W oczach wielu ludzi druk 3D to drukarka, która może drukować trójwymiarowe-obiekty. Podobnie jak animacja „Ma Liang”, którą widzieliśmy, gdy byliśmy młodzi, cokolwiek chcemy w naszych głowach, pędzel może stać się rzeczywistością. Po prostu pędzel Ma Liang to tylko utopijne życzenie. Pojawienie się drukarek 3D może spełnić życzenie „magicznego pióra Ma Liang”.
Byliśmy mile zaskoczeni wiadomością, że NASA wykorzystała technologię druku 3D do wyprodukowania całego teleskopu obrazowania, Local Motors wyprodukowało pierwszy samochód wydrukowany w 3D i pomyślnie wypuściło go na drogę, a Pi-Top stał się pierwszym na świecie Notatnik wydrukowany w 3D. Komputery, General Electric wykorzystało technologię druku 3D do poprawy wydajności swoich silników odrzutowych, a drukarki 3D amerykańskiej firmy 3D Systems mogą drukować cukierki i instrumenty muzyczne... Czy wydaje się to wszechmocne?
W rzeczywistości międzynarodowa profesjonalna nazwa druku 3D to „produkcja przyrostowa”. Druk 3D polega na drukowaniu kawałek po kawałku, a następnie nakładaniu się na siebie, aby stać się trójwymiarowym obiektem. Mówiąc prościej, punkty są układane w twarze, a następnie twarze są układane w jednostki.
Skąd więc pochodzi ta „samodzielna-lekka” drukarka 3D? Gdzie chcesz iść?
Koncepcja druku 3D pojawiła się już pod koniec XIX wieku. W 1892 roku amerykański uczony Blanther jako pierwszy zaproponował pomysł wykorzystania formowania kaskadowego do publicznego tworzenia map topograficznych. Pomysł układania cienkich warstw w stosy, aby tworzyć trójwymiarowe - obiekty, jest również główną ideą produkcji druku 3D.
Jednak dopiero w 1984 roku, 92 lata później, Michael Feygin zaproponował technologię wytwarzania obiektów warstwowych (w skrócie LOM). LOM używało cienkich arkuszy, laserów i klejów termotopliwych do tworzenia przedmiotów. Feygin założył Helisys w 1985 roku, próbując skomercjalizować i uprzemysłowić LOM. Opracowanie pierwszego komercyjnego modelu LOM-1015 około 1990 roku zajęło pięć lat.
Jednak już dwa lata później, w 1986 roku, Amerykanin Charles W. Hull był pionierem unikalnego sposobu i wynalazł technologię stereolitografii (Stereo Lithography, SLA) uzyskał patent. Firma Hull opracowała także obecnie-powszechny format plików STL. W tym samym roku Charles W. Hull założył firmę 3D Systems, aw 1988 wprowadził na rynek pierwszą komercyjną drukarkę SLA-250, wyprzedzając Helisys w ciągu dwóch lat.
Również w 1988 roku opracowano nową technologię druku 3D. Scott Crump wynalazł tańszą technologię druku 3D: technologię Fused Deposition Modeling (FDM) i założył Stratasys w 1989 roku. Stratasys wprowadził pierwszą technologię opartą na FDM- po 3 latach od założenia (1992). Przemysłowa drukarka 3D wyznacza komercyjny etap technologii FDM. Zaczęli pojawiać się dwaj giganci w dziedzinie druku 3D.
W 1989 roku CR Dechard z University of Texas w Austin wynalazł technologię SLS (selektywne spiekanie laserowe). Technologia SLS polega na wstępnym podgrzaniu proszku do temperatury nieco niższej niż jego temperatura topnienia, a następnie spłaszczeniu proszku, użyciu wiązki laserowej pod kontrolą komputera, aby selektywnie spiekać warstwa po warstwie zgodnie z informacją o przekroju warstwowym, a następnie go usunąć po spiekaniu. Nadmiar proszku, a na końcu części spiekane.
W 1992 roku firma DTM uruchomiła komercyjny sprzęt do produkcji Sinter Sation procesu SLS.
W 1993 roku Massachusetts Institute of Technology (MIT) Emanual Sachs uzyskał patent na technologię 3DP (druk w trzech wymiarach, druk trójwymiarowy), która wykorzystuje sproszkowane materiały, takie jak proszek ceramiczny i proszek metalowy. Różnica w stosunku do SLS polega na tym, że proszek materiału nie jest spiekany. Połączony, ale przez dyszę z klejem (np. żel krzemionkowy), aby związać proszek w kształt. Została licencjonowana przez Z Corporation w 1995 roku (przejęta przez 3D Systems w 2012 roku).
W 1995 roku niemiecka firma EOS wypuściła technologię bezpośredniego spiekania laserowego metalu DMLS (direct metal laser sintering), która może bezpośrednio wykorzystywać druk na metalu oraz drukarkę EOSINT M 250, która jest przełomem w druku materiałów 3D.
W 1996 r. 3D Systems, Stratasys i Z Corporation (zwane dalej ZCorp) wprowadziły na rynek nową generację sprzętu do szybkiego prototypowania. Od tego czasu szybkie prototypowanie stało się popularniejsze jako „drukowanie 3D”.
W 1998 roku Optomec z powodzeniem opracował technologię spiekania laserowego LENS.
W 2000 roku firma Objet zaktualizowała swoją technologię SLA, wykorzystując zintegrowane wykrywanie światła ultrafioletowego i technologię strumienia kropli, aby znacznie poprawić dokładność produkcji.
W 2001 roku Solido opracowało pierwszą generację stacjonarnych drukarek 3D.
W 2005 r. firma Z Corp wprowadziła na rynek pierwszą na świecie wysoce-precyzyjną kolorową drukarkę 3D Spectrum Z510, dzięki której drukowanie 3D stało się wspaniałe i kolorowe.
W 2008 r. Adrian Bowyer, starszy wykładowca na University of Barn w Wielkiej Brytanii, zainicjował projekt drukarki 3D typu open source w 2005 r.-Wypuszczono pierwszą stacjonarną drukarkę 3D typu open source RepRap w celu opracowania samoreplikująca drukarka 3D. Celem projektu jest demokratyzacja produkcji przemysłowej, tak aby każdy na całym świecie mógł tanio drukować zespoły RepRap, a następnie wykorzystywać drukarkę do wykonywania codziennych potrzeb.
W 2009 roku Bre Pettis poprowadził zespół, który założył słynną firmę zajmującą się komputerowymi drukarkami 3D ─ MakerBot, drukarka MakerBot wywodząca się z projektu open source RepRap. MakerBot sprzedaje zestawy do samodzielnego montażu, a kupujący mogą samodzielnie złożyć drukarkę 3D.
W grudniu 2010 roku Organovo, firma badawcza zajmująca się medycyną regeneracyjną, zajmująca się technologią biodrukowania, ujawniła pierwsze źródło danych do drukowania całych naczyń krwionośnych przy użyciu technologii biodrukowania.
W 2011 roku pierwszy na świecie wydrukowany samolot w 3D, pierwszy na świecie wydrukowany w 3D samochód Urbee, pierwsza na świecie drukarka 3D do czekolady, drukarki 3D do drukowania z 14-karatowego złota i standardowego srebra, zostały opracowane i wyprodukowane jedna po drugiej.
We wrześniu 2012 r. Stratasys i Israel's Objet, dwie wiodące firmy zajmujące się drukowaniem 3D, ogłosiły połączenie. Połączona nazwa firmy nadal będzie brzmiała Stratasys, co jeszcze bardziej ugruntuje pozycję Stratasys w szybko rozwijającej się branży druku 3D i produkcji cyfrowej. W tym samym roku firma ZCorporation została przejęta przez 3D Systems, a połączona firma stała się pierwszą firmą zdolną zapewnić kompleksową platformę z różnymi technologiami druku 3D, treściami 3D i usługami projektowania 3D.
W marcu 2015 r. firma Carbon3D ze Stanów Zjednoczonych wprowadziła nową-technologię utwardzania światłem-Continuous Liquid Interface Production (CLIP): wykorzystuje ona tlen i światło do ciągłego wyrzucania modeli z materiałów żywicznych. Ta technologia jest 25-100 razy szybsza niż jakakolwiek obecna technologia druku 3D.
Z kolei w Chinach druk 3D jest wciąż na etapie rozwoju technologicznego. Jednocześnie, ze względu na ograniczenia technologiczne, druk 3D jest coraz mniej angażowany w nowe modele biznesowe. Cały rynek druku 3D można podzielić na surowce do druku 3D w fazie początkowej, produkcję drukarek 3D w fazie pośredniej, usługi druku 3D w fazie końcowej oraz szkolenia techniczne dotyczące urządzeń peryferyjnych.
W zależności od różnych stosowanych surowców, technologię 3D można podzielić na metalowy druk 3D, polimerowy druk 3D, ceramiczny druk 3D, biologiczny druk 3D itp. Wśród nich technologia druku 3D z metalu jest głównie klasy przemysłowej, a jej bariery są znacznie wyższe niż polimerowy druk 3D; podczas gdy ceramiczne i biologiczne technologie druku 3D są nadal w większości w fazie badań i rozwoju.
Podsumowując, pierwsza generacja drukarek 3D narodziła się w połowie i pod koniec lat 80., głównie do drukowania modeli, opracowywania form i szybkiego prototypowania. Drukarki 3D drugiej-generacji rozwinęły się w ostatnich latach w wysoce-precyzyjne produkty funkcjonalne i są szeroko stosowane w przemyśle lotniczym. W ciągu najbliższych 10 lat może narodzić się trzecia generacja drukarek 3D. Na tle inteligentnej produkcji technologia druku 3D łączy się z innymi zaawansowanymi technologiami, takimi jak big data, internet rzeczy, przetwarzanie w chmurze, robotyka, inteligentne materiały itp., aby stać się szeregiem inteligentnej produkcji. Pewna część platformy.