多くの人々の目には、3D印刷は3次元オブジェクトを印刷できるプリンタです。若い頃に見たアニメ「馬梁」のように、頭の中に望むものは何でも、筆が現実のものになることができます。馬梁の筆はただのユートピア的な願いにすぎない。3Dプリンターの登場は「馬梁の魔法のペン」の願いを叶えることができます。
NASAが3D印刷技術を使用してイメージング望遠鏡全体を製造し、Local Motorsが最初の3D印刷車を生産して道路に投入することに成功し、Pi-Topが世界初の3D印刷ノートブックになったことをニュースから見て、私たちはうれしい驚きました。コンピュータ、ゼネラルエレクトリックは、ジェットエンジンの効率を向上させるために3D印刷技術を使用しており、アメリカの3Dシステムの3Dプリンタはキャンディーや楽器を印刷できます...それは全能に見えますか?
実際、3Dプリンティングの国際的な専門用語は「アディティブマニュファクチャリング」です。3Dプリンティングとは、一枚一枚印刷し、重ね合わせて立体物にすることです。簡単に言えば、ポイントは面に積み重ねられ、次に面はエンティティに積み上げられます。
では、この「自己完結型の光」3Dプリンタはどこから来たのでしょうか?どこに行きたいですか。
3Dプリンティングの概念は、早くも19世紀末に登場しました。1892年、アメリカの学者ブランサーは、カスケード成形を使用して地形図を公にするというアイデアを最初に提案しました。薄い層を積み重ねて3次元オブジェクトを作るというこのアイデアは、3Dプリンティングのコア製造アイデアでもあります。
しかし、マイケル・フェイギンが層状物体製造技術(積層物体製造、略してLOM)を提案したのは、92年後の1984年になってからでした。LOMは、薄いシート材料、レーザー、ホットメルト接着剤を使用してオブジェクトを作りました。フェイギンは1985年にヘリシスを設立し、LOMの商業化と工業化を試みた。1990年頃に最初の商用モデルLOM-1015を開発するのに5年かかりました。
しかし、わずか2年後の1986年、アメリカのチャールズ・W・ハルはユニークな方法を開拓し、光造形技術(ステレオリソグラフィー、SLA)を発明し、特許を取得しました。ハルはまた、現在一般的なSTLファイル形式を開発しました。同年、チャールズ・W・ハルは3D Systemsを設立し、1988年には2年でヘリシスを凌駕する初の商用プリンタSLA-250を一般向けに発売しました。
また、1988年には、新しい3D印刷技術が開発されました。Scott Crumpは安価な3Dプリンティング技術である溶融堆積モデリング(FDM)技術を発明し、1989年にStratasysを設立しました。ストラタシスは、設立3年後(1992年)に最初のFDMベースの技術を立ち上げました。3D産業用プリンタは、FDM技術の商業段階を示しています。3Dプリンティングの分野における2つの巨人が出現し始めています。
1989年、テキサス大学オースティン校のC・R・デシャールがSLS(選択的レーザー焼結)技術を発明した。SLS技術は、粉末を融点よりわずかに低い温度に予熱し、粉末を平坦化し、コンピュータ制御下でレーザービームを使用して、層状断面の情報に従って層ごとに選択的に焼結し、その後、すべての焼結後に除去する。余分な粉末は、最終的に焼結部品を得る。
1992年、DTMはSLSプロセスの商業生産設備焼結を開始しました。
1993年、マサチューセッツ工科大学(MIT)のEmanual Sachsは、セラミック粉末や金属粉末などの粉末材料を使用する3DP(3次元印刷、3次元印刷)技術特許を取得しました。SLSとの違いは、材料粉末が焼結していないことです。接着剤(シリカゲルなど)でノズルを介して粉末を形状に接着するが、接続される。1995年にZコーポレーションにライセンス供与された(2012年に3D Systemsに買収)。
1995年、ドイツのEOS社は、金属印刷を直接使用できる直接金属レーザー焼結技術DMLS(直接金属レーザー焼結)と、3D印刷材料のブレークスルーであるプリンタEOSINT M 250をリリースしました。
1996年、3D Systems、Stratasys、Z Corporation(以下、ZCorp)は、それぞれ新世代のラピッドプロトタイピング装置を発売しました。それ以来、ラピッドプロトタイピングは「3Dプリンティング」と呼ばれるようになりました。
1998年、オプトメックはLENSレーザー焼結技術の開発に成功しました。
2000年、ObjetはSLA技術を更新し、統合された紫外線センシングと液滴ジェット技術を使用して製造精度を大幅に向上させました。
2001年、Solidoは第1世代のデスクトップ3Dプリンタを開発しました。
2005年、Z Corpは世界初の高精度カラー3DプリンタSpectrum Z510を発売し、それ以来3D印刷を鮮やかでカラフルなものにしました。
2008年、英国のバーン大学の上級講師であるエイドリアン・ボウヤーは、2005年にオープンソースの3Dプリンタプロジェクトを開始し、自己複製3Dプリンタを開発する目的で、最初のオープンソースデスクトップ3DプリンタRepRapがリリースされました。このプロジェクトの目標は、世界中の誰もが低コストでRepRapアセンブリを印刷し、そのプリンタを使用して日用品を製造できるように、工業生産を民主化することです。
2009年、Bre Pettisはチームを率いて、有名なデスクトップ3Dプリンタ会社、MakerBot、MakerBotプリンタをRepRapオープンソースプロジェクトから生まれました。MakerBotはDIYキットを販売しており、バイヤーは自分で3Dプリンタを組み立てることができます。
2010年12月、バイオプリンティング技術に着目した再生医療研究会社オルガノボは、バイオプリンティング技術を用いて血管全体を印刷するための初のデータリソースを公開しました。
2011年には、世界初の3Dプリント飛行機、世界初の3DプリントカーUrbee、世界初の3Dチョコレートプリンタ、14Kゴールドとスタンダードスターリングシルバー素材印刷3Dプリンタが次々と開発・製造されました。
2012年9月、Stratasysとイスラエルの大手3Dプリンティング企業であるObjetは合併を発表しました。合併後の社名は引き続きStratasysとなり、急速に成長する3Dプリンティングおよびデジタル製造業界におけるStratasysのリーダーシップをさらに確立します。同年、ZCorporationは3D Systemsに買収され、合併会社はさまざまな3D印刷技術、3Dコンテンツ、3Dデザインサービスを備えた包括的なプラットフォームを提供できる最初の企業となりました。
2015年3月、米国のCarbon3Dは、酸素と光を使用して樹脂材料からモデルを連続的に排出する新しい光硬化技術である連続液体界面生産(CLIP)を発表しました。この技術は、現在のどの3D印刷技術よりも25〜100倍高速です。
一方、中国では、3Dプリンティングはまだ技術開発段階にあります。同時に、技術的な限界により、3Dプリンティングは新しいビジネスモデルへの関与はまだ少なくなっています。3Dプリンティング市場全体は、上流の3D印刷原料、中流の3Dプリンタ製造、下流の3D印刷サービス、および周辺技術トレーニングに分けることができます。
使用されるさまざまな原材料に応じて、3D技術は、金属3D印刷、ポリマー3D印刷、セラミック3D印刷、生物学的3D印刷などに分けることができます。その中で、金属3D印刷技術は主に工業用グレードであり、その障壁はポリマー3D印刷よりもはるかに高いです。セラミックおよび生物学的3D印刷技術はまだほとんどが研究開発の状態にあります。
全体として、第1世代の3Dプリンタは、主にモデルの印刷、金型の開発、およびラピッドプロトタイピングのために、1980年代半ばから後半に生まれました。第2世代の3Dプリンタは、近年、高精度な機能製品に発展し、航空宇宙分野で広く利用されています。第3世代の3Dプリンタは、今後10年以内に生まれるかもしれません。インテリジェント製造の背景の下で、3D印刷技術は、ビッグデータ、モノのインターネット、クラウドコンピューティング、ロボット工学、スマートマテリアルなどの他の先進技術と組み合わせて、多くのインテリジェント製造になります。プラットフォームの特定の部分。