Krótka historia – jak powstało drukowanie 3D?

Manager

Mogłoby wydawać się, że drukowanie 3D powstało dopiero w XXI wieku. Tymczasem oficjalną datą pojawienia się druku 3D jest rok 1984, a jeszcze wcześniej rozpoczęto prace koncepcyjne nad nową technologią drukowania.  Jak przeszliśmy od koncepcji po realne drukowanie 3D przy użyciu najnowocześniejszych drukarek?

Pierwsze koncepcje druku 3D w latach 70. XX wieku

Nie w XXI, a w XX wieku powstały pierwsze koncepcje wprowadzenia trójwymiarowego wydruku. W 1971 roku Francuz Pierre A. L. Ciraud opisał metodę produkcji wyrobów, które mogły mieć dowolną geometrię. Było to możliwe dzięki dodawaniu materiału w postaci proszku i wykorzystaniu w tym celu źródła energii. Jego praca została wydana 5 lipca 1973 roku i stanowi solidny fundament rozwoju technologii, jaka dziś znana jest jako technologia SLS – selective laser sintering – selektywne spiekanie laserem. Wykorzystuje się ją jako jedną z metod druku przestrzennego w przemyśle. Służy do szybkiego prototypowania oraz wytwarzania gotowych do użycia elementów.

Kolejnym krokiem w kierunku drukowania w trójwymiarze było złożenie przez Amerykanina Rossa F. Householdera wniosku patentowego na trzy metody warstwowego formowania wyrobów dzięki spajaniu ich różnego rodzaju materiałami. Wniosek ten został złożony 3 grudnia 1979 roku. Metody nosiły nazwę „molding process” (czyli technologie przyrostowe), a do budowy modeli przestrzennych wykorzystywały one piasek. Patent Householdera ostatecznie został opublikowany dopiero w styczniu w 1981 roku, ale nie doczekał się komercyjnego wykorzystania. Z uwagi na niewystarczające środki finansowe, jakimi dysponował jego twórca, nie doprowadzono nawet do testowania metod „molding process”.

Swoją cegiełkę do powstania i komercjalizacji drukowania 3D dołożył wynalazca Bill Masters, który pochodził z miasteczka Greenville w Karolinie Południowej w Stanach Zjednoczonych. Stworzył on technologię „Computer Aided Modeling Machine” – wspomaganą komputerowo maszynę modelującą. W skrócie nazwał ją CAMM3, a pozwalała ona na tworzenie obiektów przestrzennych poprzez warstwowe nakładanie kulek materiału. Nie miał on jednak środków do tego, aby opatentowaną maszynę wprowadzić do testów i skomercjalizować ją. Na szczęście jego wynalazek został zaprezentowany szerokiej publiczności dzięki materiałowi lokalnej telewizji FOX Carolina.

Natomiast Car Deckard, student Uniwersytetu w Teksasie, w 1981 roku rozpoczął w czasie wakacji pracę w firmie TRW Mission w Houston przy produkcji części dla sektora naftowego. Zainspirowany procesem cięcia blachy z wykorzystaniem komputerowego systemu sterowania opartego o oprogramowanie CAD, zaczął pracować nad zautomatyzowaniem procesu. Zgłębił zagadnienie i wyspecjalizował się w zakresie laserów przemysłowych. W 1984 roku udało mu się stworzyć pierwszą koncepcję wykorzystania wiązki laserów lub elektronów do selektywnego przetapiania fragmentów warstw sproszkowanego materiału, na bazie rysunków z oprogramowania CAD.

Młodego studenta z wizjonerskim podejściem do technologii druku postanowił wesprzeć dr Joe Beaman. Doprowadzili oni wspólnie do powstania technologii druku 3D – SLS i założyli pierwszą firmę produkującą urządzenia wykorzystujące tę metodę w praktyce.

Pomysłodawca druku 3D

Właściwie za „ojca” technologii druku 3D uważa się Charlesa Hulla. Stworzył on pierwszą oficjalną metodę drukowania przestrzennego – Stereolitografię (SLA), a także założył pierwszą firmę, zajmującą się produkcją druku 3D – 3D Systems. W związku ze swoją pracą zawodową Charles Hull wprowadzony został w 2014 roku do Galerii Sław Narodowych Wynalazców USA.

Kiedy właściwie powstało drukowanie 3D? Oficjalnie jest to dzień złożenia przez Hulla wniosku patentowego, czyli 8 sierpnia 1984 roku. Niemniej 16 lipca 1984 roku zgłoszenie patentowe opisujące tożsamą metodę druku złożyło trzech Francuzów – Alain Le Méhauté, Olivier de Witte i Jean Claude André. Ich wniosek jednak został odrzucony i przegrali wyścig w kierunku wynalezienia drukowania 3D.

Charles Hull z kolei wpadł na pomysł zbudowania maszyny, która byłaby w stanie tworzyć obiekty przestrzenne, kiedy poszukiwał nowego sposobu pokrywania blatów stołów żywicami, aby lepiej zabezpieczyć je przed nadmierną eksploatacją. Chciał znaleźć rodzaj żywic, które szybko by się utwardzały pod wpływem światła UV. Prace nad maszyną tworzącą obiekty przestrzenne rozpoczął w 1983 roku, a rok później złożył już wniosek patentowy. 

Lost Password