История на 3D принтирането и първите 3D принтери

Напоследък често научаваме за различни приложения на 3D принтерите

и как технологията се развива с бурни темпове. Макар някои да си мислят, че е нова технология, 3D принтирането поставя своето начало през 80-те години на миналият век. Тогава се е наричала Технология за бързо прототипиране (Rapid Prototyping (RP) technologies). Името е такова, защото в началото идеята е била проста и ясна – възможно най-бързо и евтино създаване на прототипи на продукти, които да се използват за индустриални цели.

Първият опит за патентоване на Технологията за бързо прототипиране е била направена от др. Кодама (Япония).

Той подал документи през месец Май 1980 г., но заради забавяне с останалата част от документацията, той пропуска крайният срок за подаване на всичките документи и така нещата пропадат. През 1983 г. Chuck Hull (Charles W. Hull) създава своят SLA 3D принтер, който патентова през 1986 г

След това става съосновател на компанията 3D Systems, която предлага първата машина за бързо прототипиране или както е по-известна сега – първият 3D принтер. Моделът им SLA-1 е представен през 1987 г., като продажбите и започнали още през следващата година.

Колкото и да е бил нов и иновативен процесът на 3D принтиране, по същото време се е разработвала и друга подобна технология от преподавателят в Тексаският Университет – Carl Deckard. който патентовал своята SLS (Selective Laser Sintering) технология за 3D принтиране. През 1989г патентът бил оспорван от DTM Inc., които по-късно били придобити от 3D Systems. През същата година и съоснователят на Stratasys (Scott Crump) патентовал FDM технологията за 3D принтиране (Fused Deposition Modelling), която е и най-разпространената технология сред 3D принтерите за вкъщи. Това се дълги най-вече на RepRap моделите с отворен код (Open Source). През 1898 г. Hans Langer основава EOS GmbH в Германия, която развива своите лазерни 3D принтери (Laser Sintering – LS), което продължава и до днес с техните разработки за 3D принтиране с метал.

През тези години са патентовани и други различни технологии за бързо прототипиране от различни компании и създатели – Ballistic Particle Manufacturing (BPM), Laminated Object Manufacturing (LOM), Solid Ground Curing (SGC), (3DP), а може би други, но сред големите играчи на пазара се нареждат единствено 3D Systems, Stratasys и EOS. От ’90-те до началото на 2000 г. се представят и други технологии, но те са фокусирани изцяло върху индустриалните нужди, което определя какви неща трябва да покрива различната технология за прототипиране. Нови такива са Rapid Tooling (RT), Rapid Casting и Rapid Manufacturing (RM) съответно. В тези години са основани и Z Corporation, MCP Technologies, Arcam, ExOne и други. Всички те са предлагали страхотни решения за нуждите на различните сфери в индустрията. Скоро е било въведено и ново име, което да обединява всички тези технологии, името било Additive Manufacturing (AM).

През цялото това време се усеща нуждата, че 3D принтерите трябва да поемат по два различни пътя.

Единият си остава индустриалният сектор, където все още машините за бързо прототипиране са много скъпи, големи, извършват сложни задачи с различни материали и прецизността е много висока. Резултатите от тези „High-End“ 3D принтери можем да видим в космонавтиката, скъпата бижутерия, автомобилната индустрия, медицината и още къде ли не. Тепърва технологиите и мащабите ще стават все по-сериозни, докато 3D принтерите тотално не изместят сегашният начин на производство. Все пак, разни умни хора се сетили, че тази технология ще бъде полезна и за малките производители, и за офисите в известна степен, както и за обикновеният потребител (особено изобретатели и тези с повече хобита). Така била поставена и основата на първите настолни 3D принтери, които имали за цел да бъдат по-малки и по-удобни за употреба в дома или офиса.

Като се замислим, смело може да кажем, че това са „по-спокойните“ години на 3D принтирането. Една проста равносметка в огромният скок, който се случи в развиването на различни процеси и огромният спад в цените. В момента изборът в ниският клас 3D принтери е толкова голям, че конкуренцията се бори със зъби и нокти с по-добра точност (прецизност), по-бързо принтиране, по-качествен продукт и други глезотии за всеки клиент.

Нека направим равносметка какво се случи последните години.

Първият 3D принтер, който падна на цена под 10 000 долара бе на компанията 3D Systems и това се случи през 2007 г.. Колкото и иновативен да бе продуктът за масата от хора, той не пожъна успехът, който очакваха, най-вече заради цената. Според някой мнение, цената е трябвало да бъде наполовина, за да се случи желаното. През същата година бе представен и „двигателят“, който успя да задвижи нещата, а именно изобретението на Dr Bowyer, концептът на RepRap, самосепликиращ се 3D принтер с отворен код (Open Source). Разработката му била започнала още през 2004 г., но било нужно време, за да може да заработи „като хората“, както обичаме да казваме. От този момент нататък нещата започват да се развиват със страшни темпове, благодарение на отвореният код, който RepRap предоставя, хората по света получават най-ценното, което им трябва, а именно знание и основа върху, която да градят. Самата концепция на RepRap за самолепликиращ се 3D принтер (можете сами да принтирате голяма част от елементите за 3D принтера), дава страхотна свобода на хората. Тогава започва да се развива и т.н. Open Source 3D Printing Movement. През 2009 г. се появява и първият комерсиален 3D принтер (базиран на RepRap концепцията) – BfB RapMan 3D Printer. Същата година научихме и за Makerbot, които също са използвали RepRap за основа. Най-хубавото е, че от тогава до сега общността на RepRap си остава в насока за развитие на Open Source 3D принтерите, като измислят всякакви нововъведения и подобрения на машините. Някои, от които можем просто да принтираме сами, а други – за доста по-ниска цена, ако гледаме големите производители.

Освен FDM/FFF 3D принтерите (RepRap), през 2012 г. започват да се появяват и алтернативни технологии в по-достъпният клас.

Първият DLP 3D принтер излиза през юни – B9Creator, като малко след него (в края на годината) излиза и по-известният Form1, като и двете имат свои кампании в Kickstarter. През следващите години до наши дни започват да излизат десетки модели, стартиращи компании и различни технологии за 3D принтиране.

Изключително съм щастлив, че живея в тези времена и мога да проследя от ранен етап как една велика технология ще промени света към по-добро, като предлага решения на множество проблеми. Това се отнася както за нормалните потребители на услуги и продукти, които ще използват 3D принтерите в къщи, така и за фирмите, които ще използват 3D принтиране в услугите си. Но най-големият принос ще видим, когато 3D принтерите тотално заменят сегашните методи на производство. Сигурен съм, че 3D принтирането ще бъде следващата индустриална революция.

(3)