Možda ste čuli da se 3D tisak predstavlja kao budućnost proizvodnje. A s načinom na koji se tehnologija napredovala i širila u komercijalne svrhe, može biti vrlo dobra u hypeu koji je okružuje. Dakle, što je 3D ispis? I tko je to smislio?
Najbolji primjer za opisivanje rada 3D ispisa dolazi iz TV serija Zvjezdane staze: Sljedeća generacija. U tom izmišljenom futurističkom svemiru posada na svemirskom brodu koristi mali uređaj zvan replikator za stvaranje gotovo svega, poput hrane i pića do igračaka. Sada dok su obje sposobne prikazivati trodimenzionalne objekte, 3D ispis nije nimalo tako sofisticiran. Dok replikator manipulira subatomskim česticama kako bi proizveo svaki mali predmet koji padne na pamet, 3D pisači "ispisuju" materijale u uzastopnim slojevima kako bi formirali objekt.
Rani razvoj
Povijesno gledano, razvoj tehnologije započeo je ranih 80-ih godina, čak prednjačeći u spomenutoj TV emisiji. Godine 1981. Hideo Kodama s Općinskog instituta za industrijska istraživanja u Nagoji prvi je objavio izvještaj o tome materijali nazvani fotopolimeri koji se stvrdnjavaju kada su izloženi UV svjetlu mogu se koristiti za brzo stvaranje čvrstih tvari prototipovi. Iako je njegov rad postavio temelje za 3D ispis, on nije prvi koji je u stvari izradio 3D printer.
Ta prestižna čast pripada inženjeru Chuck Hull, koji je 1984. dizajnirao i stvorio prvi 3D printer. Radio je za tvrtku koja je koristila UV svjetiljke za izradu čvrstih i izdržljivih obloga za stolove kada je naišla na ideju da iskoristi ultraljubičastu tehnologiju za izradu malih prototipa. Srećom, Hull je mjesecima imao laboratorij koji se mogao baviti njegovom idejom.
Ključ za takav rad pisača bili su fotopolimeri koji su ostali u tekućem stanju dok na njih nisu reagirali Ultraljubičasto svijetlo. Sustav koji bi Hull na kraju razvio, poznat kao stereolitografija, koristio je snop UV zrake za skiciranje oblika predmeta iz spremnika s tekućim fotopolimerom. Kako je svjetlosna zraka učvršćivala svaki sloj duž površine, platforma bi se kretala prema dolje tako da se sljedeći sloj može očvrsnuti.
Podnio je patent za tehnologiju 1984. godine, ali bilo je to tri tjedna nakon što su tim francuskih izumitelja, Alain Le Méhauté, Olivier de Witte i Jean Claude André, podnio patent za sličan postupak. Međutim, njihovi poslodavci odustali su od napora za daljnjim razvojem tehnologije zbog „nedostatka poslovne perspektive“. To je Hullu omogućilo autorsko pravo na pojam "Stereolitografija". Njegov patent, naslovljen „Uređaj za proizvodnju trodimenzionalnih objekata stereolitografijom“, izdat je 11. ožujka 1986. Te je godine Hull također formirao 3D sustave u Valenciji u Kaliforniji kako bi mogao komercijalno započeti brzo prototipiranje.
Proširenje na različite materijale i tehnike
Iako je Hull patent obuhvatio mnoge aspekte 3D ispisa, uključujući dizajn i operativni softver, tehnike i raznolikost materijala, drugi izumitelji bi na konceptu nadograđivali različite pristupa. 1989. a patent nagrađen je Carlom Deckardom, studentom sveučilišta u Teksasu koji je razvio metodu koja se zove selektivno lasersko sinteriranje. Sa SLS, a laserska zraka korišten je za vezanje materijala u prahu, poput metala, kako bi se stvorio sloj predmeta. Svježi prah bio bi dodan na površinu nakon svakog uzastopnog sloja. Ostale varijacije kao što su izravno sinteriranje metala i selektivno lasersko taljenje također se koriste za izradu metalnih predmeta.
Najpopularniji i najprepoznatljiviji oblik 3D ispisa naziva se modeliranjem taloženog taloga. FDP, razvijen od strane izumitelja S. Scott Crump polaže materijal u slojevima izravno na platformu. Materijal, obično smola, raspršuje se kroz metalnu žicu i nakon puštanja kroz mlaznicu odmah se stvrdne. Ideja je došla na Crumpa 1988. godine dok je za kćer pokušavao napraviti igračku žabu puštajući vosak za svijeće kroz pištolj s ljepilom.
Crump je 1989. patentirao tehnologiju i sa suprugom suosnivao Stratasys Ltd. za izradu i prodaju strojeva za 3D ispis za brzo izrađivanje prototipa ili komercijalne proizvodnje. Oni su svoju tvrtku javno izveli 1994. godine, a do 2003. godine FDP je postao najprodavanija tehnologija za brzo prototipiranje.