Когда появились 3D принтеры

Когда появились 3D принтеры

Каталог

Статьи

Разделы сайта

© 2020 «Plastic3D»
Интернет-магазин “Plastic3D”
Все права защищены
Россия

• Главная
• Каталог статей
• Краткая история 3D принтеров

Краткая история 3D принтеров

Сейчас трёхмерная печать быстро набирает популярность и многим кажется, что она зародилась совсем недавно. На самом же деле недавно зародилось разве что название «3D принтер».
Ранее данные устройства назывались машинами 3D прототипирования. И технология старше многих из её нынешних почитателей.

Вот краткая история развития 3D печати:
1984 : Американец Чарльз Халл разработал технологию «стереолитографии» (SLA) для печати 3D-объектов по данным цифровых моделей из фотополимеризующихся композитных материалов (ФПК).

1985 — Михаило Фейген предложил послойно формировать объемные модели из листового материала: пленок, полиэстера, композитов, пластика, бумаги и т.д., скрепляя между собой слои при помощи разогретого валика. Такая технология получила название «производство объектов ламинированием» (LOM).
По сути, листы приклеиваются друг к другу, а лазер вырезает контур.

1986 — получение патента на технологию «стереолитографии» (SLA). Разработанную в 1984 году.
В этом же году Чарльз Халл основал компанию 3D Systems и разработал первый коммерческий прибор трехмерной печати. Который незатейливо назвали – «установка для стереолитографии».

1986 — доктора Карл Декарт и Джо Биман в Университете штата Техас в Остине разработали и запатентовали метод селективного лазерного спекания (SLS).

1987 — израильской компанией Cubital была разработана Технология послойного уплотнения (SGC).

1988 — 3D Systems разработала модель SLA-250, которая была запущена в серийное производство для широкого круга пользователей.

1988 — Скотт Крамп изобрел FDM (моделирование путём декомпозиции плавящегося материала). Наиболее распространённая ныне технология. Она и используется в большинстве «домашних» 3D принтеров.
1989 — Скотт Крамп основал комапнию Stratasys.
1991 — Stratasys выпустила первый 3D-принтер серии Dimension с экструдирующей печатающей головкой (FDM).
1991 — Helisys продала свою первую машину на основе объектного ламинирования (laminated object manufacturing (LOM))
1992 — Компания Stratasys продала свою первую машину на основе технологии FDM – «3D Modeler».

1992 — Фирма DTM продала свою первую систему селективного лазерного обжига (SLS)

1993 — Была создана компания Solidscape. Ныне один из ведущих производителей.

1995 — в Массачусетском технологическом институте был придуман термин “3D-печать”.

1995 — Компания Z Corporation получила эксклюзивную лицензию от MIT использовать технологию 3DP (Печать склеиваемым порошком).
1996 — Stratasys представила «Genisys».
1996 — Компания Z Corporation представила Z402.
1996 — 3D Systems представила Actua 2100. К данному устройству быстрого прототипирования было впервые применено название «зд-принтер».

1997 — компания EOS была продана конкуренту по стереолитографии 3D Systems. И они стали монополистами.

2005 — Компания Z Corporation выпустила Spectrum Z510. Это был первый на рынке 3д-принтер с высоким качеством цветной печати (3DP).
2006 — Открыт проект Reprap при использовании лицензии GNU General Public Licence.
2008 — Выпущена первая версия Reprap, «принтера который может производить сам себя». На тот момент он мог изготавливать около 50% необходимых деталей.

2008 — Objet Geometries Ltd, разработала принтер Connex500, печатающий несколькими различными материалами сразу (3DP). Сейчас количество материалов перевалило за 100.
2010 — Urbee: первый автомобиль, созданный при помощи гигантских 3д-принтеров Dimension 3D Printers и Fortus 3D Production Systems.
2010 — медицинская компания Organovo. Inc объявила о создании технологии, печати искусственных кровеносных сосудов.
2010 – группа ученых Fluid Interfaces Group из Массачусетского Технологического Института представила первый 3D принтер для создания продуктов – «Cornucopia». На данный момент разработка не получила существенного развития.
2011 — голландский производитель 3D принтеров Ultimaker развил скорость трехмерной печати до 350 мм в секунду. Действительно неплохо, хоть и точность пострадала от скорости. Сейчас этот показатель уже так удивляет.
2011 — под руководством Университета Эксетера и университета Брюнеля и фирмы Delcam, исследователи создали первый 3д-принтер, печатающий шоколадом. На самом деле это опять FDM, сложность была только в разработке состава.
2011 — Инженерами Университета Саутгемптона создан первый самолёт, напечатанный на 3д-принтере. Сложность была скорее в проектировании модели таким образом, чтобы её можно было распечатать. Модель прекрасно летала.
2011 — Венский Технологический Университет представил самый маленький, лёгкий и дешёвый по себестоимости печати 3д-принтер. Работающий по аддитивной технологии фотополимеризации светочувствительной смолы, весом 1,5 килограмма и стоимостью около 1200 евро.

2012 — Компания 3D Systems выпустила на рынок персональный трехмерный принтер для домашнего использования 3D Cube. FDM.
2012 — в Венском Технологическом Университете создали трехмерный принтер, печатающий микроскопические объекты разрешением до 100 нм со скоростью 5 мм в секунду.

Когда появились 3D принтеры

02.05.2017 17:40:52 3495 просмотров.

3D-печать: история, применение, перспективы

3D-печать — масштабная революция в мире физических вещей. Сегодня она охватывает все сферы деятельности человека и продолжает стремительно развиваться.

3D-принтер – аддитивное устройство (от англ. Additive – «добавление, примесь»), способное воссоздать любой предмет методом послойного воспроизведения по 3D-модели.

Прошлое: краткая история 3D-печати

История 3D-печати начинается в середине ХХ века, в 1950-е годы, когда американец Чарльз Халл попробовал воплотить в жизнь первую аддитивную технологию — стереолитографию.

Ближайшие родственники 3D-принтеров появились в начале 80-х годов ХХ века в Японии благодаря работе доктора Хидео Кодамы, который разработал устройство для быстрой послойной печати прототипов физических объектов.

В 1986 году Чарльз Халл получил, наконец, патент на своё изобретение и основал компанию «3D System Corporation», которая сегодня является лидером 3D-печати.

В 1988 году было запущено серийное производство стереолитографических (SLT) принтеров, которые создавали объекты по цифровым заготовкам. Материалом служило жидкое вещество на основе акрила, которое под действием лазерных лучей превращалось в пластик.

К началу девяностых 3D-модели создавались новым поколением принтеров по технологии лазерного спекания. Тогда же появился термин «3D-печать». Если раньше изделие «выращивалось» из жидкого акрила, то к тому времени оно уже изготавливалось из порошка под воздействием лазера.

В начале 2000-х годов произошла самая настоящая революция 3D-печати: рынок раскололся на два направления – высокотехнологичные дорогостоящие системы и доступные широкой категории потребителей устройства. И те, и другие стремительно развиваются, активно внедряясь во все сферы жизни человека.

Настоящее: сферы применения 3D-печати

Медицина

Одно из самых быстроразвивающихся направлений 3D-печати – медицина. В 2011 году произошел триумф в регенеративной медицине: принтер, заправленный биогелем со стволовыми клетками, «напечатал» за 3 часа человеческую почку. Хотя до трансплантации органов ещё далеко, ученые уже сейчас разрабатывают технологии для пересадки выращенных с помощью 3D-печати кровеносных сосудов, органов брюшной полости, кожи.

Сегодня во всём мире, в том числе и в России, успешно имплантируются напечатанные на 3D-принтере элементы человеческого скелета – кости, суставы, зубы. В НИИ травматологии и ортопедии Санкт-Петербурга благополучно применяют эндопротезирование утраченных конечностей и суставов, а в Новосибирском НИИ им. Н.Я. Цивьяна проводят операции по замещению черепных костей с помощью аддитивных технологий, возвращая к полноценной жизни детей и взрослых.

Строительство

Строительство с помощью 3D-печати составляет серьёзную конкуренцию традиционным подходам. Объединенные Арабские Эмираты, Тайланд, Китай и Россия уже сегодня используют современные мобильные принтеры для печати домов прямо на месте их расположения.

Метод печати тот же, что и в других сферах применения, – послойное экструдирование (производство путем продавливания вязкого материала через формующие отверстия). В качестве материала используются цемент, строительный мусор, бывшие в употреблении стройматериалы, стекловолокно и др. Технология работает по принципу строительного крана, возводящего стены из смеси бетона и связующих материалов.

Если говорить о рациональности данного метода строительства, то стоимость материалов и время работы в разы ниже, а отсутствие прорабов и бригад сокращает финансовые затраты на человеческий труд. Более того, данная технология обеспечивает жильем людей с крайне низким уровнем дохода.

Трудно переоценить перспективы быстрого возведения экономичного жилья оригинальных архитектурных форм как в перенаселенных городах, так и в труднодоступных уголках планеты.

Принтеры с технологией 3D-печати постепенно осваивают сферы производства продуктов питания, одежды, обуви, уникальных сувениров, игрушек, мебели – всего того, что используют люди в повседневной жизни.

Для печати бытовой продукции широкого спектра человеку понадобится лишь принтер и различные материалы к нему.

Пищевой 3D-принтер заправляется картриджами с ингредиентами и готовит самые изысканные многокомпонентные блюда по рецептам, хранящимся на карте памяти.

Одежда и обувь, напечатанные на 3D-принтере, уже демонстрировались на показах мод. Совсем скоро можно будет покупать выкройки и печатать себе платья и джинсы, не выходя из дома. К готовому изделию можно напечатать уникальные декоративные дополнения, чтобы придать индивидуальность фабричному продукту.

Будущее: перспективы 3D-печати

Технология 3D-печати в скором будущем позволит создавать элементы для строительства исследовательских баз на Луне и Марсе. NASA уже успешно испытала распечатанные на 3D-принтере титановые форсунки для ракетных двигателей.

Перспективы освоения ближайших планет диктуют сокращение издержек на транспортировку груза и материалов. Так, единственным вариантом возможного освоения планет эксперты NASA назвали использование 3D-печати в космосе. Печатать посадочные площадки, монолитные строения и дороги на Луне можно из местного грунта, а на Марсе — из базальта и реголита. Более того, в приполярных районах Марса вода и низкие температуры помогут построить обитаемые «марсианские иглу» — многослойные ледяные укрытия от радиации и ветров.

Также в будущем на 3D-принтере можно будет воспроизвести ещё один принтер, запчасти и картриджи к нему. Самовоспроизводящиеся принтеры будут новым витком и в то же время логическим завершением 3D-революции.

Заключение.

Применение 3D-печати в повседневной жизни позволит снизить себестоимость изготовления продукции; сократить сроки производства; разработать изделие любых размеров и форм; точно, без брака воспроизвести предмет. Можно уверенно сказать, что применение 3D-печати обеспечивает яркое и комфортное будущее.

3D-принтер: история создания машины будущего

Дата публикации: 04.02.2015 2015-02-04

Статья просмотрена: 2436 раз

Библиографическое описание:

Акбутин Э. А., Доромейчук Т. Н. 3D-принтер: история создания машины будущего // Юный ученый. — 2015. — №1. — С. 97-98. — URL https://moluch.ru/young/archive/1/64/ (дата обращения: 08.02.2020).

Знакомое всем слово «принтер» пришло к нам из английского языка и переводится как «печать». Вы, конечно же, видели простые принтеры, на которых можно вывести любой материал — текстовой или графический — в бумажном виде. Первые черно-белые принтеры появились в 1985 году, а в 1988 году началось производство цветных моделей. Сегодня большие и маленькие принтеры можно найти в офисе, в школе и даже практически в каждом доме, ведь эти аппараты нужны для учебы или работы.

Но теперь появился совершенно новый тип принтера. Современная мощная машина, которая может сделать нечто большее, чем просто вывести печатный материал. Речь идет о 3D-притере. Его разработали для создания трехмерных моделей, готовых изделий или деталей. История создания этого прибора длилась много лет и над разработкой работали ученый всего мира. Каждый внес свой вклад в развитие 3D-технологий. Так, например, отцом-изобретателем 3D-печати является американский исследователь Чак Халл. В 1986 году он представил миру свой прибор для трехмерной печати, которую назвал «установка для стереолитографии». Позже, в 1988 году, Скотт Крамп изобрел абсолютно новую технологию работы с 3D-печатью: FDM (моделирование путём декомпозиции плавящегося материала). Сегодня на основе этой технологии работают все 3D-принтеры, предназначенные для выпуска малой продукции небольших количествах.

Несмотря на то, что работа над созданием 3D-принтеров велась с 1980-х годов прошлого столетия, термин «3D-печать» был создан только лишь в 1995 году, в Массачусетском технологическом институте. А вот понятие «3D-принтер» официально используется с 1996 года, с момента создания машины Actua 2100 от компании 3D Systems.

Первые 3D-принтеры имели малую мощность, работали медленно, а при увеличении скорости изделия получались с большими погрешностями. Только в 2005 году появились 3D-принтеры с высоким качеством печати. В 2008 году был запущен принтер Reprap, способный производить самого себя. На тот момент он мог изготавливать около 50 % необходимых деталей.

До 2008 года любой 3D-принтер мог работать только с использование одного вида расходного материала — пластика АВС. Это один из лучших расходных материалов для 3D печати. Но компания Objet Geometries Ltd. разработала принтер Connex500, который мог работать с различными видами материалов одновременно. Сейчас количество материалов перевалило за сто. Сегодня можно использовать такие материалы, как:

6. деревянное волокно;

8. металлический порошок;

10. поликапролактон (PCL);

11. полилактид (PLA);

12. полипропилен (PP);

13. полиэтилен низкого давления (HDPE);

Главная особенность работы 3D-принтеров заключается в том, что все получаемые модели являются твердотельными и наносятся послойно, слой за слоем. И, если на простом принтере получают только бумажный вариант, то на 3D-принтере можно создать детскую игрушку, сувенирную фигурку, пластиковую посуда, ткань, для пошива одежды, а также импланты, для использования в медицине, и легковой автомобиль. Возможности принтеров нового поколения практически безграничны.

В 2010 году канадский инженер Джим Кор официально представил легковой автомобиль Urbee, корпус которого полностью выполнен на 3D-принтере. Он весит всего 544 кг, а на его создание ушло 2,5 тысячи часов. В 2015 году создатели планируют на этом чуде-автомобиле проделать путь от Нью-Йорка до Сан-Франциско за два дня. На весь путь планируется потратить всего 38 литров биотоплива.

В том же 2010 году медицинская компания Organovo. Inc объявила о создании технологии 3D-печати искусственных кровеносных сосудов. Ранее никто из ученых не говорил о возможностях использования 3D-печати для медицинских целей. Но уже сейчас по всему миру проведены уникальные операции по протезированию, в ходе которых люди получили 3D-импланты для ведения полноценной жизни. Были созданы точные зубные импланты для стоматологии, импланты костей носа и черепа, кистей рук и т. д.

В 2011 году учёные из Великобритании первыми показали 3D-принтер, на котором можно было напечатать любую фигурку из шоколада или простую шоколадную плитку. Принтер накладывает слои друг на друга. Благодаря способности шоколада быстро застывать и твердеть при охлаждении, процесс печати протекает довольно быстро. В ближайшем будущем такие принтеры будут востребованы в кондитерских и ресторанах.

2011 год — год создания первого самолета, напечатанного на 3D-принтере. Эта идея принадлежала инженерам из Университета Саутгемптона (Великобритания). Инженеры сказали, что сложно было не в процессе печатании, а в стадии проектирования. Модель 3D-самолета прекрасно летала на сравнительно большой скорости.

До недавнего времени 3D-принтеры были громоздкие и стоили очень дорого, а в 2011 году исследователи из Венского Технологического Университета представили самый маленький, лёгкий и дешёвый по стоимости печати 3D-принтер. Новая модель работает по аддитивной технологии фотополимеризации светочувствительной смолы, весит 1,5 килограмма и стоит около 1200 евро.

3D-принтеры можно смело назвать самыми нужными и полезными приборами нашего настоящего и будущего. Технологии создания 3D-моделей широко используются в различных сферах. Например, небольшие 3D-принтеры могут создавать всякие мелочи, нужные в быту: игрушки, посуду, мебель и украшения. Ученые из Оксфордского университета предложил принтер, способного производить синтетические материалы, а также материалы с некоторыми свойствами живых тканей.

Итальянский робототехник Энрико Дини создал принтер D-Shape, который может напечатать макет двухэтажного здания, включая комнаты, лестницы, трубы и перегородки. Он использует только песок и неорганический компаунд. Прочность полученного материала ученые сопоставляют с железобетоном. Но инженеры пошли дальше и предлагают даже применять их в сфере космических исследований для строительства лунных баз. Ученые уже приняли решение установить такое устройство на Международной космической станции для того, чтобы астронавты могли быстро напечатать необходимые детали, а не ждать их прибытия с Земли.

Сегодня 3D-принтеры больше не кажутся машинами из фантастических фильмов или романов. Они стали реальностью и приносят человечеству большую пользу. За 3D-принтерами будущее техники и науки.

Источники:

http://plastic3d.ru/news/Kratkaya-istoriya-3D-printerov-s-kartinkami
http://rcm2.ru/razvlechenie/3d-pechat-istoriya-primenenie-perspektivy/
http://moluch.ru/young/archive/1/64/