Drukarki 3D - skąd się właściwie wzięły?

O drukarkach 3D piszemy na łamach Gadżetomanii dość często. Prezentujemy najnowsze osiągi tych domowych fabryczek, które być może wkrótce każdy będzie miał w domu jako jeden z podstawowych sprzętów. Nim jednak to się stanie, przyjrzyjmy się, jak rozpoczęła się historia druku 3D. I zdziwicie się - sięga ona roku 1984, czyli niemal trzech dekad wstecz.

O drukarkach 3D piszemy na łamach Gadżetomanii dość często. Prezentujemy najnowsze osiągi tych domowych fabryczek, które być może wkrótce każdy będzie miał w domu jako jeden z podstawowych sprzętów. Nim jednak to się stanie, przyjrzyjmy się, jak rozpoczęła się historia druku 3D. I zdziwicie się - sięga ona roku 1984, czyli niemal trzech dekad wstecz.

Wtedy to właśnie Charles Hull wynalazł technikę, którą nazwał stereolitografią. Pierwszy zestaw tego typu widzicie na poniższym zdjęciu (niestety, większego nie ma). Patent na swój pomysł pan Hull otrzymał dwa lata później i od razu założył doskonale prosperującą do dziś firmę 3D Systems. A czym jest stereolitografia (SLA)? Pozwolę sobie przytoczyć jej definicję z Wikipedii:

Jest jednym z częściej stosowanych procesów addytywnej produkcji elementów prototypowych w przemyśle (rapid prototyping). Proces produkcji części z wykorzystaniem stereolitografii opiera się na stopniowym obrysowywaniu kolejnych przekrojów poziomych produkowanej części za pomocą lasera na sukcesywnie zanurzanej platformie w wannie z fotopolimerem. Pod wpływem światła laserowego, dochodzi do polimeryzacji i zestalenia substancji blisko powierzchni roztworu. Po obrysowaniu warstwy, platforma jest obniżana dokładnie o grubość wytworzonej warstwy, a cały proces powtarza się aż do uzyskania całego produkowanego elementu.

Pod koniec lat 80. nikt nie używał określenia "druk 3D". Firma skupiła się na ulepszaniu i rozwijaniu "aparatów stereolitograficznych". W 1988 roku światło dzienne ujrzała maszyna oznaczona jako SLA-250, która uznawana jest przez większość zainteresowanych tematem osób jako pierwsza drukarka 3D w historii.  Jednak nazwa ta pojawiła się dopiero pięć lat później, gdy naukowcy z MIT (czyli mekki współczesnych przełomów technologicznych) opatentowali "technikę drukowania trójwymiarowego". W 1994 Tim Anderson i Dr. James Bredt wykupili patent i założyli Z Corporation - firmę, która miała skupić się wyłącznie na tego typu urządzeniach.

Jednak do 3D Systems sporo im brakowało. Firma Hulla wynalazła do tego czasu kolejną technologię - SLS, czyli modelowanie przy użyciu lasera wysokiej mocy. Jak się okazało, zapotrzebowanie na tego typu urządzenia było ogromne. W 1989 roku natomiast powstała spółka Stratasys, która zademonstrowała światu jeszcze jedno rozwiązanie: FDM, czyli modelowanie ciekłym tworzywem sztucznym. Jak widać, gwałtowny skok w rozwoju druku i tworzenia 3D przypada na przełom lat 80. i 90.

Rok 1996 okazał się najważniejszy od czasu wynalazku stereolitografii. Po pierwsze - użyto wówczas po raz pierwszy terminu "druk 3D". Po drugie - "trzej królowie" tej nowatorskiej technologii zaprezentowali modele, które były tym dla druku 3D, czym Windows 98 dla komputerów osobistych. 3D Systems ujawniło Actua 2100, Z Corporation - Z402, a Stratasys - Genisys. Były to pierwsze modele sprzedawane w rozsądnych cenach, których zarówno rozwiązania techniczne, jak i technologiczne stały się wzorami dla dalszych modeli tego typu. I - co najważniejsze - nie były drogie.

Od tego czasu wymienione firmy zajmują się właściwie dalszym udoskonalaniem wspomnianej "wielkiej trójki". W 2005 roku Z Corporation zrobiło krok do przodu i zaoferowało Spectrum Z510 - pierwszą kolorową drukarkę 3D do tworzenia modeli wysokiej rozdzielczości (600 x 540 dpi). Efekty jej pracy to między innymi modele samolotów widoczne na poniższym zdjęciu.

Zaledwie rok później pojawiła się idea RepRap. Ma to być drukarka 3D, która będzie w stanie produkować własne części, a także tanim kosztem drukować po prostu wszystko, co tylko możliwe - dzięki zastosowaniu w niej technologii FDM. Wystarczyłoby tylko pobrać schemat urządzenia, które chce się mieć, przesłać je drukarce i już.

To ciekawa i wciąż rozwijana inicjatywa, jednak póki co druk 3D boryka się z problemem szybkości. Proces odbywa się bardzo wolno i stworzenie najprostszej rzeczy może zająć nawet kilka godzin. Dalej  - ze względu na swoją specyfikę wszelka elektronika musiałaby być i tak wytwarzana osobno. Jednak wziąwszy pod uwagę, że koszt maszyny typu RepRap miałby wynosić ok. 400 dolarów, stać by było na nią przeciętnego człowieka.

Jak zatem dalej rozwinie się druk 3D? Ta historia cały czas się toczy i być może w laboratoriach są już testowane kolejne rozwiązania, które zmienią całkowicie sposób życia ludzi na całym świecie. Wspominaliśmy na przykład o drukarkach 3D, które mogą drukować pożywienie - to również dość ciekawy temat. Wykorzystując naboje z różnymi składnikami odżywczymi, drukarka miksuje je i "drukuje" danie o konkretnym smaku. To technologia raczkująca, która wymaga jeszcze wielu prób i eksperymentów.

Żyjemy w czasach, kiedy świat z roku na rok staje się całkowicie inny. O dalszych odkryciach w dziedzinie druku 3D z pewnością będziemy pisać na łamach Gadżetomanii, więc odwiedzajcie nas często, aby śledzić najnowsze informacje!