Στα μάτια πολλών ανθρώπων, η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι ένας εκτυπωτής που μπορεί να εκτυπώσει τρισδιάστατα αντικείμενα. Ακριβώς όπως το κινούμενο σχέδιο "Ma Liang" που είδαμε όταν ήμασταν νέοι, ό, τι θέλουμε στο μυαλό μας, μια βούρτσα μπορεί να γίνει πραγματικότητα. Απλά το πινέλο της Μα Λιανγκ είναι απλά μια ουτοπική επιθυμία. Η έλευση των εκτυπωτών 3D μπορεί να εκπληρώσει την επιθυμία του "μαγικού στυλό της Ma Liang".
Ήμασταν ευχάριστα έκπληκτοι που είδαμε από την είδηση ότι η NASA χρησιμοποίησε τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης για την κατασκευή ολόκληρου του τηλεσκοπίου απεικόνισης, η Local Motors παρήγαγε το πρώτο τρισδιάστατο εκτυπωμένο αυτοκίνητο και το έθεσε με επιτυχία στο δρόμο και το Pi-Top έγινε το πρώτο τρισδιάστατο εκτυπωμένο σημειωματάριο στον κόσμο. Υπολογιστές, General Electric έχει χρησιμοποιήσει την τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης για να βελτιώσει την αποδοτικότητα των αεριωθούμενων μηχανών του, και οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές από τα αμερικανικά τρισδιάστατα συστήματα μπορούν να εκτυπώσουν τις κούνιες και τα μουσικά όργανα... Σου φαίνεται παντοδύναμο;
Στην πραγματικότητα, η διεθνής επαγγελματική ονομασία για την τρισδιάστατη εκτύπωση είναι "πρόσθετη κατασκευή". Η τρισδιάστατη εκτύπωση εκτυπώνει κομμάτι-κομμάτι, και έπειτα υπερκαλύπτεται μαζί για να γίνει ένα τρισδιάστατο αντικείμενο. Για να το θέσω απλά, τα σημεία συσσωρεύονται σε πρόσωπα, και στη συνέχεια τα πρόσωπα συσσωρεύονται σε οντότητες.
Λοιπόν, από πού προέρχεται αυτός ο "αυτόνομος εκτυπωτής φωτός" 3D; Πού θέλεις να πάμε;
Η έννοια της τρισδιάστατης εκτύπωσης εμφανίστηκε ήδη από τα τέλη του 19ου αιώνα. Το 1892, ο Αμερικανός λόγιος Blanther πρότεινε για πρώτη φορά την ιδέα της χρήσης διαδοχικής χύτευσης για την δημιουργία τοπογραφικών χαρτών στο κοινό. Αυτή η ιδέα της στοίβαξης λεπτών στρώσεων για την κατασκευή τρισδιάστατων αντικειμένων είναι επίσης η βασική ιδέα κατασκευής της τρισδιάστατης εκτύπωσης.
Ωστόσο, μόλις το 1984, 92 χρόνια αργότερα, ο Michael Feygin πρότεινε την πολυεπίπεδη τεχνολογία κατασκευής αντικειμένων (Κατασκευή πλαστικοποιημένων αντικειμένων, LOM για συντομία). Η LOM χρησιμοποίησε λεπτά υλικά φύλλων, λέιζερ και κόλλες ζεστού τήγματος για την κατασκευή αντικειμένων. Ο Feygin ίδρυσε την Helisys το 1985, προσπαθώντας να εμπορευματοποιήσει και να εκβιομηχανίσει την LOM. Χρειάστηκαν πέντε χρόνια για να αναπτυχθεί το πρώτο εμπορικό μοντέλο LOM-1015 γύρω στο 1990.
Ωστόσο, μόλις δύο χρόνια αργότερα, το 1986, ο Αμερικανός Charles W. Hull πρωτοστάτησε με έναν μοναδικό τρόπο και εφηύρε την τεχνολογία στερεολιθογραφίας (Stereo Lithography, SLA) έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας. Hull έχει επίσης αναπτύξει την πλέον κοινή μορφή αρχείου STL. Την ίδια χρονιά, ο Charles W. Hull ίδρυσε την 3D Systems και το 1988 εγκαινίασε τον πρώτο εμπορικό εκτυπωτή SLA-250 για το κοινό, ξεπερνώντας το Helisys σε δύο χρόνια.
Επίσης το 1988 αναπτύχθηκε μια νέα τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης. Ο Scott Crump εφηύρε μια φθηνότερη τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης: τεχνολογία μοντελοποίησης εναπόθεσης (FDM) και ίδρυσε το Stratasys το 1989. Η Stratasys εγκαινίασε την πρώτη τεχνολογία με βάση το FDM μετά από 3 χρόνια ίδρυσης (1992). Ο 3D βιομηχανικός εκτυπωτής σηματοδοτεί το εμπορικό στάδιο της τεχνολογίας FDM. Δύο γίγαντες στον τομέα της τρισδιάστατης εκτύπωσης έχουν αρχίσει να αναδύονται.
Το 1989, ο C. R. Dechard του Πανεπιστημίου του Τέξας στο Όστιν εφηύρε την τεχνολογία SLS (επιλεκτική πυροσυσσωμάτωση λέιζερ). Η τεχνολογία SLS είναι να προθερμανθεί η σκόνη σε θερμοκρασία ελαφρώς χαμηλότερη από το σημείο τήξης και στη συνέχεια να ισιώσει τη σκόνη, να χρησιμοποιήσει μια ακτίνα λέιζερ υπό τον έλεγχο του υπολογιστή για να διασπάσουν επιλεκτικά το στρώμα ανά στρώμα σύμφωνα με τις πληροφορίες της διατομής σε στρώματα και στη συνέχεια να την αφαιρέσετε μετά από όλη την πυροσυσσωμάτωση. Περίσσεια σκόνης, και τελικά να πάρει πυροσυσσωματωμένα μέρη.
Το 1992, η DTM εγκαινίασε τον εμπορικό εξοπλισμό παραγωγής Sinter Sinter Sation της διαδικασίας SLS.
Το 1993, το Emanual Sachs του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT) έλαβε το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας τεχνολογίας 3DP (τρισδιάστατη εκτύπωση, τρισδιάστατη εκτύπωση), το οποίο χρησιμοποιεί κονιοποιημένα υλικά όπως κεραμική σκόνη και σκόνη μετάλλου. Η διαφορά από το SLS είναι ότι η σκόνη υλικού δεν είναι πυροσυσσωματωμένη. Συνδεδεμένο, αλλά μέσω του ακροφυσίου με κόλλα (όπως πήκτωμα πυριτίου) για να δέσει τη σκόνη σε σχήμα. Αδειοδοτήθηκε στην Z Corporation το 1995 (εξαγοράστηκε από την 3D Systems το 2012).
Το 1995, η γερμανική εταιρεία EOS κυκλοφόρησε την τεχνολογία πυροσυσσωμάτωσης λέιζερ άμεσου μετάλλου DMLS (άμεση πυροσυσσωμάτωση μεταλλικού λέιζερ) που μπορεί να χρησιμοποιήσει άμεσα την εκτύπωση μετάλλων και τον εκτυπωτή EOSINT M 250, ο οποίος αποτελεί σημαντική ανακάλυψη στα υλικά τρισδιάστατης εκτύπωσης.
Το 1996, η 3D Systems, η Stratasys και η Z Corporation (εφεξής ZCorp) δρομολόγησαν η καθεμία μια νέα γενιά εξοπλισμού ταχείας πρωτοτυπίας. Από τότε, το γρήγορο πρωτοτυπικό έχει γίνει πιο δημοφιλή που ονομάζεται "τρισδιάστατη εκτύπωση".
Το 1998, η Optomec ανέπτυξε με επιτυχία τεχνολογία πυροσυσσωμάτωσης με λέιζερ LENS.
Το 2000, η Objet ενημέρωσε την τεχνολογία SLA, χρησιμοποιώντας ενσωματωμένη τεχνολογία ανίχνευσης υπεριώδους φωτός και εκτόξευσης σταγονιδίων για να βελτιώσει σημαντικά την ακρίβεια κατασκευής.
Το 2001, η Solido ανέπτυξε την πρώτη γενιά επιτραπέζιων εκτυπωτών 3D.
Το 2005, η Z Corp ξεκίνησε τον πρώτο έγχρωμο εκτυπωτή 3D στον κόσμο Spectrum Z510, καθιστώντας την τρισδιάστατη εκτύπωση λαμπρή και πολύχρωμη από τότε.
Το 2008, ο Adrian Bowyer, ανώτερος λέκτορας στο Πανεπιστήμιο του Barn στο Ηνωμένο Βασίλειο, ξεκίνησε το έργο εκτυπωτή 3D ανοιχτού κώδικα το 2005 - κυκλοφόρησε ο πρώτος εκτυπωτής 3D επιτραπέζιου υπολογιστή ανοιχτού κώδικα RepRap, με σκοπό την ανάπτυξη ενός εκτυπωτή 3D που αναπαράγει αυτόματα. Ο στόχος του έργου είναι ο εκδημοκρατισμός της βιομηχανικής παραγωγής, έτσι ώστε όλοι σε όλο τον κόσμο να μπορούν να εκτυπώσουν συγκροτήματα RepRap με χαμηλό κόστος και στη συνέχεια να χρησιμοποιήσουν τον εκτυπωτή για να κάνουν καθημερινές ανάγκες.
Το 2009, ο Bre Pettis οδήγησε την ομάδα να ιδρύει τη διάσημη εταιρεία εκτυπωτών 3D επιφάνειας εργασίας - MakerBot, εκτυπωτής MakerBot προήλθε από το έργο ανοιχτού κώδικα RepRap. Το MakerBot πωλεί κιτ DIY και οι αγοραστές μπορούν να συναρμολογήσουν τον εκτυπωτή 3D μόνοι τους.
Τον Δεκέμβριο του 2010, η Organovo, μια ερευνητική εταιρεία αναγεννητικής ιατρικής που επικεντρώνεται στην τεχνολογία βιοεκτύπωσης, αποκάλυψε τον πρώτο πόρο δεδομένων για την εκτύπωση ολοκληρωμένων αιμοφόρων αγγείων χρησιμοποιώντας τεχνολογία βιοεκτύπωσης.
Το 2011, το πρώτο τρισδιάστατο τυπωμένο αεροπλάνο στον κόσμο, το πρώτο τρισδιάστατο τυπωμένο αυτοκίνητο Στον κόσμο Urbee, ο πρώτος τρισδιάστατος εκτυπωτής σοκολάτας στον κόσμο, χρυσός 14K και τυποποιημένος ασημένιο υλικό εκτύπωσης τρισδιάστατων εκτυπωτών, ανέπτυξε και κατασκεύασε ο ένας μετά τον άλλο.
Τον Σεπτέμβριο του 2012, η Stratasys και η Ισραηλινή Objet, οι δύο κορυφαίες εταιρείες τρισδιάστατης εκτύπωσης, ανακοίνωσαν τη συγχώνευσή τους. Το συνδυασμένο όνομα της εταιρείας θα εξακολουθεί να είναι Stratasys, εδραιώνοντας περαιτέρω την ηγεσία της Stratasys στην ταχέως αναπτυσσόμενη βιομηχανία τρισδιάστατης εκτύπωσης και ψηφιακής κατασκευής. Την ίδια χρονιά, η ZCorporation εξαγοράστηκε από την 3D Systems και η συνδυασμένη εταιρεία έγινε η πρώτη εταιρεία ικανή να παρέχει μια ολοκληρωμένη πλατφόρμα με μια ποικιλία από τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης, περιεχόμενο 3D και υπηρεσίες σχεδιασμού 3D.
Τον Μάρτιο του 2015, το Carbon3D των Ηνωμένων Πολιτειών κυκλοφόρησε μια νέα τεχνολογία φωτοανάγνωσης-Συνεχής παραγωγή υγρών διεπαφών (CLIP): χρησιμοποιεί οξυγόνο και φως για να εκτοξεύει συνεχώς μοντέλα από υλικά σταφίδας. Αυτή η τεχνολογία είναι 25-100 φορές ταχύτερη από οποιαδήποτε τρέχουσα τεχνολογία εκτύπωσης 3D.
Από την άλλη, στην Κίνα, η τρισδιάστατη εκτύπωση βρίσκεται ακόμα στο στάδιο της τεχνολογικής ανάπτυξης. Ταυτόχρονα, λόγω τεχνολογικών περιορισμών, η τρισδιάστατη εκτύπωση εξακολουθεί να εμπλέκεται λιγότερο σε νέα επιχειρηματικά μοντέλα. Ολόκληρη η αγορά τρισδιάστατης εκτύπωσης μπορεί να χωριστεί σε ανάντη 3D εκτύπωση πρώτων υλών, κατασκευή εκτυπωτή μεσαίας ροής 3D, υπηρεσίες εκτύπωσης κατάντη 3D και περιφερειακή τεχνική κατάρτιση.
Σύμφωνα με τις διαφορετικές πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται, η τρισδιάστατη τεχνολογία μπορεί να χωριστεί στην τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων, την πολυμερή τρισδιάστατη εκτύπωση, την κεραμική τρισδιάστατη εκτύπωση, τη βιολογική τρισδιάστατη εκτύπωση, κ.λπ. Μεταξύ αυτών, η τεχνολογία εκτύπωσης 3D μετάλλων είναι κυρίως βιομηχανικής ποιότητας και τα εμπόδιά της είναι πολύ υψηλότερα από την εκτύπωση πολυμερών 3D. ενώ οι κεραμικές και βιολογικές τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης εξακολουθούν να βρίσκονται ως επί το πλείστον σε κατάσταση έρευνας και ανάπτυξης.
Συνολικά, η πρώτη γενιά 3D εκτυπωτών γεννήθηκε στα μέσα και στα τέλη της δεκαετίας του 1980, κυρίως για να εκτυπώσει μοντέλα, να αναπτύξει καλούπια και γρήγορο πρωτοτυποποίησης. Οι εκτυπωτές 3D δεύτερης γενιάς έχουν εξελιχθεί σε λειτουργικά προϊόντα υψηλής ακρίβειας τα τελευταία χρόνια και έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στον τομέα της αεροδιαστημικής. Η τρίτη γενιά εκτυπωτών 3D μπορεί να γεννηθεί τα επόμενα 10 χρόνια. Στο πλαίσιο της έξυπνης κατασκευής, η τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης συνδυάζεται με άλλες προηγμένες τεχνολογίες όπως τα μαζικά δεδομένα, το Διαδίκτυο των Πραγμάτων, το υπολογιστικό νέφος, η ρομποτική, τα έξυπνα υλικά κ.λπ., για να γίνει μια σειρά από ευφυή κατασκευή. Ένα μέρος της πλατφόρμας.