随着科技的飞速发展,三维打印技术已经从最初的实验室小玩意儿成长为一个庞大的产业链。从初期的研究型设备到现在流行于各个领域的大规模生产设备,这一过程中伴随着无数创新和突破。
早在20世纪70年代,美国IBM公司就开始研究三维打印技术,并成功制作出第一台能进行层状堆叠工作物料(如塑料丝)的机器。这台机器虽然只能完成简单的结构,但开启了整个行业的一个新篇章。然而,由于当时材料限制和制造成本高昂,这项技术并未立即得到广泛应用。
直到1990年代末期,3D Systems公司推出了首款商用级别的激光扫描沉积(SLA)系统,这标志着工业级别3D打印时代正式拉开帷幕。这种工艺通过激光束对液体表面进行精确照射,使其凝固形成薄层,从而逐步构建出复杂形状。这一技术对于那些需要精细控制尺寸的小批量生产至关重要。
2004年,一位名叫克里斯汀·霍夫曼(Christine HOFMANN)的学生发明了一种全新的加热熔融多材质模具外壳(Fused Deposition Modeling, FDM)技巧。她将熔化塑料丝喷涂在模具内壁上,并允许它冷却后再次添加新的材料层,以此来制造出更复杂、更坚固且成本相对较低的地球模型。此举不仅提升了设计自由度,也使得这个方法更加实用化,为非专业人士提供了进入3D打印世界的大门。
2005年左右,爱迪生奖获得者Chuck Hull推出了他的第三代SLA系统,该系统采用了硅胶作为原料,更大幅提高了速度与效率,同时也降低了成本。这样的进步使得SLA成为工业界最受欢迎的一种快速原型工具及产品开发解决方案之一。
到了2010年代初期,无论是消费者还是企业市场,都出现了一股“DIY”精神潮流。在这场潮流中,不仅包括个人用户,而且还有越来越多的小型企业开始使用类似RepRap项目中的Open Source 3D 打印机设计和组件,以及其他可访问性很高、价格合理的大众级别FDM/FFF(Fused Filament Fabrication) 3d 打印机。一时间,“自制”、“自定义”的口号响彻全球,让人们意识到未来可以自己创造任何东西,而不是依赖远方工厂或专家手中的工具。
为了满足日益增长的需求,在2011年由埃森哲咨询公司发布的一份报告预测称,将在2020年之前达到300万部以上的人民币水平销售额。而实际情况是,大约在同一时间,它们真的达到了这一水平并且持续增长。在这个期间,还有一些关键事件发生,比如NASA宇航员第一次使用空间站上的零重力条件下进行三维打印试验,这展示了该技术在太空探索方面潜力的巨大可能性。
最近几年的发展尤为迅猛。我们看到的是硬件升级,如增加更多色彩选择、改善动态支撑功能以及增强现有的传感器能力等;软件方面则有助于自动优化路径、提高速度同时保持质量;甚至还有一些组织致力于标准化特定的操作程序以促进交换知识与技能之间的合作工作。此外,还有许多关于生物医学应用、新能源应用以及环境友好的材料创新等领域展现出前所未有的活力与潜力,其中某些正在转变我们的生活方式和工作方式,使之更加灵活、高效且经济有效地利用资源实现可持续性目标。
总结来说,从最初简单单色的线条图像走向今天能够创建具有高度复杂性的结构模型,那么我们可以说科技正不断地向前迈进。不断更新和改进已知方法,加上不断涌现出的新想法,我们相信接下来的未来对于三维打印将充满无限可能,每一次探索都能揭示更多关于这个领域深不可测奥秘的地方。