Хоть и 3D-печать - относительно новая технология, но ее история глубока, разнообразна и интересна - и, конечно, продолжает развиваться до сих пор. Давайте же узнаем происхождение технологии, рост ее популярности и использования, а также предположим, что, возможно, ждет ее в будущем.
Первые 3D-принтеры
3D-принтер появился в 1981 году, когда доктор Хидео Кодама изобрел одну из первых машин для быстрого прототипирования, которая создавала детали слой за слоем, используя смолу, полимеризуемую под воздействием ультрафиолетового света. В 1986 году первый патент на стереолитографию (SLA) был подан Чаком Халлом, который считается "изобретателем 3D-печати" за создание и коммерциализацию SLA и формата .stl - наиболее распространенного типа файлов, используемого для 3D-печати.
В 1988 году Карл Декард, студент Техасского университета, лицензировал технологию селективного лазерного спекания (SLS) - еще один вид 3D-печати, в котором используется лазер для спекания порошкообразного материала в твердые структуры. Вскоре после этого, в 1989 году, Скотт Крамп запатентовал технологию моделирования методом послойного наплавления (FDM), также известную как FFF, и основал компанию Stratasys - одного из главных игроков в индустрии 3D-печати по сей день. В том же году компания Чака Халла, 3D Systems Corporation, выпустила 3D-принтер SLA-1.
90-е: рост индустрии 3D-печати
1990-е годы ознаменовались бурным ростом индустрии 3D-печати, основанием новых компаний и изучением новых технологий аддитивного производства. Однако только в 2006 году первый SLS 3D-принтер стал коммерчески доступным.
Проект RepRap
2005 год стал знаковым для технологии 3D-печати благодаря появлению инициативы с открытым исходным кодом под названием RepRap Project, основанной доктором Адрианом Боуэром.
Первоначальной целью проекта было переосмысление аддитивного производства, начиная с FDM/FFF, как недорогой технологии, способной к самовоспроизведению. В результате был создан 3D-принтер RepRap, который с того момента стал источником вдохновения для практически всех успешных недорогих 3D-принтеров.
3D-принтер RepRap состоит из множества пластиковых деталей, которые могут быть напечатаны самим RepRap. Это означает, что любой владелец RepRap может напечатать другой 3D-принтер - следовательно, "самовоспроизводящийся" - вместе с другими деталями, инструментами или конструкциями.
2000-е годы: открытый исходный код открывает свои двери
Благодаря открытому исходному коду, который делает технологию 3D-печати доступной практически для каждого пользователя ПК, сайтом 3Dprint.com RepRap был назван "самой значимой 3D-печатной вещью" в 2017 году.
Успех проекта RepRap стал катализатором роста коммерческих 3D-принтеров. Многие из патентов, поданных в 80-х годах на FDM, также стали общественным достоянием в 2006 году. Это вызвало еще больший прилив производителей 3D-принтеров на рынок - одним из ярких примеров является компания Makerbot, основанная в 2009 году. Компания Makerbot сыграла важную роль в продвижении 3D-печати на рынке и открыла двери как для профессиональных пользователей, так и для любителей, или "мейкеров". Компания продавала DIY (сделай сам) наборы с открытым исходным кодом, которые позволяли клиентам создавать собственные 3D-принтеры. В ее онлайновом хранилище файлов Thingiverse также размещены сотни тысяч бесплатных и платных файлов для 3D-печати. Вскоре сайт стал крупнейшим в мире онлайн-сообществом по 3D-печати.
Основание компании Ultimaker
Компания Ultimaker выросла из лаборатории Protospace FabLab в Утрехте, Нидерланды, в 2011 году. Она началась как проект нескольких друзей, пытавшихся создать 3D-принтер, который мог бы производить точные и полезные детали без затрат и хлопот, связанных с большими промышленными аддитивными машинами.
Вдохновением для этого послужил проект RepRap. После многих вечеров, проведенных за созданием машины с открытым исходным кодом, которая могла повторять большинство своих собственных компонентов, у них появился рабочий 3D-принтер. Но они заметили, что на его обслуживание для поддержания рабочего состояния требуется слишком много времени, и начали изучать конструктивные усовершенствования, которые могли бы сделать его лучше. Со временем Ultimaker превратился из набора DIY в полноценную экосистему, обеспечивающую аппаратное и программное обеспечение, а также материалы, пригодные для использования в промышленных условиях.
3D-печать сегодня
С момента появления коммерческих 3D-принтеров отрасль изменилась радикально. Сейчас 3D-принтеры используются в таких отраслях и разделах, как аэрокосмическая промышленность, архитектура, производство, автомобилестроение, здравоохранение, строительство и во многих других.
Примеры современной 3D-печати
Например, в 2018 году на Международной космической станции был напечатан первый инструмент в космосе с помощью низкогравитационного 3D-принтера. Это позволило космонавтам гораздо быстрее получить доступ к инструментам, необходимым для технического обслуживания, вместо того чтобы ждать, пока их доставят с Земли.
Технология 3D-печати также позволяет многим компаниям изменить методы своей работы, создавая "цифровые склады" деталей и инструментов, которые могут быть напечатаны по требованию как самими производственными организациями, так и их клиентами.
Современные материалы для 3D-печати
Кроме того, производители могут использовать постоянно растущий ассортимент материалов для 3D-печати, которые позволяют создавать детали, устойчивые к высоким температурам и химикатам, огнестойкие, безопасные для электростатического разряда, а также из металла, углеродного волокна, стекловолокна и т.д. В 2015 году шведская компания Cellink вывела на рынок "био-чернила" - материал на основе морских водорослей, который можно использовать для печати биологических тканей - а в перспективе и человеческих органов. Это один из многих примеров использования, которые, по мнению компаний, занимающихся 3D-печатью, могут привести к революции в различных отраслях. Это означает, что будущее 3D-печати имеет огромный потенциал - потенциал, который мы с нетерпением ждем реализации.
Будущее 3D-печати
Что именно ждет 3D-печать в будущем - вопрос достаточно спекулятивный, но внедрение потребительских 3D-принтеров, скорее всего, будет продолжать ускоряться. Это изменит способ приобретения товаров, предоставив средства производства, будь то печать прототипов, инструментов или деталей конечного использования. Ускорение развития технологии также послужит децентрализации производства в целом - предотвращению проблем с цепочкой поставок, снижению транспортных расходов и затрат на доставку, а также резкому сокращению времени и финансов, затрачиваемых на приобретение товаров.
Материалы, используемые в 3D-печати, также будут продолжать расширяться и развиваться. Например, рост печати металлом уже открывает возможности для применения и использования материалов, которые ранее считались невозможными при использовании других традиционных методов производства. Использование металла в 3D-печати может привести к тому, что организации будут использовать 3D-принтеры для серийного производства металлических деталей, изготавливая их быстрее и дешевле, чем когда-либо прежде.
Ознакомьтесь с историями успеха внедрения 3D-печати на нашем сайте, чтобы узнать, как мировые компании используют эту технологию для достижения высокоэффективных результатов.
