تاریخ چاپ سه‌بعدی

مفهوم کلی و روشی که باید در چاپ سه‌بعدی استفاده شود، برای اولین بار توسط ریموند اف. جونز در داستانش با عنوان «ابزارهای تجارت» که در شماره نوامبر ۱۹۵۰ مجله Astounding Science Fiction منتشر شد، توصیف گردید. او در آن داستان از آن به عنوان «اسپری مولکولی» یاد کرد.

در سال ۱۹۷۱، یوهانس اف. گوتوالد دستگاه ضبط فلز مایع (US3596285A) را ثبت اختراع کرد؛ یک دستگاه جوهرافشان پیوسته برای مواد فلزی جهت ایجاد یک ساختار فلزی قابل جابجایی روی یک سطح قابل استفاده مجدد برای استفاده فوری یا بازیافت جهت چاپ مجدد از طریق ذوب مجدد. به نظر می‌رسد این اولین حق اختراعی باشد که چاپ سه‌بعدی را با نمونه‌سازی سریع و تولید کنترل‌شده و درخواستی الگوها توصیف می‌کند.

در سال ۱۹۷۴، دیوید ای. اچ. جونز مفهوم چاپ سه‌بعدی را در ستون ثابت خود به نام آریادنه در مجله نیو ساینتیست مطرح کرد.

David E. H. Jones

ادامه در داستان‌گو

در آوریل ۱۹۸۰، هیدئو کوداما از موسسه تحقیقات صنعتی شهرداری ناگویا دو روش افزایشی برای ساخت مدل‌های پلاستیکی سه‌بعدی با پلیمر گرماسخت سخت‌شونده با نور اختراع کرد، که در آن ناحیه تابش اشعه ماوراء بنفش توسط یک الگوی ماسک یا یک فرستنده فیبر اسکن‌کننده کنترل می‌شود.

هیدئو کوداما برای این پلاتر XYZ حق اختراعی ثبت کرد که در ۱۰ نوامبر ۱۹۸۱ منتشر شد. (JP S56-144478).

در اوایل سال ۱۹۸۴، رابرت هاوارد شرکت R.H. Research را تاسیس کرد که بعداً به هاوتک (Howtek, Inc) تغییر نام داد تا یک چاپگر رنگی دوبعدی با استفاده از جوهر پلاستیکی ترموپلاستیک (ذوب داغ) توسعه دهد.

سه هفته بعد در سال ۱۹۸۴، چاک هال از شرکت 3D Systems حق اختراع خود را برای یک سیستم ساخت استریولیتوگرافی ثبت کرد که در آن لایه‌ها با پختن فوتوپلیمرها با لیزرهای نور ماوراء بنفش اضافه می‌شوند. هال این فرآیند را به عنوان «سیستمی برای تولید اشیاء سه‌بعدی از طریق ایجاد یک الگوی مقطعی از شیء مورد نظر برای شکل‌گیری» تعریف کرد.

Chuck Hull

ادامه در داستان‌گو

در ۲ ژوئیه ۱۹۸۴، کارآفرین آمریکایی بیل مسترز حق اختراعی برای فرآیند و سیستم تولید خودکار کامپیوتری خود (US 4665492) ثبت کرد.

در ۱۶ ژوئیه ۱۹۸۴، آلن لو مهوت، اولیویه دو ویت و ژان کلود آندره حق اختراع خود را برای فرآیند استریولیتوگرافی ثبت کردند. درخواست این مخترعان فرانسوی توسط شرکت جنرال الکتریک فرانسه (اکنون آلکاتل-آلستوم) و CILAS (کنسرسیوم لیزر) رها شد.

در سال ۱۹۸۶، به چارلز «چاک» هال حق اختراعی برای سیستمش اعطا شد و شرکت او، 3D Systems، اولین چاپگر سه‌بعدی تجاری به نام SLA-1 را عرضه کرد.

سال ۱۹۹۳ همچنین شاهد آغاز به کار یک شرکت چاپگر سه‌بعدی جوهرافشان بود که در ابتدا Sanders Prototype, Inc نام داشت و بعداً به Solidscape تغییر نام داد و یک سیستم ساخت پلیمری با دقت بالا با ساختارهای پشتیبان محلول (که به عنوان تکنیک «نقطه روی نقطه» طبقه‌بندی می‌شود) معرفی کرد.

در سال ۱۹۹۵، انجمن فراونهوفر فرآیند ذوب لیزری انتخابی را توسعه داد.

با بلوغ فرآیندهای افزایشی مختلف، مشخص شد که به زودی حذف فلز دیگر تنها فرآیند فلزکاری نخواهد بود که از طریق ابزار یا سری که در یک فضای کاری سه‌بعدی حرکت می‌کند انجام می‌شود تا توده‌ای از مواد خام را لایه به لایه به شکل دلخواه تبدیل کند. دهه ۲۰۱۰ اولین دهه‌ای بود که قطعات فلزی نهایی مانند براکت‌های موتور و مهره‌های بزرگ در تولیدات کاری رشد داده می‌شدند (قبل یا به جای ماشین‌کاری) به جای اینکه لزوماً از شمش یا ورق ماشین‌کاری شوند. هنوز هم ریخته‌گری، ساخت، پرس‌کاری و ماشین‌کاری در فلزکاری رایج‌تر از تولید افزایشی هستند، اما تولید افزایشی اکنون در حال نفوذ قابل توجهی است و با مزایای طراحی برای تولید افزایشی، برای مهندسان روشن است که پیشرفت‌های بسیار بیشتری در راه است.

در سال ۲۰۱۲، فیلا‌بات (Filabot) سیستمی را برای بستن چرخه با پلاستیک توسعه داد که به هر چاپگر سه‌بعدی FDM یا FFF اجازه می‌دهد تا با طیف وسیع‌تری از پلاستیک‌ها چاپ کند.

در اوایل سال ۲۰۱۴، تولیدکننده ابرخودروی سوئدی کونیگزگ (Koenigsegg) مدل One:1 را معرفی کرد، ابرخودرویی که از قطعات زیادی استفاده می‌کند که به صورت سه‌بعدی چاپ شده‌اند. اوربی (Urbee) نام اولین خودرو در جهان است که با استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی مونتاژ شده است (بدنه و پنجره‌های آن «چاپ» شده بودند).

در سال ۲۰۱۴، بنجامین اس. کوک و مانوس ام. تنتزریس اولین پلتفرم تولید افزایشی الکترونیک چاپ‌شده چندماده‌ای و یکپارچه عمودی (VIPRE) را نمایش دادند که امکان چاپ سه‌بعدی قطعات الکترونیکی کاربردی با فرکانس تا ۴۰ گیگاهرتز را فراهم کرد.

در سال ۲۰۱۴، لوکال موتورز (Local Motors) از استراتی (Strati) رونمایی کرد، وسیله نقلیه‌ای کاربردی که به جز سیستم انتقال قدرت، کاملاً با استفاده از پلاستیک ABS و فیبر کربن به صورت سه‌بعدی چاپ شده بود.

در مه ۲۰۱۵، ایرباس اعلام کرد که ایرباس A350 XWB جدیدش شامل بیش از ۱۰۰۰ قطعه تولید شده با چاپ سه‌بعدی است.

در سال ۲۰۱۷، جی‌ای اوییشن (GE Aviation) فاش کرد که از طراحی برای تولید افزایشی استفاده کرده تا یک موتور هلیکوپتر را با ۱۶ قطعه به جای ۹۰۰ قطعه بسازد، که تاثیر بالقوه زیادی در کاهش پیچیدگی زنجیره‌های تامین دارد.