מי המציא את מדפסת התלת מימד?

יתכן ששמעת על כך שהבאת הדפסת תלת מימד כעתיד הייצור. ודרך האופן בו הטכנולוגיה התקדמה והתפשטה באופן מסחרי, היא עשויה בהחלט להיטיב עם ההייפ המקיף אותה. אז מה זה הדפסת תלת מימד? ומי העלה את זה?

הדוגמה הטובה ביותר לתאר כיצד עובדת הדפסת תלת מימד מגיעה מסדרת הטלוויזיה מסע בין כוכבים: הדור הבא. באותו יקום עתידני בדיוני, הצוות שעל סיפון חללית משתמש במכשיר קטן המכונה משכפל כדי ליצור כמעט כל דבר, כמו בכל דבר, החל באוכל ומשקאות וכלה בצעצועים. כעת, בעוד ששניהם מסוגלים לייצר חפצים תלת מימדיים, הדפסת תלת מימד אינה מתוחכמת כמעט. בעוד שמשכפל מתמרן חלקיקים תת-אטומיים לייצור כל אובייקט קטן שעולה בראשכם, מדפסות תלת מימד "מדפיסות" חומרים בשכבות עוקבות כדי ליצור את האובייקט.

מבחינה היסטורית התפתחות הטכנולוגיה החלה בראשית שנות השמונים, ואף קדמה לתוכנית הטלוויזיה הנזכרת. בשנת 1981, Hideo Kodama ממכון המחקר התעשייתי העירוני של נגויה היה הראשון לפרסם תיאור כיצד ניתן להשתמש בחומרים הנקראים פוטופולימרים שהתקשו כאשר הם נחשפים לאור UV לייצור מהיר של מוצק אבות-טיפוס. אף על פי שהנייר שלו הניח את הקרקע להדפסת תלת מימד, הוא לא היה הראשון שבנה למעשה מדפסת תלת מימדית.

הכבוד היוקרתי הזה הולך למהנדס צ'אק הול, שתכנן ויצר את מדפסת התלת מימד הראשונה בשנת 1984. הוא עבד בחברה שהשתמשה במנורות UV כדי לייצר ציפויים קשוחים ועמידים לשולחנות כשהוא הירהר ברעיון לנצל את הטכנולוגיה האולטרה סגולה כדי ליצור אבות טיפוס קטנים. למרבה המזל היה לחל מעבדה להתמודד עם הרעיון שלו במשך חודשים.

המפתח ליצירת מדפסת כזו היו הפוטופולימרים שנשארו במצב נוזלי עד שהגיבו אור אולטרה סגול. המערכת שהול יפתח בסופו של דבר, המכונה סטריאוליטוגרפיה, השתמשה בקורה של אור UV כדי לשרטט את צורת האובייקט מתוך בור של פוטופולימר נוזלי. כאשר קרן האור התקשה על כל שכבה לאורך המשטח, הרציף היה זז למטה כך שניתן יהיה להתקשות את השכבה הבאה.

הוא הגיש פטנט על הטכנולוגיה בשנת 1984, אך זה היה שלושה שבועות לאחר שצוות ממציאים צרפתים, אלן לה מאהוטה, אוליבייה דה וייט וג'ין קלוד אנדרה, הגישו פטנט על תהליך דומה. עם זאת, מעסיקיהם זנחו את המאמצים לפיתוח נוסף של הטכנולוגיה בגלל "חוסר פרספקטיבה עסקית." זה איפשר לחל זכויות יוצרים על מונח "סטריאוליטוגרפיה." הפטנט שלו, שכותרתו "מכשירים לייצור אובייקטים תלת מימדיים על ידי סטראוליתוגרפיה" הונפק ב- 11 במרץ 1986. באותה שנה, הקים האל גם מערכות תלת מימד בוולנסיה, קליפורניה, כך שיוכל להתחיל לבצע טיפוס מהיר של אבות טיפוס מסחריים.

בעוד שהפטנט של האל כיסה היבטים רבים של הדפסת תלת מימד, כולל תוכנת העיצוב וההפעלה, טכניקות ומגוון חומרים, ממציאים אחרים יבנו על הקונספט בצורה שונה גישות. בשנת 1989, א פטנט הוענק לקרל דקארד, סטודנט לתארים מתקדמים באוניברסיטת טקסס, שפיתח שיטה הנקראת sintering laser selective. עם SLS, א קרן לייזר שימש לקשירת חומרים אבקתיים כמו מתכת בהתאמה אישית ליצירת שכבה של האובייקט. אבקה טרייה תתווסף לפני השטח לאחר כל שכבה רצופה. וריאציות אחרות כמו סינטר לייזר ישיר ממתכת והתכת לייזר סלקטיבית משמשות גם ליצירת חפצי מתכת.

הצורה הפופולרית והזוהה ביותר של הדפסת תלת מימד נקראת דוגמנות לתצהיר התמזגו. FDP, שפותח על ידי הממציא ש. סקוט קרומפ מניח את החומר בשכבות ישירות על משטח. החומר, בדרך כלל שרף, מחולק דרך חוט מתכת, ומשתחרר פעם אחת דרך הזרבובית, מתקשה מיד. הרעיון הגיע לקראמפ בשנת 1988 בזמן שניסה להכין צפרדע צעצוע לבתו באמצעות חלוקת שעווה לנר באמצעות אקדח דבק.

בשנת 1989 קראמפ רשמה פטנט על הטכנולוגיה ועם אשתו הקים את סטרטסי בע"מ. לייצר ולמכור מכונות דפוס תלת מימד לייצור מהיר של אבות טיפוס או ייצור מסחרי. הם לקחו את ציבור החברות שלהם בשנת 1994 ובשנת 2003, FDP הפכה לטכנולוגיית האב-טיפוס המהירה הנמכרת ביותר.