История 3D-печати: подробная хронология от 1980-х до наших дней

3D-печать — передовая технология. История начинается в начале 1980-х. Японский ученый Хидео Кодама — один из пионеров. Подал первую патентную заявку на лазерное отвердевание смолы.

Патент не получен (истек срок из-за нехватки средств), но это стало стартом изобретений в 3D-печати. Другие ученые работали в 1980–1984, но сильно ограничены финансированием.

Период 1984–1992 — настоящий прорыв. Открыты три ключевые технологии: SLA, SLS, FDM — основа современной 3D-печати.

Интересуетесь историей? Вы в правильном месте. Читайте до конца.

Когда изобрели 3D-печать?

История аддитивного производства восходит к ранним 1980-м.

• Ранние изобретатели (1981–1984)

Д-р Хидео Кодама (Нагоя, Япония) первым подал патент на лазерное отвердевание фоторезиста — технологию, лежащую в основе современной 3D-печати. Не получил патент: заявка истекла за год из-за нехватки средств.

Изобретатели во Франции

После работ Кодамы ученые продолжили разработки. Идея быстрого прототипирования зародилась.

Жан-Клод Андре, Оливер де Вит, Ален Мео (Франция) работали над сложными фрактальными деталями. Проект рухнул: CNRS отказал в финансировании. В 1984 г. трое подали патент, но бросили проект.

• Изобретение стереолитографии (1984–1988)

1984: Чарльз Халл, раздраженный неспособностью сделать мелкие детали (работал в мебельной фирме), предложил использовать УФ-лампы для отвердевания фоторезиста аддитивным способом.

Фирма выделила маленькую лабораторию.

1986: Халл успешно получил патент на «Стереолитографию». В том же году основал компанию 3D Systems в Калифорнии — до сих пор один из мировых лидеров.

• Эра быстрых инноваций (1988–1992)

Стереолитография — SLA

Успех Халла и патент на SLA запустили использование SLA-машин.

Затем быстро последовали две другие технологии.

Сективная лазерная синтеризация — SLS

1988: Карла Декард (Университет Техаса) запатентовал SLS — процесс, где мощный лазер синтерит порошок в твердые 3D-модели.

Первый SLS-принтер «Betsy» печатал только мелкие куски пластика, но доказал жизнеспособность идеи. Крупный шаг в истории 3D-печати.

Моделирование слоеного наплавления — FDM

Пока патент SLS был на рассмотрении, подана заявка на FDM.

Интересно: FDM — самая простая из технологий 3D-печати, но изобретена последней.

1989: Скотт Крамп (сооснователь Stratasys) получил патент. Компания в Миннесоте остается лидером хай-тек 3D-принтеров. Патент выдан в 1992 г.

Кто изобрел 3D-печать?

Термин «3D-печать» использовался с начала 1980-х пионерами.

История фокусируется на ученых и их технологиях: быстрый прототипирование, аддитивный процесс, стереолитография, SLS, FDM.

Известные изобретатели:

• Хидео Кодама

Из Нагояского муниципального института (Япония). Опубликовал статью о создании надежных моделей ультрафиолетовым отвердеванием жидких полимеров. Не выполнил патентные требования из-за нехватки средств.

• Жан-Клод Андре, Оливер де Вит, Ален Мео

Команда французских ученых. Добились прогресса, создавали реальные объекты. Бросили проект из-за отсутствия коммерческой целесообразности.

• Чарльз Халл

История считает Халла изобретателем 3D-печати: первым получил патент. Разработал первый SLA-принтер SLA-1. Патент выдан правительством США.

Его открытие: концентрированный УФ-свет и УФ-отвердеваемые пластики для создания 3D-деталей из компьютерного файла — веха в истории.

• Эммануэль М. Сакс, Джон С. Харггerti, Майкл Д. Чим, Пол А. Уильямс

Команда изобрела струйную печать с связующим (binder jetting): 잉кджет наносит клей на порошковый слой. Первая технология, использующая струйную печать в 3D. Позволила печатать пластик, металл, песок, керамику.

• Скотт Крамп

Изобрел FDM-принтер, который большинство пользователей узнают сегодня. Техника создания 3D-объектов послойным наплавлением горячего филамента из сопла с последующим охлаждением. Также изобрел убираемую и растворимую поддерку для андеркатов и полых конструкций в FDM.

• Карла Декард

Изобрел лазерную синтеризацию микрочастиц порошка для создания объемных деталей. Автор SLS.

• Эдриан Боуер

Д-р Эдриан Боуер — идеолог открытых 3D-принтеров (RepRap), способных самореплицироваться.

Где сделан первый 3D-принтер?

1981: д-р Хидео изобрел первые документированные итерации 3D-печати в Нагоя, Япония. Разработал систему быстрого прототипирования со слоеным подходом.

Хотя патент не получен, многие признают его оригинальным изобретателем 3D-печати.

3D-печать в конце 1980-х

База истории — 1980-е. Краткий календарь:

• 1986

После неудач пионеров ранних 1980-х Чарльз Халл успешно завершил работу над стереолитографией и получил патент.

• 1988

Изобретение SLA-1 принтеров. За ним последовало открытие SLS-машин. DTM Inc вывела их на рынок производства 3D-объектов.

Когда 3D-печать стала популярной

История показывает: популярность с начала 1980-х. Ранняя популярность — в промышленности за счет быстрого и дешевого прототипирования.

Рост популярности аддитивного производства делится на три этапа:

• Юность: 1981–1999

Технология в зачаточном состоянии. Знало несколько отраслей.

• Отрочество: 1999–2010

Популярность набрала ход, применялась в большинстве отраслей и профессий. Много работы по улучшению.

• Зрелость: 2011 — наши дни

Инновации добавляют ценность. Компании вроде 3D Systems дают решения. Открытое движение (RepRap) популяризировало домашние принтеры.

Некоторые говорят: пик достигнут. Другие: впереди еще много открытий.

Заключение

История показывает: ученые улучшали технологию понемногу — от Кодамы до Боуера. Индустрия считает: технология далека от полного раскрытия потенциала, ждем новых прорывов.