Τι είναι η 3D εκτύπωση;

Η 3D εκτύπωση είναι μια τεχνολογία πρόσθετης κατασκευής που χρησιμοποιείται για την παραγωγή εξαρτημάτων.Ονομάζεται "προσθετική" επειδή αυτή η μέθοδος δεν βασίζεται σε ένα μόνο κομμάτι υλικού ή ένα καλούπι για να δημιουργήσει ένα φυσικό αντικείμενοΑντ' αυτού, χτίζει το αντικείμενο στοιβάζοντας και συγχωνεύοντας στρώματα υλικού.

Η τεχνολογία αυτή προσφέρει συνήθως γρήγορες ταχύτητες παραγωγής και χαμηλά σταθερά κόστη εγκατάστασης και είναι ικανή να δημιουργήσει πιο περίπλοκες γεωμετρίες από τις παραδοσιακές τεχνικές κατασκευής.η ποικιλία των υλικών που χρησιμοποιούνται στην 3D εκτύπωση επεκτείνεται συνεχώςΈχει ευρέως εφαρμοστεί στη μηχανική βιομηχανία, ιδιαίτερα για την κατασκευή πρωτοτύπων και τη δημιουργία ελαφρών γεωμετριών.

Ο όρος "3D εκτύπωση" συνδέεται συχνά με τον πολιτισμό των κατασκευαστών, τους ερασιτέχνες και τους ενθουσιώδεις, που περιλαμβάνουν εκτυπωτές επιφάνειας εργασίας, προσβάσιμες τεχνολογίες εκτύπωσης όπως το FDM,και χαμηλού κόστους υλικά όπως ABS και PLA (θα εξηγήσουμε αυτά τα ακρωνύμια αργότερα)Το φαινόμενο αυτό οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στον εκδημοκρατισμό της 3D εκτύπωσης, ιδιαίτερα στην άνοδο του κινήματος RepRap.που οδήγησε σε προσιτές επιτραπέζιες μηχανές όπως το αρχικό MakerBot και UltimakerΗ εξέλιξη αυτή οδήγησε επίσης στην εκρηκτική ανάπτυξη της τεχνολογίας 3D εκτύπωσης το 2009.

Η ευρεία εφαρμογή της πρόσθετης κατασκευής
Σε σύγκριση με την 3D εκτύπωση, η πρόσθετη κατασκευή είναι μια ευρύτερη έννοια που περιλαμβάνει μια ποικιλία τεχνολογιών και υλικών, με εφαρμογές στη βιομηχανική παραγωγή, την ιατρική περίθαλψη, την αεροδιαστημική βιομηχανία,και άλλα πεδίαΗ πρόσθετη κατασκευή δίνει έμφαση στην κατασκευή αντικειμένων προσθέτοντας υλικό στρώμα προς στρώμα και συνήθως χρησιμοποιείται για εφαρμογές υψηλής ακρίβειας και υψηλής απόδοσης.

Σε γενικές γραμμές, ενώ η 3D εκτύπωση είναι μια μορφή πρόσθετης κατασκευής, υπάρχουν σημαντικές διαφορές στην τεχνολογία, τις εφαρμογές και τη θέση της αγοράς.

Αντίθετα, η πρόσθετη κατασκευή (ΑΜ) συνδέεται σχεδόν πάντα με εμπορικές και βιομηχανικές εφαρμογές.

"Rapid prototyping" είναι ένας όρος που μερικές φορές χρησιμοποιείται για να αναφερθεί στην τεχνολογία 3D εκτύπωσης.όταν η τεχνολογία 3D εκτύπωσης εφευρέθηκε για πρώτη φορά, αναφέρεται ως ταχεία πρωτότυπη, επειδή χρησιμοποιείται κυρίως για την κατασκευή πρωτότυπων αντί για την παραγωγή πραγματικών εξαρτημάτων.

Τεχνολογική εξέλιξη
Τα τελευταία χρόνια, η 3D εκτύπωση έχει ωριμάσει σε μια εξαιρετική λύση για την παραγωγή εξαρτημάτων.έχουν γίνει πιο οικονομικά και βολικάΣυνεπώς, ενώ κάποιοι θεωρούν ακόμα την "ταχεία δημιουργία πρωτοτύπων" συνώνυμη με την τρισδιάστατη εκτύπωση,Η φράση εξελίσσεται σταδιακά για να αναφέρεται σε όλες τις μορφές ταχείας κατασκευής πρωτοτύπων..

Συνοπτικά, ενώ η "ταχεία πρωτοτύπωση" αρχικά αναφερόταν ειδικά στην πρωτοτύπωση, το νόημά της έχει επεκταθεί με τις τεχνολογικές εξελίξεις για να περιλαμβάνει ένα ευρύτερο φάσμα μεθόδων κατασκευής.

Η 3D εκτύπωση είχε αρχικά σχεδιαστεί για να επιταχύνει την ανάπτυξη βιομηχανικών προϊόντων μέσω ταχύτερης κατασκευής πρωτοτύπων.Ο Τσακ Χουλ θεωρείται γενικά ο εφευρέτης της 3D εκτύπωσηςΤο 1984 κατοχύρωσε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για τη συσκευή στερεολιθογραφίας (SLA), η οποία έγινε πρωτοποριακή τεχνολογία για τους 3D εκτυπωτές.

Η εφεύρεση του Hull έθεσε τα θεμέλια για την επόμενη τεχνολογία εκτύπωσης 3D και προώθησε την ανάπτυξη της πρόσθετης κατασκευής, η οποία συνεχίζει να χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορες βιομηχανίες σήμερα.

1. 1981:Ο Ιάπωνας Χίντεο Κοδάμα κατοχύρωσε την πρώτη συσκευή για την επεξεργασία φωτοπολυμερών με τη χρήση υπεριώδους φωτός.Αλλά η πατέντα τελικά εγκαταλείφθηκε λόγω έλλειψης ενδιαφέροντος..
2. 1984:Οι Γάλλοι εφευρέτες Αλέν Λε Μεχάουτε, Ολιβιέ ντε Βίτε και Ζαν Κλοντ Αντρέ κατέθεσαν δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για μια συσκευή που χρησιμοποιούσε υπεριώδες φως για την κάλυψη φωτοπολυμερών.Πιστεύοντας ότι δεν είχε εμπορικό δυναμικό.
3. 1984:Λίγες μόνο εβδομάδες μετά την καταχώριση της ευρεσιτεχνίας του Le Mehaute, ο Αμερικανός Charles "Chuck" Hull κατέθεσε το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας του για "Επιχείρηση για την παραγωγή τρισδιάστατων αντικειμένων με στερεολιθογραφία," δημιουργώντας τον όρο "στερεολιθογραφία" (SLA)Το 1987, ο Χουλ εφηύρε τη μορφή αρχείου STL και ίδρυσε το 3D Systems το ίδιο έτος.
4. 1987:Ο Αμερικανός Carl Deckard κατοχύρωσε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την επιλεκτική συγκόλληση λέιζερ (SLS) και συνιδρύθηκε η εταιρεία Desktop Manufacturing (DTM), η οποία εξαγοράστηκε από την 3D Systems το 2001.
5. 1989:Ο Αμερικανός Σ. Σκοτ Κραμπ κατέθεσε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για τη μοντελοποίηση λιωμένης εναπόθεσης (FDM) και ίδρυσε τη Stratasys με τη σύζυγό του το ίδιο έτος.

Αυτές οι πρώτες εφευρέσεις και εταιρείες έθεσαν τα θεμέλια για την άνοδο της τεχνολογίας 3D εκτύπωσης.

1. 1987:Η 3D Systems κυκλοφόρησε τον πρώτο εμπορικό εκτυπωτή SLA, τον "SLA-1", σηματοδοτώντας την αρχή της εμπορευματοποίησης της τεχνολογίας 3D εκτύπωσης.
2. 1992:Το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας FDM απονεμήθηκε τελικά στην Stratasys, οδηγώντας στο λανσάρισμα του πρώτου εκτυπωτή FDM, του "3D Modeler".
3. 1992:Η DTM κυκλοφόρησε τον πρώτο εμπορικό εκτυπωτή SLS, τον "Sinterstation 2000", προωθώντας περαιτέρω την υιοθέτηση της τεχνολογίας 3D εκτύπωσης.
4. 1994:Η EOS, η οποία ιδρύθηκε το 1989, κυκλοφόρησε το "EOSINT M160", τον πρώτο εμπορικό 3D εκτυπωτή μετάλλων, ανοίγοντας μια νέα αγορά για την παραγωγή πρόσθετων μετάλλων.

1. 2005:Ξεκίνησε το έργο ανοιχτού κώδικα RepRap ("Replicating Rapid Prototyping"), με στόχο τη δημιουργία ενός αυτοαναπαραγόμενου 3D εκτυπωτή ικανού να εκτυπώνει τα δικά του μέρη.Το έργο αυτό ενθάρρυνε σημαντικά το ενδιαφέρον του κοινού για την τεχνολογία 3D εκτύπωσης.
2. 2009:Βασικές ευρεσιτεχνίες FDM μπήκαν στο δημόσιο χώρο, και το MakerBot κυκλοφόρησε τον 3D εκτυπωτή του, τον "Cupcake CNC".Σημαντικά λιγότερο από τα χιλιάδες δολάρια για παραδοσιακούς εκτυπωτές, όλα τα συστατικά ήταν διαθέσιμα για λήψη στο Thingiverse, μια ιστοσελίδα αφιερωμένη στην κοινή χρήση ψηφιακών αρχείων σχεδιασμού που δημιουργούνται από χρήστες.
3. 2012:Η Formlabs κυκλοφόρησε το "Form 1", τον πρώτο προσιτό εκτυπωτή SLA, και συγκέντρωσε με επιτυχία ρεκόρ 2,95 εκατομμυρίων δολαρίων στο Kickstarter.
4. 2013:Το δίκτυο Protolabs ξεκίνησε ως υπηρεσία 3D εκτύπωσης peer-to-peer, επιτρέποντας συναλλαγές μεγάλης κλίμακας μεταξύ αγοραστών εκτυπώσεων και χρηστών μηχανών.Η πλατφόρμα αυξήθηκε γρήγορα για να γίνει η μεγαλύτερη πλατφόρμα 3D εκτύπωσης στον κόσμο., με περισσότερους από 50.000 κέντρων εκτύπωσης, και επικεντρώθηκε στη δημιουργία διαφόρων μορφών εξατομικευμένης κατασκευής πιο προσιτές σε εμπορικούς πελάτες.
5. 2014:Βασικές πατέντες SLS εισήλθαν στο δημόσιο πεδίο, οδηγώντας πολλές εταιρείες να παράγουν μικρότερους, πιο προσιτούς εκτυπωτές SLS.

Αυτές οι εξελίξεις έκαναν την τεχνολογία 3D εκτύπωσης πιο προσιτή, οδηγώντας την εφαρμογή και την καινοτομία της σε διάφορους τομείς.

Από το 2018, ενώ η φήμη των μέσων ενημέρωσης γύρω από την 3D εκτύπωση έχει υποχωρήσει σημαντικά, το ενδιαφέρον για εμπορικές εφαρμογές για επιχειρήσεις όλων των μεγεθών έχει φτάσει σε υψηλό ιστορικό.χιλιάδες εταιρείες κατασκευάζουν 3D εκτυπωτές και προσφέρουν ένα ευρύ φάσμα υπηρεσιών που χρησιμοποιούν την τεχνολογία 3D εκτύπωσης.

Αυτή η φάση σηματοδοτεί την ωριμότητα της τεχνολογίας 3D εκτύπωσης, καθώς οι εταιρείες αρχίζουν να την ενσωματώνουν στις παραγωγικές τους διαδικασίες για εφαρμογές σε διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένης της κατασκευής πρωτοτύπων,κατασκευή κατά παραγγελίαΟι τεχνολογικές εξελίξεις βελτίωσαν συνεχώς την αποτελεσματικότητα και την οικονομική απόδοση της 3D εκτύπωσης, οδηγώντας περαιτέρω στην ευρεία υιοθέτησή της.