Кажется, что 3D-принтеры появились недавно — где-то вместе со смартфонами. На самом деле первой технологии послойной печати уже больше сорока лет. История 3D-печати — это история о патентах, которые десятилетиями держали цены высокими, об открытом проекте, решившем научить принтер печатать самого себя, и о том, как промышленная технология оказалась на рабочем столе.
1980-е: рождение трёх технологий
Первые опыты с послойным построением объектов делали в начале 1980-х в Японии и Франции, но коммерческая история начинается в США. В 1984 году инженер Чарльз (Чак) Халл, работавший с ультрафиолетовыми лаками, подал заявку на патент «Аппарат для производства трёхмерных объектов методом стереолитографии». Патент выдали в марте 1986 года, и в том же году Халл основал компанию 3D Systems. Он же придумал формат STL, которым мы пользуемся до сих пор.
Почти одновременно появились ещё две ключевые технологии. В Техасском университете в Остине студент Карл Декард вместе с профессором Джо Биманом разработал селективное лазерное спекание порошка — SLS, патент на которое получен в 1989 году. А Скотт Крамп, по легенде, придумал FDM, пытаясь сделать игрушку для дочери с помощью клеевого пистолета. В 1989 году он подал заявку на патент и вместе с женой Лизой основал Stratasys.
1990–2000-е: дорогой инструмент инженеров
Следующие двадцать лет 3D-печать была промышленным инструментом. Её называли «быстрым прототипированием»: конструкторы автомобилей и бытовой техники печатали модели, чтобы проверить форму до заказа дорогих пресс-форм. Принтеры стоили десятки и сотни тысяч долларов, а патенты не пускали на рынок конкурентов.
Тогда же появились печать металлом, первые медицинские применения и струйные технологии печати порошком. Индустрия росла, но тихо, оставаясь незаметной широкой публике.
2005: RepRap — принтер, который печатает себя
В 2005 году Адриан Боуйер из британского Университета Бата запустил проект RepRap — «самовоспроизводящийся быстрый прототипировщик». Идея была почти философской: создать открытую машину, которая может напечатать большую часть собственных деталей. Тогда каждый принтер сможет «родить» следующий, и технология распространится сама.
29 мая 2008 года принтер RepRap Darwin напечатал полный комплект своих пластиковых деталей, а собранный из них «потомок» через пару часов выдал свою первую деталь. Все чертежи и программы проекта были открыты, и вокруг RepRap выросло мировое сообщество энтузиастов.
2009: патенты истекают, начинается бум
В 2009 году истёк основной патент на FDM. Это совпало с расцветом RepRap, и открытые разработки стало можно легально продавать. Появились MakerBot, Ultimaker, LulzBot, а Йозеф Пруша из Чехии создал конструкцию Prusa i3 — пожалуй, самый копируемый 3D-принтер в истории. Цены упали с десятков тысяч долларов до нескольких сотен.
В 2012 году стартап Formlabs собрал на Kickstarter почти 3 миллиона долларов на настольный SLA-принтер Form 1, и фотополимерная печать тоже начала уходить из лабораторий на столы. В 2014 году истекли ключевые патенты на SLS.
2010-е и дальше: от игрушки к производству
После шумихи начала 2010-х, когда 3D-принтер обещали в каждый дом, рынок повзрослел. Настольные принтеры стали надёжными, быстрыми и почти не требуют настройки. Промышленная печать перешла от прототипов к серийным деталям: топливным форсункам реактивных двигателей, имплантам, зубным коронкам, деталям ракет.
Сегодня печать — обычный производственный инструмент рядом с фрезерным станком и термопластавтоматом. А идеи RepRap живут в каждом недорогом принтере: открытые прошивки, общие форматы и сообщество, которое делится моделями.
Хронология в одном списке
- 1984 — Чак Халл подаёт заявку на патент на стереолитографию.
- 1986 — патент выдан, основана 3D Systems.
- 1989 — патенты на SLS (Карл Декард) и FDM (Скотт Крамп), основан Stratasys.
- 2005 — старт открытого проекта RepRap.
- 2008 — RepRap Darwin впервые воспроизводит себя.
- 2009 — истекает основной патент FDM, появляются доступные принтеры.
- 2012 — настольная SLA-печать: Formlabs Form 1.
- 2014 — истекают ключевые патенты на SLS.
Попробуйте самиЗагрузите модель — через пару дней деталь будет у вас.
Рассчитать печатьИсточники
- Chuck Hull — Wikipedia
- RepRap — Wikipedia
- S. Scott Crump — Wikipedia
- Selective laser sintering — Wikipedia
- How expiring patents are ushering in the next generation of 3D printing — TechCrunch
Иллюстрации
- Обложка — Sally Bowyer, CC BY-SA 4.0
- Промышленный FDM-принтер Stratasys FDM 2000 конца 1990-х — Chris Davis, CC BY-SA 2.0
- Детали RepRap, напечатанные на другом RepRap — watsdesign, CC BY 2.0
- Собранный Prusa i3 — самый копируемый принтер в истории — John Abella, CC BY 2.0
