3D 프린팅: 21세기의 가장 혁신적인 난금기술 중 하나

"3D 프린팅"이라는 단어를 처음 들었을 때, 공상 과학 영화에 자주 등장하는 슈퍼 미래 기술을 상상했습니까? 그러나, 믿거나 말거나, 3D 프린팅은 거의 40 년 동안 주변에 있었다.

3차원(3D) 프린팅은 디지털 설계에서 물리적 개체를 생성하는 적층 제조 공정입니다. 이 공정은 액체 또는 가루 플라스틱, 금속 또는 시멘트 형태로 얇은 층의 재료를 놓은 다음 층을 함께 융합하여 작동합니다.

다음은 1940년대부터 오늘날까지의 빠른 3D 프린팅 타임라인입니다.

1940년대: 컨셉

사실, 3D 프린팅은 1945년부터 개념에 존재해 왔습니다 - 머레이 린스터는 1945년 단편 소설 《Things Pass By》에서 "그러나 이 생성자는 효율적이고 유연합니다. 나는 자석 플라스틱을 먹이 - 그들이 요즘의 집과 배를 만드는 물건 - 이 움직이는 팔에. 그것은 사진 셀로 스캔 도면 다음 공기에 도면을 만든다. 그러나 플라스틱은 드로잉 팔의 끝에서 나오고 오는 대로 굳어 ... 도면만 따라다."

1980년대: 출생

3D 프린팅의 첫 번째 문서화 된 반복은 일본에서 1980 년대 초로 거슬러 올라갈 수 있습니다. 1981년 나고야시 산업연구소의 코다마 히데오 박사는 "신속한 프로토타이핑" 기술에 관한 세부 사항을 발표했습니다. 이 연구는 3D 프린팅에 내재되어 레이어별 접근 방식을 설명하는 최초의 문학 작품입니다. 그의 연구는 입체 학적 이전의 방법을 사용하여 광중합체를 인쇄하고, 또한 3D 개체를 형성하기 위해 서로의 위에 누워 층의 단면 조각에 대해 이야기했다. 그러나 코다마 박사는 마감일 전에 특허 출원을 수행하지 않았고 특허를 받지 못했습니다.

몇 년 후, 프랑스 엔지니어 알랑 르 메하우테, 올리비에 드 위트, 장 클로드 안드레와스(Jean Claude Andréwas)는 신속한 프로토타이핑 머신을 만들기 위해 노력하고 있었습니다. 수지 대신, 그들은 레이저를 사용하여 액체 단량체를 고체로 경화시키는 시스템을 만들려고 노력했습니다. 그들은 입체 화 과정에 대한 특허를 출원했지만 비즈니스 관점의 부족으로 인해 포기했습니다.

실제로 첫 번째 3D 프린터를 제작한 것은 척 헐이었습니다. 그는 1986년에 입체학(SLA)에 대한 최초의 특허를 제출하고 3D 시스템 회사를 설립했으며, 1988년에는 최초의 상용 제품인 SLA-1을 출시했습니다. 이 기계는 일반적으로 걸리는 시간의 일부에서 복잡한 부품을 레이어별로 제작할 수 있게 했습니다. Hull은 기술에 대해 60 개 이상의 특허를 출원하여 급속한 프로토타이핑 운동의 대부가되어 오늘날에도 여전히 사용 중인 STL 파일 형식을 발명했습니다.

SLA는 이 기간 동안 탐구되는 유일한 적정 제조 공정이 아니었습니다. 1988년 텍사스 대학의 칼 데커드는 레이저로 파우더 알갱이가 로컬로 융합되는 또 다른 3D 프린팅 기술인 SLS 기술에 대한 특허를 도입했습니다. 한편, 융합 증착 모델링 (FDM)도 스콧 크럼프에 의해 특허를 받았다. 이 방법은 폴리머 필라멘트를 용융하고 3D 개체를 만들기 위해 기판, 층별로 증착하는 것을 포함했다.

1990년대 - 2000년대: 성장

1990년대에 많은 기업과 신생 기업이 등장하여 다양한 적재 제조 기술을 실험하기 시작했습니다. 이 기간 동안, 기계는 우리가 지금 사용하는 것과 매우 달랐습니다. 그들은 사용하기 어려웠고, 비용이 많이 들었으며, 많은 최종 인쇄물은 많은 후처리가 필요했습니다.

2004년 영국 바스 대학의 기계 공학 수석 강사인 아드리안 보이어 박사는 RepRap 프로젝트를 설립했습니다. 대부분의 부품을 인쇄할 수 있는 3D 프린터를 구축하는 것을 목표로 하는 오픈 소스 프로젝트였습니다. 그 뒤에 아이디어는 전 세계 사람들이 기술을 사용할 수 있도록하여 3D 프린팅을 민주화하는 것이었습니다.

2009년은 FDM 특허가 퍼블릭 도메인에 진입하여 FDM 3D 프린터의 광범위한 혁신 물결, 데스크톱 3D 프린터 가격 하락, 그리고 기술이 접근성이 높아지면서 가시성이 높아진 해였습니다.

지금 3D 프린팅: 프라임

오늘날 3D 프린터의 가격이 하락하기 시작하여 일반 대중에게 제공되었습니다. 가격 인하와 함께 인쇄의 품질과 용이성도 증가했습니다.

3D 프린팅은 다양한 분야에서 사용됩니다. 사우샘프턴 대학의 과학자들은 세계 최초의 3D 인쇄 무인 항공기를 비행했다. 3D 프인쇄 차량의 제조업체는 하이브리드 가스/전기 엔진으로 최대 200mpg에 도달했습니다. 생태생활구조 구축을 전문으로 하는 스타트업은 화성에 살기에 적합한 로봇으로 만든 서식지를 마련했습니다.

3D 프린팅의 돌파구는 그 어느 때보다 빠르게 진행되고 있습니다. 그것은 엄청난 충격과 큰 잠재력이 우리의 삶을 변화시키고 있습니다.