3D Baskının Tarihçesi

İlk 3D baskı teknolojileri ilk olarak 1980’lerin sonunda göründüğü zaman, “Hızlı Prototipleme” teknolojileri olarak adlandırıldı. Bunun nedeni, süreçler başlangıçta endüstride ürün geliştirme prototipleri oluşturmak için hızlı ve daha uygun maliyetli bir yöntem olarak tasarlanmasıydı. İlginç bir not olarak, Hızlı Prototipleme teknolojisi için ilk patent başvurusu Mayıs 1980’de Japonya’da Dr. Kodama tarafından yapılmıştır. Ancak tam patent şartnamesi, başvurudan sonraki bir yıl sonrasına kadar sunulmamıştır böylelikle dolayısıyla patent başvurusunu geçersiz kılmıştır. 3D baskı teknolojisi için ilk patent 1986 yılında stereolitografi cihazı (SLA) için Charles Hull’a verilmiştir. 1983 yılında makineyi icat etti ve bugün 3D baskı sektöründe faaliyet gösteren en büyük ve en üretken kuruluşlardan biri olan 3D Systems Corporation’ın kurucu ortaklığını sürdürdü. 3D Systems’in ilk ticari Hızlı Protipleme sistemi SLA-1, 1987’de sunuldu. Her yeni teknolojide olduğu gibi, 1980’lerde katmanlı imalata ulaşmak için çeşitli yollar üzerinde çalışan birçok araştırmacı vardı. 1987’de Teksas Üniversitesi’nde çalışan Carl Deckard, ABD’de Seçici Lazer Sinterleme (SLS) Hızlı Prototipleme işlemi için patent aldı. Bu patent 1989 yılında verilmiş ve SLS’in daha sonra 3D Systems tarafından satın alınan DTM Inc’e lisansı verilmiştir.

1989’da Scott Crump, Birleştirmeli Yığma Modellemesi’ne(FDM) de patent başvurusunda bulundu. Stratasys Incç adında başka bir büyük 3D baskı şirketi kurdu. 2015 itibariyle, FDM giriş seviyesi makineler için en popüler 3D baskı teknolojisi haline geldi. Bu teknoloji açık kaynaklı RepRap modeline dayanmaktadır. FDM patenti 1992’de Stratasys’e verilmiştir. Avrupa 1989’da Hans Langer tarafından kurulan EOS GmbH’nin kuruluşunu da görmüştü. SL süreçleriyle yapılan bir ilişkiden sonra, EOS’un Ar-Ge odağı, gittikçe güçlenmeye devam eden lazer sinterleme (LS) sürecine yoğun bir şekilde yerleştirildi. Bugün, EOS sistemleri, endüstriyel prototipleme için kaliteli çıktıları ile 3D baskının üretim uygulamaları dolayı dünya çapında tanınmaktadır. EOS, ilk “Stereo” sistemini 1990 yılında sattı. Şirketin doğrudan metal lazer sinterleme (DMLS) işlemi, daha sonra EOS tarafından satın alınan Electrolux Finlandiya şirketinin bir bölümü ile olan ilk projeden sonuçlandı. Diğer 3D baskı teknolojileri ve süreçleri de bu yıllarda ortaya çıkmıştır; bunlar aslen William Masters tarafından patentli Balistik Parçacık Üretimi (BPM), aslen Michael Feygin tarafından patentli Laminatlı Nesne Üretimi (LOM), aslen Itzchak Pomerantz ve aslen Emanuel Sachs tarafından patenti verilen Üç Boyutlu Baskı (3DP) ve böylece doksanlı yılların başlarında Hızlı Prototipleme pazarında artan sayıda rakip firmaya şahit oldular, ancak bugün yalnızca orijinallerin üçü kaldı – 3D Systems, EOS ve Stratasys.

1990’lar boyunca ve 2000’lerin başlarında, bir dizi yeni teknoloji tanıtılmaya devam edildi. Onlar hala tamamen endüstriyel uygulamalara odaklanmış ve bunlar hala prototip uygulamaları için büyük ölçüde süreçler olsa da, AR-GE ayrıca, şekillendirme, döküm ve doğrudan imalat uygulamaları için daha ileri teknoloji sağlayıcıları tarafından yürütülüyordu. Bu, sırasıyla Hızlı Şekillendirme (RT), Hızlı Döküm ve Hızlı İmalat (RM) olarak adlandırılan yeni terminolojinin ortaya çıktığını gördü.

Ticari işlemler açısından, Sanders Prototype (daha sonra Solidscape) ve ZCorporation 1996 yılında kuruldu. Arcam 1997 yılında kuruldu. 1998’de Objet Geometries kuruldu. MCP Technologies (Vakumlu dökümü kurdu OEM) 2000 yılında SLM teknolojisini tanıttı. EnvisionTec 2002 yılında kuruldu. ExOne, 2005 yılında Extrude Hone Corporation’dan bir yan şirketi olarak kuruldu ve Sciaky Inc, tescilli elektron demeti kaynak teknolojisine dayanan kendi katmanlı işlemine öncülük ediyordu. Bu şirketlerin hepsi, küresel bir pazarda faaliyet gösteren Batılı şirketlerin saflarını arttırmaya hizmet etti. Terminoloji, üretim uygulamalarının çoğalmasıyla birlikte gelişti ve tüm işlemler için kabul edilen kapsayıcı terimi, Katmanlı İmalat olarak değişti. Özellikle, Doğu yarım kürede pek çok paralel gelişme yaşandı. Bu teknolojiler bazı yerel başarılara imza attı, ancak bu süre zarfında küresel pazarı gerçekten etkileyemedi.

Doksanlı yılların ortalarında sektör, bugün çok daha net bir şekilde tanımlanmış olan iki özel vurgu alanıyla farklı çeşitlilik belirtileri göstermeye başladı. Birincisi, yüksek değerli, yüksek mühendislik gerektiren, karmaşık parçalar için parça üretimine yönelik çok pahalı sistemler olan 3D baskının en üst kısmı vardı. Diğer tarafta 3D baskı sistemi üreticilerinin bir kısmı konsept geliştirme ve işlevsel prototiplemeyi geliştirmeye odaklanan 3D yazıcılar geliştiriyor ve ilerletiyorlardı. Bunlar uygun maliyetli sistemler olarak üretildi. Bu makineler bugünün masaüstü makinelerinin başlangıcıdır. Bununla birlikte, bu sistemler endüstriyel uygulamalar için hala çok fazlaydı. Geriye bakınca, bu gerçekten fırtına öncesi sessizlik oldu.

2007 yılında, pazar ilk sistemi 3D Systems firmasından 10,000 $’ın altında gördü, ama bu hiçbir zaman olması gerekenin işareti değildi. Bu kısmen sistemin kendisinden kaynaklanıyordu, aynı zamanda diğer piyasa etkilerinden de kaynaklanıyordu. O zamanki fırsat, 5000 $ ‘ın altına bir 3D yazıcı elde etmekti.Bu, bir çok sektörde çalışan, kullanıcı ve yorumcu tarafından 3D baskı teknolojisini daha geniş bir kitleye açmanın anahtarı olarak görüldü. Bu yılın büyük bir bölümünde, merakla beklenen Desktop Factory’nin gelişi, izlenmesi gereken organizasyon olarak ilan edildi. Organizasyon üretime geçtiğinde hiçbir şey yapmadı. Desktop Factory ve lideri Cathy Lewis, IP ile birlikte 2008 yılında 3D Systems tarafından satın alındı ​​ve hepsi ortadan kayboldu. Yine de ortaya çıktığı gibi, 2007 aslında erişilebilir 3D baskı teknolojisi için dönüm noktasını belirleyen yıl oldu. O sırada pek az kişi bunu gerçekleştirdi. Dr Bowyer, RepRap adında bir konsept tasarladı. RepRap konsepti, açık kaynaklı, kendi kendini kopyalayan bir 3D yazıcı oluşturmaktır. Fikir 2004 yılında ortaya çıktı ve tohumu izleyen yıllarda Bath’daki ekibi didinerek, özellikle de konsepti geliştiren ve biriktirme işlemini kullanarak 3D yazıcıya ait bir çalışma prototipi yapan Vik Oliver ve Rhys Jones tarafından filizlendi. 2007, filizlerin ortaya çıkmaya başladığı yıldı ve açık kaynaklı 3D baskı hareketi görünürlük kazanmaya başladı.

Ancak, Ocak 2009’a kadar, ticari olarak uygun ilk 3D yazıcı – kit biçiminde ve RepRap konseptine dayalı olarak – satışa sunuldu. Bu BfB RapMan 3D yazıcıydı. Aynı yıl Nisan ayında Makerbot Industries tarafından yakından takip edildi. Kurucuları, kapsamlı bir yatırımın ardından Açık Kaynak felsefesinden ayrılana kadar RepRap’in geliştirilmesine yoğun bir şekilde katıldılar. Buradaki ilginç ikilem, RepRap fenomeninin yepyeni bir ticari sektöre, giriş seviyesi 3D yazıcılara neden olmasına rağmen, RepRap topluluğunun inançları tamamen 3D baskı için açık kaynak geliştirmeleridir ve olabildiğince ticarileşmeyi uzak tutmasıdır.

2012, alternatif 3D baskı işlemlerinin pazarın giriş seviyesine getirildiği yıl oldu. B9Creator (DLP teknolojisini kullanan) ilk Haziran ayında geldi. Ardından Aralık 1’de Form 1 (stereolitografi kullanılarak) geldi. Her ikisi de finans sitesi Kickstarter aracılığıyla başlatıldı ve ikisi de büyük başarı elde etti.

Piyasadaki farklılığın bir sonucu olarak, yetenekler ve uygulamalar ile endüstriyel düzeyde önemli ilerlemeler, büyüyen bir üretici hareketi boyunca farkındalık ve alımdaki çarpıcı artış, 2012 aynı zamanda birçok farklı ana akım medya kanalının teknolojide toplandığı yıl oldu. 2013 önemli bir büyüme ve takviye yılıydı. En kayda değer hamlelerden biri, Makerbot’un Stratasys tarafından devralınmasıydı.

Bazıları tarafından 2. 3. ve hatta bazen 4. Endüstri Devrimi olarak nitelendirilen, inkar edilemeyen şey, 3D baskının sanayi sektörü üzerindeki etkisinin ve 3D baskının tüketicilerin geleceği için gösterdiği büyük potansiyeldir. Bu potansiyelin alacağı şekli, bizden önce hala gelişiyor.