O narodzinach druku 3D

Firma Riddell ogłosiła, że ich wkładki do kasków dla graczy Footballu amerykańskiego zwiększają ochronę głowy podczas upadku czy zderzenia. Easton LaChappelle za pomocą druku 3D wykonał protezę ręki, która działa poprzez odczytywanie fal mózgowych. Tego typu informacje codziennie pojawiają się w mediach. Druk 3D obecnie przeżywa swoje lata świetności, a jego wytwory znajdują coraz szersze zastosowanie. Drukarki 3D posiadają już nie tylko firmy, uczelnie czy instytuty badawcze. Za odpowiednią zapłatą każdy z nas może w swoim domu mieć taki sprzęt. Jednak metoda ta nie jest żadną nowością, a historia jej powstania jest zarazem skomplikowana i ciekawa.

Wojna o patent

Jako pierwszy, w 1980 roku (lata 80 XX w.), Ross Housholder składa wniosek patentowy swojej metody o nazwie – modeling process. W swojej technice Ross używał … piasku, a polegała ona na warstwowym wytwarzaniu danego obiektu poprzez spajanie go różnymi materiałami. Mimo innowacyjności metody jego prototyp nigdy nie został poddany testom. Oficjalnie jako przyczynę podaje się brak funduszy.
Jednak dopiero Charles W. Hull, który jest twórcą stereolitografi (SLA) uzyskał patent w 1984 roku – dokładnie 8.08.

W tej technice za pomocą lasera zostają obrysowanie kolejne poziome przekroje wytwarzanego produktu. Wszystko to jest zanurzone w pojemniki z fotopolimerem. Następnie pod wpływem światła laserowego zachodzi tzw. polimeryzacja. Po tym procesie platforma, na której znajduje się dany obiekt, jest obniżana o rozmiar uzyskanej warstwy. Cały proces polimeryzacji jest powtarzany w koło aż do uzyskania całego elementu. Charles ma też na swoim koncie założenie pierwszej na świecie firmy zajmującej się produkcją drukarek 3D – 3D Systems. Do dziś jest on uznawany za ojca druku 3D. Jednak kilka tygodni wcześniej Alain Le Mehaute, Jean Claude Andre i Oliviera de Witte zgłosili swój patent opisujący bardzo podobną metodę. Została jednak ona odrzucona. Dlaczego? Firmy, w której pracowali – CILAS oraz General Electric Company stwierdziły, że metoda nie ma potencjału biznesowego! I tak oto Charles jako pierwszy uzyskał patent na druk przestrzenny.

Następne do wyścigu drukarek dołączyły dwie japońskie firmy – D-MEC i NTT data CMET, które pracowały nad tym w latach 1988-1989. Ta druga stworzyła technikę SOUP, którą zresztą z powodzeniem sprzedawała się w latach 1989-1900 roku. Natomiast druga opracowała proces SCS. Oba systemy rozpoczęły rewolucję.

W 1992 narodziła się metoda SLS ( z ang. Selective laser sintering, czyli selektywne spiekanie laserowe). Jest ona bardzo dokładna. Obiekt jest wytwarzany poprzez nakładanie poszczególnych, cienkich warstw maszynowo i łączeniu ich przy pomocy lasera. W tym samym roku powstało też komercyjne urządzenie drukujące w tej technologii.
Następnie swoją metodę, CAMM 3 opracowali Bill Masters oraz Carl Deckard. Metoda została opatentowana, jednak nigdy nie zdobyła uznania w komercyjnym zastosowaniu. Warto wspomnieć, że Masters był twórcą wielu wynalazków.

Twórcą ostatniej w tym czasie i bardziej popularnej techniki był Scott Crumpa. Technika ta to tzw. osadzanie topionego materiału (FDM), która jest podobna do SLA. Wybrany materiał przeciska się przez dysze, która ogrzana jest do temperatury topnienia owego materiału. Rzeczy wytworzone tą metodą wykorzystywane są głównie do tworzenia modeli testowych, jak również, dzięki zastosowaniu w miarę wytrzymałych materiałów, do wykonywania detali użytkowych.
W metodzie tej nanoszony materiał (zwykle tworzywo sztuczne) przeciskany jest przez dyszę, ogrzaną do temperatury jego topnienia. Dysza kontroluje przepływ materiału i jest przemieszczana automatycznie według instrukcji programu CAM. Podobnie jak przy stereolitografii, model wytwarzany jest warstwa po warstwie.

Drukarka w twoim domu

Mimo tego technika drukowania przestrzennego była dość długo niedostępna dla zwykłego człowieka. W 2006 roku stworzono pierwszy prototyp drukarki 3D. Ojcem tego dzieła był Adrian Bowyer. Wpadł on na pomysł, aby wszystkie elementy potrzebne do stworzenia owej drukarki wydrukować na innej drukarce 3D. Sprytne, prawda?
Shapeways to natomiast pierwszy na świecie serwis, który oferował przystępne cenowo wydruki w tej technologi.
Firma Makerbot była natomiast pionierem w dystrybucji drukarek do samodzielnego montażu. Nadal firma ta jest numerem jeden, jeśli chodzi o produkcje drukarek 3D – tych komercyjnych, jak i tych do użytku domowego.

Chociaż za Drukiem 3D stoi już długa historia to eksperci twierdzą, że jeszcze wiele rzeczy zostało do okrycia w tej dziedzinie, a zastosowania tej metody będą znajdować coraz większe grono miłośników.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *