نشأت الطباعة ثلاثية الأبعاد في عام 1983 - في وقت أبكر بكثير من بدأ الناس في استخدام شبكة الويب العالمية بكثافة. لكن الإنترنت أصبح منذ فترة طويلة جزءًا يوميًا من الحياة ، ولا تزال التقنيات المضافة لا يمكن وصفها بأنها واسعة الانتشار.
في الوقت نفسه ، يعتقد مخترع الطباعة ثلاثية الأبعاد ، Chuck Hull ، أننا تجاوزنا بالفعل فترة الضجيج وبدأنا الآن فقط في فهم المجال الحقيقي لتطبيق التكنولوجيا. يدور هذا المنشور حول كيفية اختراع تشوك (تشارلز) هال وبراءة اختراع التصوير المجسم الليزري في غرفة مرافق صغيرة وكيف يقيم الآن اختراعه.
المفسد: مثل
الروبوتات الصناعية ، ساعدت صناعة السيارات بشكل كبير في تطوير الطباعة ثلاثية الأبعاد.
أسطح العمل والنماذج
بدأ كل شيء في الثمانينيات. ثم عمل تشاك كخبير تقني في منتجات Ultra Violet في كاليفورنيا. أنتجت الشركة راتينج علاج للأشعة فوق البنفسجية لكونترتوب. لم يكن هناك شك في السرعة العالية للعمل - فقد استغرق الأمر شهورًا لتطوير واختبار حتى التفاصيل الصغيرة. شملت مسؤوليات تشاك كمسؤول عن تنظيم عملية الإنتاج النماذج الأولية. كان المخترع يبحث عن طريقة تسمح له بتسريع العملية.
كانت إحدى أفكاره تطبيق عدة مئات من طبقات البلاستيك ومنحها شكلًا معينًا باستخدام الأشعة فوق البنفسجية. كان من المفترض أن تكون رخيصة نسبيًا وسريعة لإنشاء نموذج أولي. بهذه الفكرة ، ذهب إلى قيادة UVP. بالطبع ، لم يُسمح لـ Chuck بعمل الاختراع أثناء ساعات العمل - لكنهم خصصوا المباني والمعدات.
بعد عام من العمل الإضافي ، أنشأ المخترع أول نموذج أولي لطابعة ثلاثية الأبعاد بالكهرباء. لقد عمل مع البوليمر الضوئي - مادة يمكن أن تتغير من سائل إلى حالة صلبة تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية. تعلمت هال كتابة التعليمات البرمجية لبرمجة الطابعة لوضع نموذج هندسي معين. كان أول كائن مطبوع ثلاثي الأبعاد عبارة عن كوب بلاستيكي صغير.
أول طابعة 3D SLA-1"أرتدي ملابسي وتعالي إلى المختبر الآن"
في الليلة التي تم فيها الاكتشاف ، طُبعت إلى الأبد في ذكرى زوجة تشاك - أنطوانيت هال. في مقابلة مع
The Telegraph ، اتصلت بالوقت المحدد - 20:39 يوم الأربعاء ، 9 مارس 1983.
"في تلك الليلة كنت في المنزل ، وكان علي أن أنظر إلى الساعة عندما رن الهاتف" ، قالت. "كنت بالفعل في ملابس نومي واستعدت للنوم ، لكن تشاك كان لا يزال يعمل".
قال تشاك عبر الهاتف: "أرتدي ملابسي وتعالي إلى المختبر الآن". دخلت السيارة ووصلت إلى المختبر - غرفة صغيرة خصصت منتجات Ultra Violet لمنتجات هال للبحث.
في ذلك ، رأى أنطوانيت أول كائن مطبوع ثلاثي الأبعاد في العالم. وقال: "يحمل هذه التفاصيل الغريبة في يده ، وقال إنه فعلها ولن يكون العالم كما هو. علمت في تلك الليلة أنه حقق شيئًا عظيمًا. "
تشاك هال مع زوجتهالشركة التي عمل فيها تشاك لم يكن لديها أموال لتمويل التنمية. يتذكر: “حصلت على براءة اختراع لطابعة ثلاثية الأبعاد عام 1986. وهكذا أتيت إلى رئيس الشركة وأقول: "نحن بحاجة إلى العثور على تطبيق تجاري لهذا." أجاب: "بالطبع ، لكننا لا نستطيع تحمله". لم يكن لدي أي خيار ، لذلك قررت إنشاء شركتي الخاصة. كانت هذه بداية الأنظمة ثلاثية الأبعاد ". كان أول عملاء شركته جنرال موتورز ومرسيدس بنز.
الشركة لا تزال تعمل. تشاك ، البالغ من العمر 79 عامًا أيضًا. قال ذات مرة
في مقابلة مع شبكة سي إن إن "عملي مثير للاهتمام للغاية للاستسلام".
وفي تقرير آخر ، أفاد بمزيد من التفاصيل: "في أواخر التسعينيات ، تقاعدت حقًا. جاء زعيم جديد إلى مكاني ، وبعد حوالي ثلاثة أشهر اتصل بي وقال: "تشاك ، كل شيء سيئ. هل يمكنك العودة والمساعدة في حل بعض المشاكل التقنية؟ " منذ ذلك الحين كنت هناك مرة أخرى ، واستمر في القيام بأشياء مثيرة للاهتمام ".
تركز أنظمة 3D الآن على أنظمة القولبة بالحقن القابلة للبرمجة والتي ستسمح لكائنات الطباعة دون تصميم القوالب أولاً. بالإضافة إلى العمل في أنظمة 3D ، يقدم Chuck محاضرات ويتحدث في المؤتمرات. على سبيل المثال ، أصبح أحد المتحدثين الرئيسيين في ASME العام الماضي - المؤتمر الدولي للهندسة الميكانيكية.
لا يزال Chuck Hull شخصًا متواضعًا للغاية. في عام 2014 ، منحه المكتب الأوروبي للبراءات الجائزة كأفضل مخترع يعمل خارج أوروبا. على هذا أجاب فقط: “يسعدني أن أحصل على تقدير من مزاياي. لقد عملت بجد وصعب ، وهذا ما سأفعله بعد ذلك. "
نادرا ما يتواصل مع وسائل الإعلام. فيما يلي إحدى المقابلات القليلة التي أجراها
أسبوع الصناعة . إنه عام 2013 ، ولكن لم تتم ترجمته بالكامل إلى اللغة الروسية. في ذلك ، أخبر تشاك هول كيف أنه لم يؤمن بنفسه بالنجاح التجاري لاختراعه لفترة طويلة وما إذا كان يمكن أن ينافس الإنتاج التقليدي.
لقد اخترعت الطباعة الحجرية المجسمة في عام 1983. بعد 30 عامًا ، بدأ سوق التصنيع الإضافي ينمو بسرعة. يبدو للناس أن هذه ظاهرة جديدة. ما رأيك في هذه الطفرة؟ هل فات الأوان للبدء؟عندما بدأنا الطباعة ثلاثية الأبعاد لأول مرة ، لم أكن أتخيل لفترة طويلة أنها ستصبح شائعة جدًا.
بدا لي أن هذا المسار سيستغرق حوالي 25 سنة ، إن لم يكن أكثر. هذه قصة كل الاختراعات. لا يحدث أن اخترعت شيئًا مثل طابعة ثلاثية الأبعاد ، وبدأ حشد من العملاء على الفور في الانفجار عند باب منزلك. يستغرق فهم ما اخترعته وكيف يمكن تحسينه وقتًا طويلاً.
الطباعة ثلاثية الأبعاد ليست سهلة. ترى الجهاز النهائي. تعتقد أن استخدامه سهل للغاية ، ولكنه ليس كذلك. قمنا في شركة 3D Systems بتحسين أول طابعة لمدة 10 سنوات. خلال هذا الوقت ، تمكنا من الانتقال من الفكرة إلى تجسيد الجهاز النهائي في المجال الصناعي.
لكن السنوات القليلة الماضية فاجأتني. كانت حقيقة أن الناس قد اعترفوا بالطباعة ثلاثية الأبعاد كمنطقة مشتركة ، بالطبع ، مفاجأة.
متى توصلت إلى فكرة إنشاء طباعة ثلاثية الأبعاد؟ كيف توصلت إلى طريقة التصوير المجسم؟لقد بدأت كمهندس تصميم. كان تطوير الأجزاء الجديدة المصبوبة بالحقن البلاستيكية التي شاركنا فيها عملية شاقة ومكلفة للغاية. في البداية ، قمت بتطوير مظهر الجزء ، والرسومات ، ومناقشة كل شيء مع صانع الأدوات ، الذي صنع القالب للجزء البلاستيكي. ثم تم إرسال هذا النموذج لرجل المسبك الذي قام بتصنيع قطع الغيار. استغرقت العملية برمتها 6-8 أسابيع.
استغرق التصنيع الكثير من الوقت ، إلى جانب أن الجزء الأول الناتج لم يكن مثاليًا أبدًا. كان عليها أن تعيدها وتبدأ دورة الإنتاج مرة أخرى. مرت شهور عديدة قبل تلقي جزء يمكن اختباره.
بطبيعة الحال ، حاولنا القيام بشيء حيال ذلك.
قررت أن أتحقق مما إذا كان بإمكاني التوصل إلى طريقة للحصول على هذا الجزء الأول بشكل أسرع ، بحيث تتم جميع الدورات المتكررة بسرعة ، ثم احصل بسرعة على الإصدار النهائي للإنتاج.
لقد تطرقت إلى مجموعة من الأفكار التي لم تنجح ، ثم توصلت إلى ما أصبح في نهاية المطاف التصوير الحجمي المجسم. في 9 مارس 1983 ، أنتجت الجزء الأول باستخدام هذه الطريقة.
ثم تقدمت بطلب للحصول على براءة اختراع ، تم الحصول عليها عام 1986 ، وأصبحت الشريك المؤسس لأنظمة 3D. ولكن من هم عملاؤك؟ هل شهدت أي صناعة إمكانات في مثل هذه المرحلة المبكرة؟
عندما بدأنا الشركة للتو ، أرسلنا على الفور "الكشافة" لفهم ما إذا كان هناك أي اهتمام من الصناعة. وكان كذلك. في الواقع ، كان الاهتمام بالنماذج الأولية ضخمًا ، بشكل رئيسي من مخاوف السيارات.
حاولت شركات السيارات في ذلك الوقت إنتاج سيارات عالية الجودة. كانت المخاوف الأمريكية في ذلك الوقت بطيئة إلى حد ما. لم يتمكنوا من إصدار نماذج جديدة بسرعة ، وكانت جودة الإنتاج تفقد في المنافسة العالمية.
لذلك ، كان لديهم اهتمام كبير بأي تقنية يمكن أن تحسن الوضع. بدأنا على الفور بالتحرك في هذا الاتجاه ، لتطوير التكنولوجيا لصناعة السيارات. بعد فترة وجيزة ، ذهب العديد من الشركات المصنعة بنفس الطريقة.
أيضا في تلك السنوات ، قمنا بتطوير طرق النماذج الأولية للأجزاء المعدنية. كان من المفترض أن تقدم تقنيتنا بديلاً عن صب الشمع المفقود التقليدي ، وكان هذا أول فرع رئيسي من النماذج الأولية للأجزاء البلاستيكية.
أطلقنا على الطريقة السريعة Quick Cast. سمح بصب الأجزاء المعدنية بسرعة من مجموعة متنوعة من السبائك ، ولا يزال يستخدم. أساسا في مجال الفضاء والصناعات ذات الصلة.
الآن بعد أن أدركت الشركات المصنعة والعملاء القيمة الكاملة للطباعة ثلاثية الأبعاد ، ماذا سيحدث بعد ذلك؟ هل ستكون قادرة على المنافسة مع الإنتاج التقليدي؟أنا لست مستقبليًا وليس لدي كرة بلورية من عراف - لا أعرف ماذا سيحدث بعد ذلك. لكنني أعلم أنه عندما يعمل عدد كافٍ من الأشخاص الأذكياء على شيء ما ، فإن هذا الشيء يتحسن دائمًا.
المزايا الرئيسية للتقنيات المضافة الآن هي الضبط الدقيق والقدرة على العمل مع التصاميم المعقدة. إذا كنت بحاجة إلى الكثير من الأجزاء في عملية الإنتاج الخاصة بك أو كنت بحاجة إلى أجزاء ذات معلمات مختلفة ، فإن الطباعة ثلاثية الأبعاد يمكن أن تكون مفيدة.
الاستخدام الطبي طبيعي للطباعة ثلاثية الأبعاد ، لأن جميع الأجسام مختلفة. عندما تحاول القيام بشيء ما للأسنان ، على سبيل المثال ، سيختلف هذا الشيء باختلاف المرضى. وينطبق الشيء نفسه على الركبتين والمفاصل الأخرى.
إذا كنت تتطلع إلى مستقبل الطباعة ثلاثية الأبعاد ، فمن المحتمل أن تكون هذه أجزاء بأشكال وأنماط معقدة ، حتى مع حجم كبير من الإنتاج. تتزايد السرعة والمزايا الاقتصادية للطباعة ثلاثية الأبعاد باستمرار. هذا يعني أنها أصبحت أكثر وأكثر عرضة للتنافس مع الإنتاج التقليدي.
إذا نظرنا إلى الوراء إلى هذه الثلاثين عامًا - ما الذي يمكن أن تطلق عليه أعظم إنجازاتك ، دون مراعاة التكنولوجيا نفسها؟مرة أخرى في 80-90s ، كان من الواضح أن الإنتاج سيغادر البلاد تدريجيا. لم ينطبق هذا فقط على الولايات المتحدة - ذهب الجميع إلى البلدان ذات العمالة الرخيصة. لطالما اعتقدت أن ذلك كان سيئًا. في رأيي ، يجب أن يكون التصنيع قدرة رئيسية ، خاصة بالنسبة للولايات المتحدة. اليوم ، ترتبط العودة إلى الإنتاج في البلاد بقدرات تكنولوجية أعلى. أحب أن تساهم الطباعة ثلاثية الأبعاد والإنتاج الرقمي في ذلك.
في 12-13 أكتوبر ، سنعقد معرضًا للتقنيات المضافة والمسح الضوئي ثلاثي الأبعاد في موسكو - معرض الطباعة ثلاثية الأبعاد. ستكون السادسة على التوالي.
هذه المرة قمنا بتغيير الشكل وركزنا على الممارسة. هذا العام لن يكون هناك مؤتمر - سيكون هناك معرض وقاعة محاضرات. بالطبع ، ستبقى فصول رئيسية ، ومعرض للأشياء المطبوعة ثلاثية الأبعاد ورسم بأقلام ثلاثية الأبعاد.
ابحث عن التفاصيل والبرنامج على
الموقع الرسمي .