De evolutie van 3D-printen: een uitgebreide tijdlijn

3D-printen is state-of-the-art technologie. De geschiedenis ervan dateert uit de vroege jaren 80. Dr. Hideo Kodama, een Japanse wetenschapper, is een van de vroege geesten in de ontwikkeling en geschiedenis van 3D-printen. Hij aanvroeg het eerste octrooi voor laserbundelverharding.

Hoewel hij onsuccesvol was in het verkrijgen van een octrooi, markeerde dit de start van veel uitvindingen en ontwikkelingswerk in de geschiedenis van 3D-printen. Andere wetenschappers gaven hun best kort tussen 1980 en 1984, maar waren aanzienlijk beperkt door gebrek aan financiering.

De periode tussen 1984 en 1992 markeerde echte vooruitgang in de ontwikkelingsgeschiedenis van 3D-printen. Drie cruciale technologieën in de geschiedenis van 3D-printen, SLA, SLS en FDM, werden ontdekt, wat leidde tot 3D-printen zoals we het vandaag kennen.

Ben je gefascineerd door 3D-printtechnologieën en vraag je je af wanneer het begon? Als je op zoek bent naar feiten over de geschiedenis van 3D-printen, ben je aan het juiste adres.

We delen de informatie die je nodig hebt over 3D-printgeschiedenis, dus lees dit artikel tot het einde.

Wanneer is 3D-printen uitgevonden?

De geschiedenis van 3D-printen en 3D-printtechnologie, zoals additieve productietechnologie, kan teruggetraced worden tot de vroege jaren 80.

• De vroege uitvinders (1981-1984)

Dr. Hideo Kodama, een Japanse wetenschapper, werd de eerste persoon die een octrooirecht aanvroeg voor laserbundel harsverharding, een technologie geassocieerd met 3D-printen zoals we het vandaag kennen. De Japanse uitvinder faalde in het verkrijgen van het octrooi omdat zijn aanvraag verlopen was na de gestipuleerde eenjarige periode door gebrek aan fondsen.

Vroege uitvinders in Frankrijk

Toch bleven wetenschappers werken aan de evolutie van 3D-printtechnologie na het vroege werk van Hideo Kodama. Zo nam het idee van rapid prototyping wortel.

Le Mehaute, een Franse wetenschapper die bij Alcatel werkte en fractale geometriedelen onderzocht, wilde die lastige delen produceren. Hij betrok De Witte, die als wetenschapper aan lasers werkte. Hij wist veel over vloeibare monomeren en hoe ze tot vastestoffen konden verharden met een laser.

De twee edele wetenschappers brachten het idee naar Andre, die op dat moment werkte met het Franse Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek (CNRS). Hij kocht het idee, maar het project instortte omdat CNRS het niet financierde.

In 1984 dienden de drie onderzoekers toch een octrooi in. De drie onderzoekers lieten het project vallen door gebrek aan financiering.

• De uitvinding van Stereolithografie (1984-1988)

In 1984 werd Charles Hull erg gefrustreerd door zijn onvermogen om kleine, maatwerk onderdelen te maken. Hij werkte in een tafel- en meubelfabriek. Dus stelde hij voor de UV van de firma om te zetten om de fotogevoelige hars in een additief proces te verharden.

De firma beloonde Hull's initiatief door een klein lab beschikbaar te stellen om door te gaan met zijn onderzoek naar het proces.

In 1986 slaagde Hull er uiteindelijk in en aanvroeg hij zijn octrooi, de technologie noemend "Stereolithografie". In hetzelfde jaar richtte hij een bedrijf in Californië op genaamd 3D Systems. 3D Systems blijft een van de wereldwijde marktleiders voor 3D-printtechnologieën tot op de dag van vandaag.

• Een tijdperk van snelle innovaties (1988-1992)

Stereolithografie – SLA

Charles Hull's succes en het daaropvolgende verkrijgen van een octrooirecht op Stereolithografie heraalde de 3D-printtoepassingen om de SLA-machine te gaan gebruiken.

Zijn succes zag twee verschillende 3D-printtechnologieën in snel opvolging volgen.

Selective Laser Sintering – SLS

Een andere cruciale 3D-printtechnologie-ontdekking volgde de introductie van Selective Laser Sintering in 1988 door Charles Hull. Selective Laser Sintering is een 3D-productieproces dat een krachtige laser gebruikt om 3D-printmateriaal te sinteren tot solide 3D-modellen.

Carl Deckard, een student aan de Universiteit van Texas, aanvroeg met succes de SLS-octrooien. Deckard's eerste SLS-printer heette Betsy, en de geschiedenis onthoudt het voor het produceren van alleen kleine plastikstukjes.

Echter, dat was niet het primaire doel van deze 3D-printers. De 3D-printers testten het idee van SLS additieve productie. Die ontdekking bleek een grote stap in de goede richting in de geschiedenis van 3D-printen.

Fused Deposition Modeling – FDM

De geschiedenis van 3D-printen wijst erop dat toen het SLS-octrooi wachtte op goedkeuring, een ander octrooi voor 3D additieve productietechnologie aan de overheid werd ingediend.

Interessant is dat de Fused Deposition Modeling techniek de eenvoudigste is onder de 3D-printertechnologieën; het was de laatste die uitgevonden werd.

Scott Crump, de mede-oprichter van Stratasys, een bedrijf in 1989, aanvroeg met succes het octrooi. Tot op de dag van vandaag blijft het Minnesota-bedrijf een van de marktleiders in high-tech 3D-printers in de 3D-printgeschiedenis. Stratasys Inc. ontving het octrooi in 1992.

Wie heeft 3D-printen uitgevonden?

De term 3D-printen werd voor het eerst in de vroege jaren 80 gebruikt om te verwijzen naar het 3D-printproces door de vroege 3D-technologie-uitvinders.

De geschiedenis van 3D-printen richt zich op de wetenschappers die de technologie uitvonden en de specifieke technologie die ze ontwikkelden. Enkele van de 3D-printgeschiedenistechnologieën zijn Rapid prototyping, Additief proces, Stereolithografie, Selective Laser Sintering (SLS), en Fused Deposition Modeling.

Hier is een lijst van bekende uitvinders in de 3D-printgeschiedenis:

• Hideo Kodama

Dr. Hideo Kodama kwam van het Nagoya Municipal Research Institute in Japan. Hij publiceerde een artikel dat uitlegde hoe betrouwbare modellen gefabriceerd worden door vloeibare foto's bloot te stellen aan verhardende polymeren door ultravioletten stralen.

3D-printgeschiedenis toont aan dat Dr. Kodama de octrooivereisten niet haalde door gebrek aan financiering.

• Jean Claude Andre, Oliver de Witte, en Alain Mehaute

Dit team van Franse wetenschappers was de volgende in lijn. Zij ook, naakten 3D-printen en maakten opmerkelijke vooruitgang. Hun significante bijdrage was het maken van daadwerkelijke objecten.

Zij lieten het project ook vallen voor een waargenomen gebrek aan commerciële haalbaarheid.

• Charles Hull

De geschiedenis krediteert Charles Hull als de uitvinder van 3D-printtechnologie omdat hij de eerste persoon was die met succes een octrooi verkrijg. Hij ontwikkelde de eerste Stereolithografie 3D-printer, de SLA 1. Hij aanvroeg en kreeg een octrooi toegewezen door de Amerikaanse overheid.

Zijn ontdekking van het gebruik van geconcentreerd UV-licht en UV-verhardbare plastic filamenten om driedimensionale onderdelen te produceren vanuit een computerbestand blijft opmerkelijk.

• Emmanuel M. Sachs, John S. Harggerty, Michael J. Chim en Paul A. Williams

Dit team van onderzoekers wordt gekrediteerd voor de uitvinding van binder jet printing. De binder jet gebruikt inktjetprinten om lijmende binder toe te passen om poeder selectief te lagen. Het blijft de eerste 3D-printertechnologie die inktjet gebruikt in de geschiedenis van 3D-printmodellen.

Ze kregen de krediet voor de innovatie in 3D-systemen die 3D-printen met verschillende soorten materialen mogelijk maakten zoals plastic, metaal, zand en keramiek.

• Scott Crump

Scott Crump is de onderzoeker die de 3D-printer uitvond die de meeste 3D-printergebruikers vandaag de dag gemakkelijk zouden herkennen. Hij ontdekte de FDM 3D-printtechnieken. Deze 3D-printtechniek stelt een 3D-print in staat om te worden gecreëerd door mensen die 3D-printmaterialen gebruiken. Je creëert 3D-objecten door het lagen van de warme filamenten die uit de 3D-printernozzle komen en je moet het laten afkoelen.

Hij vond ook de breakaway en oplosbare ondersteuning die FDM-undercuts en holle ontwerpen mogelijk maakt.

• Carl Deckard

Hij vind uit om een laserbundel te gebruiken om kleine deeltjes poeder, laag voor laag, te sinteren om een substantieel 3D-deel te creëren. Daarom werd hij gekrediteerd voor de uitvinding van Selective Laser Sintering.

• Adrian Bowyer

Dr. Adrian Bowyer was de meestergeest achter de ontdekking van open-source 3D-printers die 3D-prints of objecten kunnen fabriceren uit hun componenten.

Waar is de eerste 3D-printer gemaakt?

In 1981 ontwikkelde Dr. Hideo de eerste gedocumenteerde iteraties van 3D-printen zoals mensen het vandaag kennen in Nagoya Municipality in Japan. Bij het ontwikkelen van een rapid prototyping-systeem, ontdekte hij de laag-voor-laag benadering die gebruikt wordt in het fabriceren van 3D-producten.

Hoewel hij geen octrooi kon krijgen voor zijn werk, erkennen veel hem als de originele uitvinder van 3D-printen.

3D-printen in de late jaren 80

De geschiedenis van 3D-printen vindt zijn basis in de jaren 80. Hier is een samengevatte catalogus van de historische gebeurtenissen van 3D-printen in de late jaren 80.

• 1986

Na diverse onsuccesvolle pogingen door de pioniers van 3D-printen in de vroege jaren 80, nam Charles Hull het werk op Stereolithografie over en voltooide het met succes. Hij verdient later zijn octrooi voor dit wonderbaarlijke werk.

• 1988

Het jaar 1988 markeerde de uitvinding van de SLA-1, 3D-printers. De SLA-1 3D-printeruitvinding in 1988 werd nauw gevolgd door de ontdekking van de SLS-machine. Deze machines werden geproduceerd en naar de 3D-printmarkt gebracht door DTM Inc voor 3D-objectproductie.

Wanneer 3D-printen populair werd

3D-printgeschiedenis suggereert dat 3D-printers en 3D-geprinte objecten populair werden sinds hun ontstaan in de jaren 80. De vroege populariteit van de 3D-printers was onder verschillende industrieën, omdat het rapid prototyping van industriële producten bood.

De technologie was snel en kosteneffectief, wat een betaalbare prijs bood voor 3D-geproduceerde objecten en ontwerpen.

Als je de groei van de populariteit van 3D additieve productieprocessen overweegt, kun je ze in drie categorieën indelen.

• Kindertijd: 1981-1999

Tijdens deze periode waren 3D-technologie en haar producten of 3D-modellen in de kindertijd. Slechts een paar industrieën kenden 3D-printmethoden en 3D-printers.

• Puberteit: 1999-2010

1999-2010 past bij het puberteitsstadium in de geschiedenis van 3D-printen.

De populariteit van de 3D-printprocessen won aan momentum en werd toegepast in de meeste industrieën en beroepen.

Maar er werd nog veel gewerkt om de nieuwe technologie te verbeteren.

• Volwassenheid: 2011 tot heden [In de geschiedenis van 3D-printen]

Zonder twijfel voegt innovatie in recente tijden waarde toe aan 3D-technologie. Bijvoorbeeld, een 3D Systems-bedrijf biedt driedimensionale 3D-printoplossingen aan mensen.

De state-of-the-art 3D-printdiensten hebben het lief gemaakt bij 3D-printhobbyisten.

De open-source beweging moedigt het gebruik van 3D-printers aan, zoals het Sanders-prototype bewijst in haar streven naar leiderschap in CAD-toolsgebruik thuis en onder andere industriespelers.

Sommige mensen zeggen dat de 3D-technologie momenteel op zijn piek is, terwijl anderen claimen dat er nog veel uit de 3D-printertechnologie moet komen.

Conclusie

3D-printgeschiedenis toont aan dat onderzoekers de technologie beetje bij beetje verbeteren over de jaren, van Dr. Hideo Kodama, die de 3D-technologie initieerde, tot Adrian Bowyer, de meestergeest achter open-source 3D-technologievoortgang.

3D-industriespelers geloven dat de technologie ver verwijderd is van volledig uitgebuit, en de wereld zou meer vooruitgang op dit front mogen verwachten.