Cómo inventó Chuck Hull la impresión 3D

La impresión 3D se originó en 1983, mucho antes de que la gente comenzara a usar la World Wide Web de manera masiva. Pero Internet se ha convertido durante mucho tiempo en una parte cotidiana de la vida, y las tecnologías aditivas todavía no se pueden llamar generalizadas.

Al mismo tiempo, el inventor de la impresión 3D, Chuck Hull, cree que ya hemos superado el período de exageración y solo ahora estamos comenzando a comprender el campo real de la aplicación de tecnología. Esta publicación trata sobre cómo Chuck (Charles) Hull inventó y patentó la estereolitografía láser en un pequeño cuarto de servicio y cómo ahora evalúa su invención.

Spoiler: Al igual que los robots industriales , la industria automotriz ha ayudado enormemente al desarrollo de la impresión 3D.

Encimeras y prototipos

Todo comenzó en los años 80. Luego, Chuck trabajó como tecnólogo en los productos ultravioleta de California. La compañía produjo resina de curado UV para encimeras. No se trataba de una alta velocidad de trabajo: llevó meses desarrollar y probar incluso pequeños detalles. Las responsabilidades de Chuck como responsable de organizar el proceso de producción incluyeron la creación de prototipos. El inventor estaba buscando un método que le permitiera acelerar el proceso.

Una de sus ideas era aplicar varios cientos de capas de plástico y darles una cierta forma usando radiación ultravioleta. Hubiera resultado relativamente barato y rápido crear un prototipo. Con esta idea, fue al liderazgo de UVP. A Chuck, por supuesto, no se le permitió hacer la invención durante las horas de trabajo, pero asignaron locales y equipos.

Después de un año de tiempo extra, el inventor creó el primer prototipo de una impresora 3D de electrolitos. Trabajó con un fotopolímero, una sustancia que puede cambiar de estado líquido a sólido bajo la influencia de los rayos ultravioleta. Hull aprendió a escribir código para programar la impresora para crear un prototipo de una forma geométrica específica. El primer objeto impreso en 3D fue un pequeño vaso de plástico.


Primera impresora 3D SLA-1

"Vístete y ven al laboratorio ahora mismo"

La noche en que se hizo el descubrimiento, quedó grabada para siempre en el recuerdo de la esposa de Chuck, Antoinette Hull. En una entrevista para The Telegraph, incluso llama a la hora exacta: 20:39 del miércoles 9 de marzo de 1983.

"Esa noche estaba en casa y tenía que mirar el reloj cuando sonó el teléfono", dijo. "Ya estaba en pijama y preparándome para la cama, pero Chuck todavía estaba trabajando".

"Vístete y ven al laboratorio ahora mismo", dijo Chuck por teléfono. Se subió al auto y llegó al laboratorio, una pequeña habitación que Ultra Violet Products asignó a Hull para la investigación.

En ella, Antoinette vio el primer objeto impreso en 3D del mundo. “Sosteniendo este extraño detalle en su mano, dijo que lo hizo y que el mundo nunca será el mismo. Esa noche supe que había logrado algo grandioso ".


Chuck Hull con su esposa

La compañía donde trabajaba Chuck no tenía fondos para financiar el desarrollo. Él recuerda: “Obtuve una patente para una impresora 3D en el '86. Y entonces llego al jefe de la compañía y le digo: "Necesitamos encontrar una aplicación comercial para esto". A lo que él responde: "Por supuesto, pero no podemos pagarlo". No tenía otra opción, así que decidí crear mi propia empresa. Este fue el comienzo de los sistemas 3D ". Los primeros clientes de su empresa fueron General Motors y Mercedes-Benz.

La compañía todavía está trabajando. Chuck, que ahora tiene 79 años también. "Mi trabajo es demasiado interesante para rendirme", dijo una vez en una entrevista con CNN. En otro, informó más detalles: “A finales de los 90, realmente me retiré. Un nuevo líder vino a mi casa, y unos tres meses después me llamó y dijo: “Chuck, todo está mal. ¿Puedes regresar y ayudar a resolver algunos problemas técnicos? Desde entonces he estado allí nuevamente, continuando haciendo cosas interesantes ".

3D Systems ahora se enfoca en sistemas de moldeo por inyección programables que permitirán imprimir objetos sin primero diseñar moldes. Además de trabajar en 3D Systems, Chuck da conferencias y habla en conferencias. Por ejemplo, se convirtió en uno de los principales oradores en la ASME del año pasado: el congreso internacional de ingeniería mecánica.

Chuck Hull sigue siendo una persona muy modesta. En 2014, la Oficina Europea de Patentes le otorgó el premio como el mejor inventor que trabaja fuera de Europa. A esto solo respondió: “Me complace recibir el reconocimiento de mis méritos. Trabajé duro y duro, que es lo que voy a hacer a continuación ".

Raramente se comunica con los medios. A continuación se muestra una de sus pocas entrevistas realizadas por Industry Week . Es 2013, pero no está completamente traducido al ruso. En él, Chuck Hall contó cómo él mismo no había creído en el éxito comercial de su invención durante mucho tiempo y si alguna vez podría competir con la producción tradicional.

Usted inventó la estereolitografía en 1983. Después de 30 años, el mercado de fabricación aditiva comenzó a crecer rápidamente. A la gente le parece que este es un tipo de fenómeno nuevo. ¿Qué opinas de este boom? ¿Es demasiado tarde para comenzar?

Cuando comenzamos a imprimir en 3D, no pude imaginar por mucho tiempo que se volvería tan popular.

Me pareció que este camino tomaría unos 25 años, si no más. Esta es la historia de todos los inventos. No sucede que hayas inventado algo como una impresora 3D, y una multitud de clientes inmediatamente comenzó a estallar en tu puerta. Lleva mucho tiempo entender lo que inventó y cómo se puede mejorar.

La impresión 3D no es fácil. Ves el dispositivo terminado. Crees que usarlo es muy fácil, pero no lo es. En 3D Systems hemos refinado la primera impresora en 10 años. Durante este tiempo, logramos pasar de la idea a la encarnación del dispositivo terminado en el campo industrial.

Pero los últimos años me han sorprendido. El hecho de que las personas hayan reconocido la impresión 3D como un área común, por supuesto, fue una sorpresa.

¿Cuándo se te ocurrió la idea de crear una impresión 3D? ¿Cómo se te ocurrió el método de estereolitografía?

Empecé como ingeniero de diseño. El desarrollo de las nuevas piezas moldeadas por inyección de plástico en las que participamos fue un proceso muy laborioso y costoso. Al principio, desarrollaste la apariencia de la pieza, hiciste dibujos, discutiste todo con el fabricante de la herramienta, quien hizo el molde para la pieza de plástico. Luego, este formulario fue enviado al hombre de la fundición que fabricó la pieza de repuesto. Todo el proceso tomó 6-8 semanas.

La fabricación tomó mucho tiempo, además la primera parte resultante nunca fue perfecta. Tenía que rehacerlo y comenzar de nuevo el ciclo de producción. Pasaron muchos meses antes de que recibiera una parte que se puede probar.

Naturalmente, tratamos de hacer algo al respecto.

Decidí comprobar si podía encontrar una manera de hacer que esta primera parte fuera más rápida, para que todos los ciclos repetidos fueran rápidamente, y luego obtener rápidamente la versión final para la producción.

Repasé un montón de ideas que no funcionaron, y luego llegué a lo que finalmente se convirtió en estereolitografía. El 9 de marzo de 1983, produje la primera parte usando este método.

Luego solicitó una patente, obtenida en 1986, y se convirtió en el cofundador de 3D Systems. ¿Pero quiénes eran sus clientes? ¿Alguna industria ha visto potencial en una etapa tan temprana?

Cuando recién comenzamos la compañía, enviamos inmediatamente "exploradores" para entender si había algún interés de la industria. Y lo fue. De hecho, el interés en la creación de prototipos era enorme, principalmente por las preocupaciones automotrices.

Las compañías automotrices en ese momento intentaron producir automóviles de alta calidad. Las preocupaciones estadounidenses en ese momento eran bastante lentas. No podían lanzar rápidamente nuevos modelos, y la calidad de la producción se estaba perdiendo en la competencia global.

Por lo tanto, tenían un gran interés en cualquier tecnología que pudiera mejorar la situación. Inmediatamente comenzamos a avanzar en esta dirección, a desarrollar tecnología para la industria automotriz. Poco después, muchos fabricantes siguieron el mismo camino.

También en esos años, desarrollamos métodos de creación de prototipos para piezas metálicas. Se suponía que nuestra tecnología ofrecería una alternativa a la fundición a la cera perdida tradicional, y esta fue la primera rama importante de la creación de prototipos de piezas de plástico.

Llamamos al método desarrollado Quick Cast. Permitió verter rápidamente piezas metálicas de una variedad de aleaciones, y todavía se usa. Principalmente en la industria aeroespacial y afines.

Ahora que los fabricantes y los clientes se han dado cuenta del valor total de la impresión 3D, ¿qué sucederá después? ¿Alguna vez podrá competir con la producción tradicional?

No soy futurista y no tengo una bola de cristal de adivino, no sé qué sucederá después. Pero sé que cuando suficientes personas inteligentes trabajan en algo, ese algo siempre mejora.

Las principales ventajas de las tecnologías aditivas ahora son el ajuste fino y la capacidad de trabajar con diseños complejos. Si necesita muchas piezas en su proceso de producción o si necesita piezas con muchos parámetros diferentes, la impresión 3D puede ser útil.

El uso médico es natural para la impresión 3D, porque todos los cuerpos son diferentes. Cuando intenta hacer algo por los dientes, por ejemplo, esto será diferente para diferentes pacientes. Lo mismo ocurre con las rodillas y otras articulaciones.

Si está mirando hacia el futuro de la impresión 3D, entonces estas son probablemente piezas con formas y patrones complejos, incluso con un gran volumen de producción. La velocidad y los beneficios económicos de la impresión 3D aumentan constantemente. Esto significa que es cada vez más probable que compita con la producción tradicional.

Mirando hacia atrás en estos 30 años, ¿cómo llamarías tu mayor logro, sin tener en cuenta la tecnología en sí misma?

En los años 80-90, estaba claro que la producción abandonaría gradualmente el país. Esto no se aplicaba solo a los Estados Unidos: todos iban a países con mano de obra barata. Siempre pensé que eso era malo. En mi opinión, la fabricación debería ser una habilidad clave, especialmente para los Estados Unidos. Hoy, un retorno a la producción en el país está asociado con mayores capacidades tecnológicas. Me gusta que la impresión 3D y la producción digital contribuyan a esto.



Del 12 al 13 de octubre, realizaremos una exposición de tecnologías aditivas y escaneo 3D en Moscú - 3D Print Expo. Ella será la sexta en una fila.

Esta vez cambiamos el formato y nos concentramos en la práctica. Este año no habrá conferencia, habrá una exposición y una sala de conferencias. Por supuesto, quedarán clases magistrales, una galería de objetos impresos en 3D y dibujos con bolígrafos 3D.

Busque detalles y el programa en el sitio web oficial .