Полезные материалы

3D-принтер – история создания

Теги:

Сегодня 3D-принтером мало кого удивишь, собрать такой аппарат можно даже в домашних условиях. На них печатают элементы автомобилей, костные протезы и даже жилые дома. А ведь еще недавно, буквально в конце прошлого века, это были технологии будущего, о которых большинство людей даже не слышало.

ребенок.jpgСегодня даже дети могут напечатать себе игрушку на 3D-принтере

Создателем устройства, отдаленно напоминающего современные принтеры, принято считать американца Чарльза Халла – одного из будущих соучредителей компании 3D Systems. Именно он в 1984 запатентовал идею стереолитографического (SLA) оборудования для получения трехмерных объектов из фотополимерных слоев, которые затвердевали под воздействием ультрафиолетового лазерного излучения.

Однако мало кто знает, что буквально за три недели до Халла, 16 июля того же года, команда французских ученых подавала практически такой же патент у себя на родине. Это были изобретатели Оливье де Витте, Ален Ле Меауте и Жан Клод Андре, которые независимо от американцев разработали процесс лазерной стереолитографии. Но их ждала неудача - заявка была отклонена, как совершенно неперспективная. А еще шестью годами ранее, в 1980-м, технику быстрого прототипирования на основе чувствительной к ультрафиолету смолы разработал японский ученый Нидео Кодама. Но, как и у французских коллег, у г-на Кодамы возникли сложности с патентованием. Вот так и получилось, что настоящие первооткрыватели метода остались в тени истории.

В 1986 году Чарльз Халл основал компанию 3D Systems, которая и до сегодняшнего дня является одной из крупнейших по выпуску аддитивного оборудования, а в 1987-ом выпустил первую рабочую модель 3D-принтера со стереолитографическим принципом печати.

primeira-impressora-3d.jpgПредшественник современных 3D-принтеров, модель SLA-1, выпущенная в 1987 году компанией 3D Systems

Это послужило толчком к активным разработкам в этом направлении ведущими мировыми исследовательскими лабораториями. И уже в 1988 году ученым из техасского университета Карлом Декардом был запатентован новый метод 3D моделирования, основанный на принципе лазерного спекания порошковой массы (SLS).

Следующий шаг был сделан в 1989 опять же американцем, Скоттом Крампом, основателем компании Stratasys. Ему принадлежит разработка метода печати, которая в настоящее время используется наиболее широко. Речь идет о послойном создании трехмерных объектов методом пластиковой экструзии (FDM). Первое действующее устройство было выпущено и продано компанией Stratasys в 1992 году.

В период с 1993 по 1999 год были разработаны практически все известные сегодня способы 3D-печати:

  • плавление порошка электронным лучом в вакууме;
  • технология многоструйного моделирования;
  • cклеивание порошка жидким клеем;
  • электронное плавление проволочного материала и т.д.

Параллельно с открытием новых принципов работы и усовершенствованием конструкции приборов, интенсивно велась разработка ПО для 3D-принтеров. Крупнейшие компании по созданию программ для трехмерного моделирования, такие как AutoDesk, SolidWorks и т.д., включали в состав своих пакетов приложения для подготовки 3D модели к печати.

На протяжении 2000-х годов аддитивные технологии продолжают развиваться. Упрощается и облегчается конструкция оборудования, расширяется функционал, совершенствуются методы получения конечного изделия, появляются более дешевые и доступные модели. В 2009 году был выпущен первый комплект для самостоятельной сборки 3D-принтера в бытовых условиях.

принт.jpgСовременное оборудование для 3D-печати. Примечательно, что пластиковые составляющие печатных станков создают на самих станках

Ближе к середине 2010-х годов аппараты для создания трехмерных изделий окончательно перестали быть оборудованием будущего и превратилось в пока еще удивительный, но уже повсеместно распространенный печатный инструмент.

Сегодня 3D-принтер можно встретить не только во многих промышленных областях, но и в учебно-образовательных заведениях, домашних мастерских и даже в обычной квартире. Технологии шагнули настолько далеко, что появились даже пищевые принтеры, которые работают с глазурью, тестом, марципановой массой и создают съедобные объемные фигуры.

Определенно можно сказать, что мы стоим на пороге очередной технологической революции, ведь развитие трехмерной печати несет в себе грандиозные перспективы для всех аспектов жизнедеятельности. Уже сейчас заметен вклад аддитивного оборудования в медицину (протезирование конечностей, замена костных тканей и т.д.). На 3D-станках печатают мебель, дома, автомобили, беспилотные самолеты и многое другое.

Эта модель автомобиля Aston Martin.jpgВо время съемок фильма “Координаты Скайфолл” вместо настоящего автомобиля Aston Martin была взорвана распечатанная на SLS-принтере модель, неотличимая от оригинала

В большинстве своем это пока еще тестовые прототипы с условной функциональностью, однако, уже на этом этапе становится понятно, что история 3D-принтера только начинается, и все самое интересное нас еще ждет впереди.