки. На сьогоднішній день існує цілий ряд протезів, надрукованих на 3D-принтері

На сьогоднішній день найбільш профінансованим проектом 3D-принтерів на Kickstarter є Micro 2014 року – побутовий 3D-принтер, що підтримує матеріали PLA або ABS, а також власні запатентовані та стандартні котушки з нитками. Просячи 50 000 доларів, його творці замість цього зібрали величезну суму в 3 401 361 долар.

Протезування на 3D-принтері

2009: Після закінчення терміну дії ключового патенту на технологію FDM, Makerbot запускає і допомагає ввести технологію 3D-друку в мейнстрім.

Приходить Kickstarter

Компанія також створює онлайн-бібліотеку файлів Thingiverse, що дозволяє користувачам надсилати та завантажувати файли для 3D-друку. Thingiverse стає найбільшою онлайн-спільнотою та сховищем файлів для 3D-друку. Makerbot купується компанією Stratasys в 2013 році приблизно за $400 млн.

3D-друк автомобілів і літаків

Саутгемптонські інженери запускають перший у світі надрукований літак SULSA

Прихід Makerbot

Щоб не бути перевершеним, компанія Kor Ecologic демонструє Urbee, прототип автомобіля з кузовом, надрукованим на 3D-принтері, на конференції TEDxWinnipeg в Канаді.

Обама любить 3D-друк

2013: Ви знаєте, що технологія стала мейнстрімом, коли про неї згадує президент Сполучених Штатів!

3D-друк автомобілів і літаків

Стандартизовані біологічні чорнила

2015: Шведська компанія Cellink випускає у продаж перше стандартизоване комерційне біочорнило. Виготовлене з матеріалу, отриманого з морських водоростей, під назвою наноцелюлозний альгінат, біочорнило може використовуватися для друку тканинних хрящів.

Перший продукт компанії Cellink коштує 99 доларів за картридж. Пізніше в тому ж році вона також випустила на ринок 3D-принтер INKREDIBLE вартістю $4,999. Між цими двома продуктами 3D-біодрук раптово стає більш доступним для широкого кола дослідників по всьому світу.

Обама любить 3D-друк

2018: Будь то 3D-друковані будинки, можливість 3D-друку в космосі або прориви, пов’язані з протезуванням, 3D-друк охоплює свою найбільшу аудиторію – з більшою кількістю принтерів, доступних як ніколи. Нехай так триватиме і надалі!

Рекомендації редакції

Стандартизовані біочорнила

Найкращі телескопи

Найкращі дрони вартістю до $500

Найкращі 3D-принтери вартістю до $500

Найкращі технічні подарунки вартістю до $25

3D принтер M3D Micro

Source: digitaltrends.com