3D 프린팅의 역사

3D 프린팅의 일반적인 개념과 절차는 1950년 11월호 'Astounding Science Fiction' 잡지에 실린 레이먼드 F. 존스(Raymond F. Jones)의 소설 "Tools of the Trade"에서 처음 기술되었습니다. 그는 그 소설에서 이를 "분자 스프레이(molecular spray)"라고 언급했습니다.

1971년, 요하네스 F. 고트발트는 재사용 가능한 표면에 즉시 사용하거나 다시 녹여 인쇄할 수 있는 제거 가능한 금속 구조물을 형성하기 위한 연속 잉크젯 금속 재료 장치인 액체 금속 기록기(Liquid Metal Recorder, US3596285A)에 대한 특허를 받았습니다. 이는 쾌속 조형(rapid prototyping)과 패턴의 주문형 제조 제어를 포함하는 3D 프린팅을 설명하는 최초의 특허로 보입니다.

1974년, 데이비드 E. H. 존스는 과학 저널 'New Scientist'의 정기 칼럼 'Ariadne'에서 3D 프린팅의 개념을 제시했습니다.

David E. H. Jones

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1980년 4월, 나고야 시립 공업 연구소의 고다마 히데오는 광경화성 열경화성 폴리머를 사용하여 3차원 플라스틱 모델을 제작하는 두 가지 적층 방식을 발명했습니다. 여기서 UV 노출 영역은 마스크 패턴이나 스캐닝 광섬유 송신기에 의해 제어됩니다.

고다마 히데오는 이 XYZ 플로터에 대한 특허를 출원했으며, 이는 1981년 11월 10일에 공개되었습니다. (JP S56-144478).

1984년 초, 로버트 하워드(Robert Howard)는 열가소성(핫멜트) 플라스틱 잉크를 사용하는 컬러 2D 프린터를 개발하기 위해 R.H. Research를 설립했으며, 이후 Howtek, Inc로 이름을 변경했습니다.

1984년 3주 후, 3D Systems Corporation의 척 헐은 자외선 레이저로 광중합체를 경화시켜 층을 쌓는 광조형(stereolithography) 제작 시스템에 대한 자체 특허를 출원했습니다. 헐은 이 과정을 "형성할 물체의 단면 패턴을 생성하여 3차원 물체를 만드는 시스템"으로 정의했습니다.

Chuck Hull

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1984년 7월 2일, 미국 기업가 빌 마스터스는 자신의 컴퓨터 자동화 제조 공정 및 시스템(US 4665492)에 대한 특허를 출원했습니다.

1984년 7월 16일, 알랭 르 메오테, 올리비에 드 위트, 장 클로드 앙드레는 광조형 공정에 대한 특허를 출원했습니다. 이 프랑스 발명가들의 출원은 프랑스 제너럴 일렉트릭(현재의 알카텔-알스톰)과 CILAS(레이저 컨소시엄)에 의해 포기되었습니다.

1986년, 찰스 "척" 헐은 자신의 시스템에 대한 특허를 취득했고, 그의 회사인 3D Systems Corporation은 최초의 상업용 3D 프린터인 SLA-1을 출시했습니다.

1993년에는 처음에 Sanders Prototype, Inc로 불렸다가 나중에 Solidscape로 이름이 바뀐 잉크젯 3D 프린터 회사가 시작되었으며, 수용성 지지 구조를 갖춘 고정밀 폴리머 제트 제작 시스템("dot-on-dot" 기술로 분류됨)을 도입했습니다.

1995년, 프라운호퍼 연구협회는 선택적 레이저 용융(selective laser melting) 공정을 개발했습니다.

다양한 적층 공정이 성숙해짐에 따라, 원자재 덩어리를 층별로 원하는 모양으로 변형시키는 3D 작업 영역 내에서 도구나 헤드를 움직여 수행하는 금속 제거 방식만이 유일한 금속 가공 공정이 아닐 것이라는 점이 분명해졌습니다. 2010년대는 엔진 브래킷이나 대형 너트와 같은 금속 최종 사용 부품이 바 스톡이나 판재에서 기계 가공되는 대신, 작업 생산 과정에서 (가공 전 또는 가공 대신) 성장(제작)되는 첫 10년이었습니다. 여전히 금속 가공 분야에서는 주조, 제작, 스탬핑, 기계 가공이 적층 제조보다 더 널리 퍼져 있지만, 적층 제조는 이제 중요한 진전을 이루기 시작했으며, 적층 제조를 위한 설계의 이점과 함께 엔지니어들에게는 앞으로 더 많은 발전이 있을 것임이 분명합니다.

2012년, Filabot은 플라스틱 루프를 폐쇄하는 시스템을 개발하여 모든 FDM 또는 FFF 3D 프린터가 더 넓은 범위의 플라스틱으로 인쇄할 수 있도록 했습니다.

2014년 초, 스웨덴 슈퍼카 제조업체 코닉세그는 3D 프린팅된 많은 부품을 사용하는 슈퍼카 One:1을 발표했습니다. Urbee는 3D 프린팅 기술을 사용하여 조립된 세계 최초의 자동차 이름입니다(차체와 자동차 창문이 "인쇄"되었습니다).

2014년, 벤자민 S. 쿡(Benjamin S. Cook)과 마노스 M. 텐체리스(Manos M. Tentzeris)는 최대 40GHz에서 작동하는 기능성 전자 장치의 3D 프린팅을 가능하게 하는 최초의 다중 재료, 수직 통합형 인쇄 전자 적층 제조 플랫폼(VIPRE)을 시연했습니다.

2014년, 로컬 모터스는 파워트레인을 제외하고 ABS 플라스틱과 탄소 섬유를 사용하여 완전히 3D 프린팅된 기능성 차량인 Strati를 공개했습니다.

2015년 5월, 에어버스(Airbus)는 새로운 에어버스 A350 XWB에 3D 프린팅으로 제조된 1000개 이상의 부품이 포함되어 있다고 발표했습니다.

2017년, GE 항공(GE Aviation)은 적층 제조를 위한 설계를 사용하여 900개의 부품 대신 16개의 부품으로 헬리콥터 엔진을 제작했으며, 이는 공급망의 복잡성을 줄이는 데 큰 잠재적 영향을 미칠 것이라고 밝혔습니다.