היסטוריה של הדפסת תלת-ממד

הקונספט הכללי וההליך לשימוש בהדפסת תלת-ממד תוארו לראשונה על ידי ריימונד פ. ג'ונס בסיפורו, "כלי המקצוע" ("Tools of the Trade"), שפורסם בגיליון נובמבר 1950 של המגזין Astounding Science Fiction. בסיפור זה הוא התייחס לכך כאל "תרסיס מולקולרי".

בשנת 1971, יוהנס פ. גוטוולד רשם פטנט על מקליט המתכת הנוזלית (Liquid Metal Recorder), US3596285A, התקן הזרקת דיו רציף של חומר מתכתי ליצירת מבנה מתכת נשלף על משטח רב-פעמי לשימוש מיידי או להצלה לצורך הדפסה חוזרת על ידי התכה מחדש. נראה כי זהו הפטנט הראשון המתאר הדפסת תלת-ממד עם אב-טיפוס מהיר וייצור מבוקר לפי דרישה של תבניות.

בשנת 1974, דייוויד א. ה. ג'ונס הציג את הקונספט של הדפסת תלת-ממד בטור הקבוע שלו Ariadne בכתב העת New Scientist.

David E. H. Jones

להמשיך בסיפור

באפריל 1980, הידאו קודאמה מהמכון למחקר תעשייתי עירוני של נאגויה המציא שתי שיטות תוספיות לייצור מודלים תלת-ממדיים מפלסטיק עם פולימר תרמוסטי מתקשה באור, שבו אזור החשיפה ל-UV נשלט על ידי תבנית מסכה או משדר סיב סורק.

הידאו קודאמה הגיש פטנט על פלוטר XYZ זה, שפורסם ב-10 בנובמבר 1981 (JP S56-144478).

בתחילת 1984, רוברט הווארד הקים את R.H. Research, ששמה שונה מאוחר יותר ל-Howtek, Inc, כדי לפתח מדפסת דו-ממדית צבעונית המשתמשת בדיו פלסטי תרמופלסטי (נמס בחום).

שלושה שבועות לאחר מכן ב-1984, צ'אק האל מ-3D Systems Corporation הגיש פטנט משלו למערכת ייצור בסטריאוליתוגרפיה, שבה שכבות מתווספות על ידי הקשיית פוטופולימרים עם לייזרים של אור אולטרה-סגול. האל הגדיר את התהליך כ"מערכת ליצירת אובייקטים תלת-ממדיים על ידי יצירת תבנית חתך של האובייקט שייווצר".

Chuck Hull

להמשיך בסיפור

ב-2 ביולי 1984, היזם האמריקאי ביל מאסטרס הגיש פטנט על תהליך ומערכת ייצור ממוחשבת (US 4665492).

ב-16 ביולי 1984, אלן לה מהוט, אוליבייה דה ויט וז'אן קלוד אנדרה הגישו את הפטנט שלהם לתהליך הסטריאוליתוגרפיה. הבקשה של הממציאים הצרפתים ננטשה על ידי חברת ג'נרל אלקטריק הצרפתית (כיום Alcatel-Alsthom) ו-CILAS (קונסורציום הלייזר).

בשנת 1986, צ'ארלס "צ'אק" האל קיבל פטנט על המערכת שלו, וחברתו, 3D Systems Corporation, שחררה את מדפסת התלת-ממד המסחרית הראשונה, ה-SLA-1.

שנת 1993 ראתה גם את הקמתה של חברת מדפסות תלת-ממד בהזרקת דיו שנקראה בתחילה Sanders Prototype, Inc ובהמשך Solidscape, שהציגה מערכת ייצור פולימרית ברמת דיוק גבוהה עם מבני תמיכה מסיסים (המסווגת כטכניקת "נקודה על נקודה").

בשנת 1995, אגודת פראונהופר (Fraunhofer Society) פיתחה את תהליך התכת הלייזר הסלקטיבית.

ככל שהתהליכים התוספיים השונים הבשילו, התברר כי בקרוב הסרת מתכת לא תהיה עוד תהליך עיבוד המתכת היחיד שמתבצע דרך כלי או ראש הנע בתוך מעטפת עבודה תלת-ממדית, והופך מסה של חומר גלם לצורה רצויה שכבה אחר שכבה. שנות ה-2010 היו העשור הראשון שבו חלקי מתכת לשימוש סופי כגון תושבות מנוע ואומים גדולים גודלו (לפני או במקום עיבוד שבבי) בייצור עבודה במקום להיות מעובדים בהכרח ממוטות או פלטות. עדיין נכון שיציקה, ייצור, הטבעה ועיבוד שבבי נפוצים יותר מאשר ייצור תוספי בעיבוד מתכת, אך ייצור תוספי מתחיל כעת לחדור באופן משמעותי, ועם היתרונות של תכנון לייצור תוספי, ברור למהנדסים שעוד היד נטויה.

בשנת 2012, Filabot פיתחה מערכת לסגירת המעגל עם פלסטיק המאפשרת לכל מדפסת תלת-ממד מסוג FDM או FFF להדפיס עם מגוון רחב יותר של פלסטיקים.

בתחילת 2014, יצרנית מכוניות העל השוודית קוניגסג (Koenigsegg) הכריזה על ה-One:1, מכונית-על המשתמשת ברכיבים רבים שהודפסו בתלת-ממד. Urbee הוא שמה של המכונית הראשונה בעולם שהורכבה באמצעות טכנולוגיית הדפסת תלת-ממד (גוף המכונית וחלונותיה "הודפסו").

בשנת 2014, בנג'מין ס. קוק ומאנוס מ. טנצריס הדגימו את פלטפורמת הייצור התוספי הראשונה של אלקטרוניקה מודפסת רב-חומרית ומשולבת אנכית (VIPRE), שאפשרה הדפסת תלת-ממד של אלקטרוניקה פונקציונלית הפועלת בתדרים של עד 40 GHz.

בשנת 2014, Local Motors הציגה את Strati, רכב מתפקד שהודפס כולו בתלת-ממד באמצעות פלסטיק ABS וסיבי פחמן, למעט מערכת ההנעה.

במאי 2015, איירבוס הודיעה כי מטוס ה-Airbus A350 XWB החדש שלה כולל מעל 1000 רכיבים המיוצרים בהדפסת תלת-ממד.

בשנת 2017, GE Aviation חשפה כי השתמשה בתכנון לייצור תוספי כדי ליצור מנוע מסוק עם 16 חלקים במקום 900, דבר בעל פוטנציאל השפעה רב על הפחתת המורכבות של שרשראות האספקה.