Εκτύπωση 3-D: Ιστορικό, Επισκόπηση και μελλοντικές προοπτικές

Περιεχόμενο

• Η ιστορία της 3-D ing
• Σταγόνες τιμών και ο κόσμος των τυχερών παιχνιδιών
• No Bugs, No Stress - Ο οδηγός σας βήμα προς βήμα για τη δημιουργία λογισμικού που αλλάζει τη ζωή χωρίς να καταστρέφει τη ζωή σας
• Προώθηση και νέα υλικά
• Μια Επανάσταση Εντός της Επανάστασης
• 3-Ding και Νανοτεχνολογιών
• Μελλοντικές και προκλήσεις

Πηγή: Scanrail / Dreamstime.com

Πάρε μακριά:

Υπάρχει συνεχής καινοτομία στον κόσμο των 3-D ing. Ελέγξτε μερικές από τις πιο πρόσφατες χρήσεις της και μάθετε για την ιστορία της.

Για πολλούς ανθρώπους, η τεχνολογία 3-D ing (γνωστή και ως "παραγωγή προσθέτων") είναι μία από αυτές τις εκπληκτικές τεχνολογίες που μας κάνουν να νιώθουμε σαν να ήταν πραγματικά που ζουν στο μέλλον. Το να είσαι σε θέση να κατασκευάσεις κάτι τόσο περίπλοκο όσο ένα προσθετικό άκρο ή ένα πλήρως λειτουργικό αυτοκίνητο εξακολουθεί να φαίνεται ένα ανεξήγητο κατόρθωμα μαγείας και όχι μια φυσιολογική εξέλιξη της τεχνολογίας.

Ωστόσο, το 3-D ing έχει γίνει μόνο mainstream και λιγότερο δαπανηρό τα τελευταία χρόνια, αλλά είναι (συστροφή plot) στην πραγματικότητα τρεις δεκαετίες παλιά. Οι βιομηχανικοί σχεδιαστές και οι μηχανικοί έχουν χρησιμοποιήσει αξιόπιστα μεγάλες και ακριβές 3-Ders για να κατασκευάσουν πρωτότυπα εξαρτήματα για αεροπλάνα και αυτοκίνητα από τα τέλη της δεκαετίας του '80. (Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τις πρώτες 3 ημέρες, ανατρέξτε στο θέμα Think 3-D ing Is Brand New? Think Again.)

Γιατί οι 3-Ders είναι τόσο δημοφιλέστεροι σήμερα και πού βρίσκεται αυτή η τεχνολογία στο προσεχές μέλλον; Ας ξεκινήσουμε πρώτα μιλώντας για το παρελθόν της.

Η ιστορία της 3-D ing

Το πρώτο πρωτότυπο 3-D er αναπτύχθηκε από τον Dr. Hideo Kodama το 1981. Έχει εφεύρει μια καινοτόμο μέθοδο που χρησιμοποίησε μια φωτοευαίσθητη ρητίνη πολυμερισμένη από ένα υπεριώδες φως για την κατασκευή τρισδιάστατων πλαστικών μοντέλων σε στρώσεις. Δεδομένου ότι δεν υπέβαλε εγκαίρως την απαίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας, το πρώτο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για τη στερεολιθογραφία (SLA) υποβλήθηκε από τον Charles Hull μόνο τρία χρόνια αργότερα, το 1984. Λίγα χρόνια αργότερα, το 1988, δύο άλλες τεχνικές 3-D ing που εφευρέθηκε από τον Carl Deckard στο Πανεπιστήμιο του Τέξας και τον Scott Crump στη Stratasys Inc.

Το 1992, η Stratasys ανέπτυξε το μοντελοποιημένο μοντέλο εναπόθεσης (FDM), την τεχνολογία κατασκευής που χρησιμοποιείται σήμερα από τους περισσότερους 3-Ders. Ο τομέας 3-Ding αναδύθηκε σιγά-σιγά καθώς συνέχιζαν να εφευρίσκονται νέες τεχνικές. Δεδομένου ότι τα εργαλεία CAD έγιναν όλο και πιο προηγμένα και διαθέσιμα, η παραγωγή προσθέτων έγινε σταδιακά πιο διαδεδομένη.

Κατά τις αρχές της δεκαετίας του 2000, μερικές από τις πιο εκπληκτικές εφαρμογές της τεχνολογίας 3-D ing είδαν το φως, όπως τα πρώτα 3-D ed προσθετικά πόδια. Όταν όλα τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας έπεσαν στο δημόσιο τομέα το 2009, η επανάσταση του 3-D ing ξεκίνησε με δεκάδες πρωτοποριακές εταιρείες που άρχισαν να επενδύουν σε νέα φιλόδοξα σχέδια. Οι νεώτερες μέθοδοι βελτίωσαν την αποδοτικότητα και μείωσαν το κόστος, καθιστώντας αυτή την τεχνολογία ολοένα και περισσότερο επικρατούσα. Σε μόλις έξι χρόνια, από το 2010 έως το 2016, το 3-D ing χρησιμοποιήθηκε με επιτυχία για την κατασκευή ενός πλήρως λειτουργικού αυτοκινήτου, ενός τροφίμου για να θρέψει αστροναύτες στο διάστημα και να βοηθήσει τους χειρουργούς με απίστευτα περίπλοκες διαδικασίες.

Η εποχή της 3-D ing, όπως γνωρίζουμε και φαντάζουμε σήμερα, τελικά ξεκίνησε.

Σταγόνες τιμών και ο κόσμος των τυχερών παιχνιδιών

Ένας από τους πιο σημαντικούς λόγους για τους οποίους η διαφήμιση 3-D γινόταν τόσο διαδεδομένη ήταν η πτώση των τιμών. Η βασική τεχνολογία είδε τις μεγαλύτερες εξελίξεις, με τις χαμηλές αποδόσεις να γίνονται πιο ακριβείς, αποδοτικές και ακόμα οικονομικές. Όπως ακριβώς συμβαίνει με την προσωπική τεχνολογία υπολογιστών ή τις κινητές συσκευές, τα 3-Ders καθίστανται προσιτά σε όλους σχεδόν. Παρόλο που ακόμα απέχουν από το να γίνουν κοινές οικιακές συσκευές όπως ένα ψυγείο ή μια τηλεόραση, πολλές μικρές και μεσαίες επιχειρήσεις μπορούν πλέον να αγοράσουν ένα από αυτά.

No Bugs, No Stress - Ο οδηγός σας βήμα προς βήμα για τη δημιουργία λογισμικού που αλλάζει τη ζωή χωρίς να καταστρέφει τη ζωή σας

Δεν μπορείτε να βελτιώσετε τις δεξιότητες προγραμματισμού σας όταν κανείς δεν ενδιαφέρεται για την ποιότητα του λογισμικού.

Η μαζική προσαρμογή επέτρεψε σε πολλές νεοσύστατες εταιρίες να δημιουργήσουν νέα δελφινά παιχνίδια σε 3-D δικά τους μινιατούρες και ειδώλια. Μαζί με την ευκαιρία να φθάσουν σε άλλως ανεπανόρθωτους στόχους μέσω των πλατφορμών crowdfunding, πολλές indie εταιρείες ανέπτυξαν και ξεκίνησαν τις εκπληκτικές ιδέες τους στην αγορά. Από τα παραδοσιακά πολεμικά παιχνίδια έως τα πιο επαναστατικά έργα, το 3-D ing συνέβαλε σε μια νέα χρυσή εποχή στον κόσμο των τυχερών παιχνιδιών. Κάθε μέρα, εκατομμύρια νέα όμορφα γλυπτά μοντέλα, ειδώλια και μινιατούρες παράγονται μαζικά και πωλούνται για τη χαρά των ενθουσιώδων σε όλο τον κόσμο.

Προώθηση και νέα υλικά

Μία από τις σημαντικότερες εξελίξεις στην 3-D ing ήταν η προσθήκη μιας μεγάλης ποικιλίας νέων υλικών που επιτρέπουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. s μπορεί τώρα να είναι μαλακό, εύπλαστο, εύκαμπτο ή εξαιρετικά ανθεκτικό.

Τα πολυμερή μνήμης σχήματος (SMP) έχουν την ικανότητα να επανέλθουν στο αρχικό τους σχήμα μετά από παραμόρφωση όταν εκτίθενται σε συγκεκριμένα ερεθίσματα όπως θερμότητα ή πίεση. Η παρασκευή προσθέτων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για δομές οστού, χόνδρου και μυών για μεγάλης κλίμακας ανθρώπινη εμφύτευση. Τα νέα χάπια μπορούν να εκδοθούν στρώματα από το στρώμα για να χειριστούν τη σύνθεση των φαρμάκων και να τα απελευθερώσουν στην κυκλοφορία του αίματος με ακρίβεια μόλις καταναλωθούν. Η τεχνολογία 3-Ding μπορεί ακόμη και να χρησιμοποιηθεί για να κάνει πλήρη χρήση του λεπτότερου, ισχυρότερου και πιο ευέλικτου υλικού στον κόσμο: graphene.

Ωστόσο, ένα από τα μεγαλύτερα βήματα προς τα εμπρός σε αυτή την τεχνολογία ήρθε με το λιγότερο φουτουριστικό μέταλλο. Παρόλο που εξακολουθεί να είναι πολύ πιο ακριβό από το πλαστικό, οι εφαρμογές της είναι τόσο πολλές (από την αυτοκινητοβιομηχανία έως την αεροναυπηγική και την ιατρική βιομηχανία, για να αναφέρουμε μερικές) ότι οι τιμές της αναμένεται να πέσουν πολύ γρήγορα στο εγγύς μέλλον. (Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το τι είναι 3-D ing - και τι δεν είναι - ελέγξτε έξω ένα 3-D er Isnt ένα Replicator ακόμα, αλλά αυτοί οι άνθρωποι το χρησιμοποιούν ούτως ή άλλως.)

Μια Επανάσταση Εντός της Επανάστασης

Το 3-D ing δεν είναι μόνο μια τεχνολογική επανάσταση λόγω των προϊόντων που θα μπορούσαν να κατασκευαστούν με αυτό. Έχει αλλάξει τις παραδοσιακές οικονομίες κλίμακας της μεταποιητικής βιομηχανίας στο σύνολό της.

Διαφορετικά στοιχεία μπορούν να παραχθούν με τον ίδιο εξοπλισμό μόνο με την αλλαγή του ψηφιακού μπλε μέσα στη διασύνδεση ενός σχετικά απλού λογισμικού. Αποθήκες γεμάτα ανταλλακτικά είναι πλέον εντελώς περιττές, καθώς τώρα υπάρχουν μόνο στο σύννεφο, έτοιμο να μεταφορτωθεί σε οποιαδήποτε τοποθεσία σε λίγα λεπτά.

Τα σχέδια που αναπτύσσονται με 3-Ders μπορούν να είναι πολύ πιο εξελιγμένα από τα παραδοσιακά, απαιτώντας λιγότερα υλικά και εργασίες, καθώς και λιγότερη φινίρισμα και κατεργασία για την αφαίρεση τραχιών επιφανειών. Τα τελικά προϊόντα είναι ελαφρύτερα, ευκολότερα στη μεταφορά και επομένως λιγότερο δαπανηρά.

3-Ding και Νανοτεχνολογιών

Η παρασκευή προσθέτων είναι έτοιμη για γάμο με μια άλλη εκπληκτική τεχνολογία: τη νανοτεχνολογία. Οι νανοσωλήνες άνθρακα έχουν ήδη εφαρμοστεί από αρκετές εταιρείες για την ενίσχυση των 3-D ed πλαστικών αντικειμένων με την επικάλυψη των νημάτων τους με μελάνι νανοσωλήνων άνθρακα. Το αποτέλεσμα είναι ένα πολύ ισχυρότερο και πιο ανθεκτικό προϊόν, αλλά αυτό είναι μόνο η κορυφή του παγόβουνου.

Ορισμένες από τις εφαρμογές απλά κόβουν την ανάσα. Το 2013, μια ομάδα Αμερικανών επιστημόνων ανέπτυξε μια εξαιρετικά αποδοτική μπαταρία χρησιμοποιώντας μια μελάνη που περιέχει νανοσωματίδια ιόντων λιθίου. Ολόκληρη η μπαταρία ήταν 3-D ed να είναι τόσο μικρή όσο ένας κόκκος άμμου! Με αυτή την τεχνολογία, μπορούμε να προβλέψουμε την παραγωγή τρισδιάστατων ελαστικών οθονών και μπαταριών ή στρώσεων επικάλυψης που δεν υπερβαίνουν το ένα άτομο.

Μελλοντικές και προκλήσεις

Το 3-D ing είναι αναμφισβήτητα μία από τις πιο επαναστατικές εφευρέσεις του περασμένου αιώνα. Παρόλο που εξακολουθεί να βρίσκεται στα αρχικά στάδια της, να προορίζεται να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο παράγουμε και κατασκευάζουμε σχεδόν τα πάντα, από την κατασκευή έως την υγειονομική περίθαλψη, με τον ένα ή τον άλλο τρόπο. Ωστόσο, εξακολουθούν να υπάρχουν ορισμένες προκλήσεις που καθιστούν αυτή την τεχνολογία μάλλον ανώριμη, για να βγάλουμε τον κόσμο με βία.

Η χρήση των 3-Ders στο έπακρο των δυνατοτήτων τους, ή ακόμα και μόνο η βαθμονόμησή τους, εξακολουθεί να είναι ένα πολύ περίπλοκο έργο που απαιτεί κατάλληλη εκπαίδευση και αφοσιωμένο προσωπικό. Δεν έχει κάθε εταιρεία τη δυνατότητα να εκπαιδεύσει το προσωπικό της για την εργασία στις διεπαφές μοντελοποίησης.

Αν και η μαζική παραγωγή είναι ήδη δυνατή, ο κλάδος δεν είναι ακόμη έτοιμος να διαχειριστεί τις ποσότητες που απαιτούνται από τις περισσότερες αγορές, όπως ο τομέας της αυτοκινητοβιομηχανίας. Οι τεχνικές 3-D εξακολουθούν να πρέπει να κλιμακώνονται με όγκους προτού να ξεπεράσουν την παραδοσιακή κατασκευή. Μια μεγάλης κλίμακας μετατροπή της οικονομίας μας θα αντιμετωπίσει απαραίτητα κάποια μορφή αντίστασης.

Όλα τα πράγματα είπαν, καθώς το κόστος συρρικνώνεται και η χρηστικότητα του διευρύνεται, η χρήση των 3-Ders θα συνεχίσει να διεισδύει βαθύτερα. Η στιγμή κατά την οποία η παρασκευή προσθέτων πρόκειται να γίνει πανταχού παρούσα γίνεται μια μέρα πιο κοντά κάθε μέρα.