בעיני אנשים רבים, הדפסה בתלת-ממד היא מדפסת שיכולה להדפיס עצמים תלת-ממדיים. בדיוק כמו האנימציה "מא ליאנג" שראינו כשהיינו צעירים, כל מה שאנחנו רוצים במוחנו, מברשת יכולה להפוך למציאות. פשוט המברשת של מא ליאנג היא רק משאלה אוטופית. הופעתן של מדפסות תלת-ממד יכולה להגשים את משאלתה של "העט הקסום של מא ליאנג".
הופתענו לטובה לראות מהחדשות שנאס"א השתמשה בטכנולוגיית הדפסה בתלת-ממד כדי לייצר את טלסקופ ההדמיה כולו, Local Motors ייצרה את המכונית המודפסת התלת-ממדית הראשונה והעלתה אותה בהצלחה על הכביש, ופי-טופ הפכה למחשב המודפס התלת-ממדי הראשון בעולם. מחשבים, ג'נרל אלקטריק השתמשה בטכנולוגיית הדפסה בתלת-ממד כדי לשפר את היעילות של מנועי הסילון שלה, ומדפסות תלת-ממד ממערכות תלת-ממד אמריקאיות יכולות להדפיס סוכריות וכלי נגינה... האם זה נראה כל יכול?
למעשה, השם המקצועי הבינלאומי להדפסה בתלת-ממד הוא "ייצור תוספים". הדפסה בתלת-ממד מדפיסה חתיכה אחר חתיכה, ולאחר מכן מוצמדת יחד כדי להפוך לעצם תלת-ממדי. במילים פשוטות, הנקודות נערמות לפרצופים, ואז הפרצופים נערמים לישויות.
אז מאיפה מגיעה מדפסת התלת-ממד "האור העצמאי" הזו? לאן אתה רוצה ללכת?
הרעיון של הדפסה בתלת-ממד הופיע כבר בסוף המאה ה-19. בשנת 1892, החוקר האמריקאי בלנטר הציע לראשונה את הרעיון של שימוש בעיצוב מדורג כדי ליצור מפות טופוגרפיות בפומבי. הרעיון הזה של לערום שכבות דקות כדי ליצור עצמים תלת-ממדיים הוא גם רעיון הליבה של ייצור תלת-ממד.
עם זאת, רק בשנת 1984, 92 שנים מאוחר יותר, מייקל פייגין הציע את טכנולוגיית ייצור האובייקטים בשכבות (ייצור חפצים למינציה, LOM בקיצור). LOM השתמש בחומרי גיליון דקים, לייזרים, ודבקים נמסים חמים כדי ליצור אובייקטים. פייגין הקים את הליסיס בשנת 1985, בניסיון למסחר ולתעש את LOM. זה לקח חמש שנים לפתח את המודל המסחרי הראשון LOM-1015 סביב 1990.
עם זאת, רק שנתיים לאחר מכן, בשנת 1986, צ'ארלס ו. האל האמריקאי היה חלוץ בדרך ייחודית והמציא את טכנולוגיית הסטריאוליטוגרפיה (ליטוגרפיה סטריאו, SLA) קיבל פטנט. האל פיתחה גם את תבנית קובץ ה- STL הנפוצה כיום. באותה שנה הקים צ'ארלס ו. האל את 3D Systems, ובשנת 1988 השיק את המדפסת המסחרית הראשונה SLA-250 לציבור הרחב, ועבר את הליסיס בשנתיים.
כמו כן, בשנת 1988 פותחה טכנולוגיית הדפסה תלת-ממדית חדשה. סקוט קראמפ המציא טכנולוגיית הדפסה תלת-ממדית זולה יותר: טכנולוגיית דוגמנות התצהירים המותכת (FDM), והקים את Stratasys בשנת 1989. Stratasys השיקה את הטכנולוגיה הראשונה המבוססת על FDM לאחר 3 שנות הקמה (1992). המדפסת התעשייתית התלת-ממדית מסמנת את השלב המסחרי של טכנולוגיית FDM. שני ענקים בתחום ההדפסה בתלת-ממד החלו לצוץ.
בשנת 1989, C. R. Dechard מאוניברסיטת טקסס באוסטין המציא את SLS (sintering לייזר סלקטיבי) טכנולוגיה. טכנולוגיית SLS היא לחמם מראש את האבקה לטמפרטורה מעט נמוכה יותר מנקודת ההיתוך שלה, ולאחר מכן לשטח את האבקה, להשתמש בקרן לייזר תחת שליטה ממוחשבת כדי לסנטר באופן סלקטיבי שכבה אחר שכבה על פי המידע של חתך הרוחב השכבות, ולאחר מכן להסיר אותו לאחר כל sintering. אבקה עודפת, ולבסוף לקבל חלקים sintered.
בשנת 1992, DTM השיקה את ציוד הייצור המסחרי Sinter Sation של תהליך SLS.
בשנת 1993, המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) עמנואל סאקס השיג את הפטנט הטכנולוגי טכנולוגיית 3DP (הדפסה תלת ממדית, הדפסה תלת ממדית), המשתמש בחומרי אבקה כגון אבקת קרמיקה ואבקת מתכת. ההבדל מ- SLS הוא כי אבקת החומר אינו sintered. מחובר, אבל דרך הזרבובית עם דבק (כגון ג'ל סיליקה) כדי לחבר את האבקה לצורה. היא קיבלה רישיון לתאגיד Z בשנת 1995 (נרכשה על ידי 3D Systems בשנת 2012).
בשנת 1995, חברת EOS הגרמנית פרסמה את טכנולוגיית sintering לייזר מתכת ישיר DMLS (sintering לייזר מתכת ישיר) שיכול להשתמש ישירות בהדפסת מתכת ואת המדפסת EOSINT M 250, המהווה פריצת דרך בחומרי הדפסה 3D.
בשנת 1996, 3D מערכות, Stratasys, ו Z Corporation (להלן המכונה ZCorp) כל אחד השיק דור חדש של ציוד אב טיפוס מהיר. מאז, אב טיפוס מהיר הפך פופולרי יותר בשם "הדפסה 3D".
בשנת 1998, אופטומק פיתחה בהצלחה את טכנולוגיית sintering לייזר LENS.
בשנת 2000, Objet עדכנה את טכנולוגיית ה-SLA שלה, תוך שימוש בחישת אור אולטרה סגולה משולבת ובטכנולוגיית סילון טיפות כדי לשפר מאוד את דיוק הייצור.
בשנת 2001, Solido פיתחה את הדור הראשון של מדפסות תלת-ממד שולחניות.
בשנת 2005, Z Corp השיקה את מדפסת התלת-ממד הצבעונית הראשונה בעולם, Spectrum Z510, מה שהופך את הדפסת התלת-ממד למבריקה וצבעונית מאז.
בשנת 2008, אדריאן בוייר, מרצה בכיר באוניברסיטת אסם בבריטניה, יזם את פרויקט מדפסת תלת-ממד בקוד פתוח בשנת 2005 - שוחררה מדפסת התלת-ממד השולחנית הראשונה בקוד פתוח RepRap, במטרה לפתח מדפסת תלת-ממד המשכפלת את עצמה. מטרת הפרויקט היא לדמוקרטיזציה של הייצור התעשייתי כך שכולם ברחבי העולם יוכלו להדפיס מכלולים של RepRap בעלות נמוכה, ולאחר מכן להשתמש במדפסת כדי ליצור צרכים יומיומיים.
בשנת 2009, Bre Pettis הוביל את הצוות להקים את חברת מדפסות התלת-ממד השולחנית המפורסמת ─ MakerBot, מדפסת MakerBot שמקורה בפרויקט הקוד הפתוח RepRap. MakerBot מוכר ערכות עשה זאת בעצמך, וקונים יכולים להרכיב את מדפסת התלת-ממד בעצמם.
בדצמבר 2010, Organovo, חברת מחקר לרפואה רגנרטיבית המתמקדת בטכנולוגיית הדפסה ביולוגית, חשפה את משאב הנתונים הראשון להדפסת כלי דם שלמים באמצעות טכנולוגיית הדפסה ביולוגית.
בשנת 2011, המטוס המודפס בתלת-ממד הראשון בעולם בתלת-ממד, המכונית המודפסת התלת-ממדית הראשונה בעולם Urbee, מדפסת השוקולד התלת-ממדית הראשונה בעולם, זהב 14K וחומר כסף סטרלינג סטנדרטי המדפיס מדפסות תלת-ממד, פותח ומיוצר בזה אחר זה.
בספטמבר 2012 הודיעו סטראטסיס ו-Objet הישראלית, שתי חברות הדפוס התלת-ממדיות המובילות, על מיזוגן. שם החברה המשולבת עדיין יהיה Stratasys, מה שיבסס עוד יותר את ההובלה של Stratasys בתעשיית ההדפסה התלת-ממדית והייצור הדיגיטלי הגדלה במהירות. באותה שנה נרכשה ZCorporation על ידי 3D Systems, והחברה המשולבת הפכה לחברה הראשונה המסוגלת לספק פלטפורמה מקיפה עם מגוון טכנולוגיות הדפסה בתלת-ממד, תוכן תלת מימדי ושירותי עיצוב תלת-ממדיים.
במרץ 2015, Carbon3D של ארצות הברית פרסמה טכנולוגיה חדשה לריפוי אור-ייצור ממשק נוזלי רציף (CLIP): היא משתמשת בחמצן ואור כדי לפלוט ברציפות מודלים מחומרי שרף. טכנולוגיה זו מהירה פי 25-100 מכל טכנולוגיית הדפסה תלת-ממדית נוכחית.
מצד שני, בסין, הדפסת תלת מימד עדיין נמצאת בשלב הפיתוח הטכנולוגי. יחד עם זאת, בשל מגבלות טכנולוגיות, הדפסה בתלת-ממד עדיין פחות מעורבת במודלים עסקיים חדשים. ניתן לחלק את כל שוק ההדפסה התלת-ממדית לחומרי גלם להדפסת תלת-ממד במעלה הזרם, לייצור מדפסות תלת-ממד באמצע הזרם, לשירותי הדפסה בתלת-ממד במורד הזרם ולהדרכה טכנית היקפית.
על פי חומרי הגלם השונים המשמשים, ניתן לחלק את טכנולוגיית 3D 3D מתכת, הדפסת פולימר 3D, הדפסה 3D קרמיקה, הדפסה 3D ביולוגית, וכו '. ביניהם, טכנולוגיית ההדפסה התלת-ממדית ממתכת היא בעיקר תעשייתית, והחסמים שלה גבוהים בהרבה מהדפסת תלת-ממד פולימרית; בעוד שטכנולוגיות הדפסה תלת-ממדית קרמיות וביולוגיות עדיין נמצאות בעיקר במצב של מחקר ופיתוח.
בסך הכל, הדור הראשון של מדפסות תלת מימד נולד באמצע ובסוף שנות השמונים, בעיקר כדי להדפיס דגמים, לפתח תבניות, ואבות טיפוס מהירים. מדפסות התלת-ממד מהדור השני התפתחו בשנים האחרונות למוצרים פונקציונליים בעלי דיוק גבוה ונמצאות בשימוש נרחב בתחום התעופה והחלל. הדור השלישי של מדפסות תלת-ממד עשוי להיוולד בעשר השנים הקרובות. על רקע הייצור החכם, טכנולוגיית ההדפסה בתלת-ממד משולבת עם טכנולוגיות מתקדמות אחרות כגון ביג דאטה, אינטרנט של הדברים, מחשוב ענן, רובוטיקה, חומרים חכמים וכו ', כדי להפוך למספר ייצור חכם. חלק מסוים של הרציף.