(P) Printarea 3D, de la apariție până în prezent

Galerie foto

Deși poate părea că imprimarea / printarea 3D a intrat recent pe scena mondială, adevărul este puțin diferit.

Printarea 3D sau fabricarea aditivată a devenit considerabil mai vizibilă în ultimii ani, deoarece companiile de imprimare 3D și produsele tipărite 3D devin din ce în ce mai populare. Însă, momentul de început, a fost acum mai bine de 50 de ani, în jurul anilor ‘60.

De exemplu, imprimantele 3D permit designerilor să producă într-un timp foarte scurt un prototip. În consecință prototipul poate fi testat și remodelat rapid.

Constructorii de bolide de Formula 1 pot obține cu ajutorul aparatelor de imprimare componente cu forme extrem de complexe. Producția acestor piese prin metode clasice durează câteva săptămâni, însă folosirea acestor noi tehnologii de imprimare reduce acest interval de timp la 48 de ore. Astfel, timpul câștigat oferă posibilitatea testării mai multor variante ale componentelor cu scopul dezvoltării cât mai rapide a soluției necesare.

Producerea de obiecte tridimensionale prin stratificare aditivată își are rădăcinile în anii '70, dacă nu mai devreme. Dar abia în 1981, Hideo Kodama din Japonia obține primul brevet de imprimare 3D.

Kodama a inventat un dispozitiv care folosea o lumină UV pentru întărirea polimerilor fotoreactivi. Ca și în cazul altor metode de fabricarea aditivată, tehnologia trebuia să îmbunătățească crearea de modele și prototipuri. De atunci, tehnologiile de fabricarea aditivată au fost utilizate pentru prototiparea rapidă, unde au îmbunătățit semnificativ viteza procesului de dezvoltare a produsului.

Abia trei ani mai târziu, în 1984, o echipă de inventatori francezi, condusă de Alain Le Mehaute, a brevetat metoda stereolitografiei, care este încă folosită astăzi pe scară largă. Stereolitotografia este similară cu invenția lui Kodama, bazându-se pe lumina UV pentru întărirea fotopolimerilor. Cererea de brevet nu a fost susținută de General Electric, care a considerat că ideea nu are potențial de business.

Această lipsă de viziune a fost nenorocoasa pentru Le Mehaute și colegii săi, dar i-a adus beneficii multiple omului acum recunoscut pe scară largă că fiind tatăl imprimării 3D: Chuck Hull. Hull și-a depus brevetul pentru un aparat de stereolitografie la doar trei săptămâni după echipa franceză. Iar cererea să nu a fost respinsă. În 1986, Hull a numit procesul de imprimare 3D stereolitografie, și astăzi una dintre cele mai frecvente tehnici de imprimare 3D.

Kodama, însă, a adus o altă contribuție importantă și unică la istoria imprimării 3D. Aceasta a fost dezvoltarea fișierului STL - fișierele digitale care pot fi citite de imprimantele 3D și care sunt încă utilizate pe scară largă astăzi. Dezvoltarea formatului de fișier STL a permis că fabricarea bazata pe aditivi să devină ceea ce este astăzi. Cu această combinație de hardware și software, a devenit posibilă proiectarea unui model 3D pe un computer și reproducerea automată de către o imprimantă 3D.

În timp ce steriolitografia a fost primul sistem care a fost patentat, în aceeași perioadă au fost dezvoltate însă și alte tehnologii. În timp ce Kodama, Le Mehaute și Hull lucrau la SLA, alții dezvoltau, pentru stratificarea aditivă a obiectelor 3D, tehnici bazate pe sinterizare (pe baza de pulbere) și extrudare.

În 1987, Carl Deckard a depus brevetul pentru Selective Laser Sintering (SLS). Deckard a conceput SLS-ul când era student și a continuat să o dezvolte pe tot parcursul masteratului și doctoratului.

Deckard visase să devină inventator din copilărie, din timpul unei vizite la Muzeul Henry Ford. Visele lui s-au împlinit pentru că sinterizare cu laser a devenit cea mai populară tehnologie de imprimare 3D, folosită într-o gamă largă de industrii pentru prototipuri și pentru piese de uz final.

Anul 1989 a marcat intrarea pe piață a companiei germane de producție de aditivi EOS GmbH. S-au concentrat în principal pe tehnologia de sinterizare cu laser și au dezvoltat tehnica Direct Metal Sintering Laser (DMLS). Cu DMLS, sinterizarea cu laser vă deveni singura tehnologie de imprimare 3D capabilă să producă în totalitate piese metalice. Acest lucru a extins foarte mult gama de aplicații pentru care ar putea fi utilizate imprimante 3D, deoarece acum se pot crea piese complexe durabile.

De asemenea, în această perioadă a fost inventată cea mai populară metodă de imprimare 3D folosită astăzi. Fused Deposition Modeling (FDM) a fost dezvoltat de S. Scott Crump, care a inventat și patentat tehnologia în 1989. Crump și soția să, Lisa, au fondat Stratasys în același an, care a rămas producător de top de imprimante 3D și astăzi.

În timp ce SLA activează lumina UV pentru a întări polimerii și SLS folosește un laser C02 pentru a declasansa fuzionarea pulberilor, FMD e complet diferita. Cu FDM, un cablu din material termoplastic este alimentat printr-o duză încălzită care extrudează materialul lichefiat în straturi pentru a crea partea care este tipărită. Destul de interesant, Scott Crump a avut ideea pentru FDM în timp ce repara o broască de jucărie pentru fiica să folosind un pistol cu clei încărcat cu ceară și polietilenă. În anii 90, încep să apară din ce în mai multe alte companii de imprimare 3D.

SLA, LS și FDM - au rămas până astăzi cele mai populare tehnici de fabricare aditivată.

În timp ce LS este cel mai utilizat în fabricare, FDM a devenit cea mai cunoscută metodă pentru publicul larg. 

În anii 90, au apărut două tendințe importante în industria de fabricare aditivată, tendințe care au continuat până în prezent. Prima este îmbunătățirea calității mașinilor. A doua este costul din ce în ce mai mic al utilajelor de calitate. Până în anii 2000, costul imprimantelor 3D a scăzut substanțial iar unitățile comerciale au devenit disponibile pentru sub 10.000 USD. Deși imprimarea 3D este încă o tehnologie relativ nouă, aceasta generează deja un impact considerabil asupra sectorului de producție. Reducerea costurilor alocate mașinilor și uneltelor și creșterea ritmului de dezvoltare a produsului au schimbat deja regulile jocului în moduri semnificative.

Tehnologiile de fabricare aditivată și cea digitală sunt cei doi factori majori care vor schimba modul în care ne raportăm la producție.

Automatizarea acesteia înseamnă mai puține costuri ale forței de muncă și mai mult un accent pe proiectare informata și documentat decât pe forța de munca necalificata. Aceasta ar putea fi un element important pentru economiile locale, deoarece subminează nevoia companiilor de a externaliza producția. Înseamnă, de asemenea, că, în viitorul apropiat, este posibil să încetăm să livrăm produse în întreaga lume și să producem local. Acest lucru ar putea fi important atunci când este vorba de reducerea emisiilor globale de gaze cu efect de seră și îndepărtare a combustibilii fosili. Tehnologia avansează foarte repede. În curând, fiecare casă vă avea o imprimantă 3D, acum majoritatea fiind utilizate de către mediul de afaceri.

În România, IMAKE3D este primul reseller cu magazin de prezentare în București, prezent pe piață locală încă din 2015, cu activitate în printarea 3D din 2016.

Conceptul propriu de business development pentru printerele 3D - ECOSISTEMUL 3D diferențiază IMAKE3D în peisajul printarii 3D și a turnării aditivate și se referă la faptul că experiența oferită de IMAKE3D pornește din servicii de consultanță în vederea achiziționării de imprimante 3D, scannere 3D, consumabile și accesorii 3D, căreia i se alătură, desigur service-ul și serviciile post-vânzare.