3D印表機出現在20世紀90年代中期,實際上是利用光固化和紙層疊等技術的快速成型裝置。它與普通列印工作原理基本相同,印表機內裝有液體或粉末等「列印材料」,與電腦連接後,通過電腦控制把「列印材料」一層層疊加起來,最終把計算機上的藍圖變成實物。這種列印技術稱為3D立體列印技術。
一、3D列印簡史
1984年,Charles Hull發明了將數字資源列印成三維立體模型的技術,1986年,Chuck Hull發明了立體光刻工藝,利用紫外線照射將樹脂凝固成形,以此來製造物體,並獲得了專利。隨後他成立一家名為3D Systems的公司,專注發展3D列印技術,1988年,3D Systems開始生產第一臺3D列印譏SLA-250,體型非常龐大。
1988年,Scott Crump發明了另外一種3D列印技術——熱熔解積壓成形(FDM),利用蠟、ABS、PC、尼龍等熱塑性材料來製作物體,隨後也成立了一家名為Stratasys的公司。
1989年,C.R.Dechard博士發明了選區雷射燒結技術(SLS),利用離強度雷射將尼龍、蠟、ABS、金屬和陶瓷等材料粉來烤結,直至成形。
1993年,麻省理工大學教授EmanuaI Sachs創造了三維列印技術(3DP),將金屬、陶瓷的粉末通過粘接劑粘在一起成形。1995年,麻省理工大學的畢業生Jim Bredt和TimAnderson修改了噴墨印表機方案,變為把約束溶劑擠壓到粉末床,而不是把墨水擠壓在紙張上的方案,隨後創立了現代的三維列印企業Z Corporation。
1996年,3D Systems、Stratasys、Z Corporation分別推出了型號為Actua 2100、Genisys、2402的三款30列印譏產品,第一次使用了「3D印表機」的稱謂。
2005年,Z Croooration推出了世界上第一臺高精度彩色3D印表機SpeCTRum 2510,同一年,英國巴恩大學的Adrian Bowyer發起了開發3D印表機項目RepRap,目標是通過3D印表機本身,能夠製造出另一臺3D印表機。2008年,第—個基於RepRap的3D印表機發布,代號為「Darwin」,它能夠列印自身50%元件,體積僅—個箱子大小。
2010年11月,第一臺用巨型3D印表機列印出整個身軀的轎車出現,它的所有外部組件都由3D列印製作完成,包括用Dimension 3D印表機和由Stratasys公司數字生產服務項目RedEye on Demand提供的Fortus3D成型系統製作完成的玻璃面板。
2011年8月,世界上第一架3D列印飛機由英國南安營敦大學的工程師創建完成。9月,維也納科技大學開發了更小、更輕、更便宜的3D印表機,這個超小3D印表機重1.5kg,報價約1200歐元。
2012年3月,維也納大學的研究人員宣布利用二光子平板印刷技術突破了3D列印的最小極限,展示了一輛長度不到0.3mm的賽車模型。7月,比利時的international Univers和CollegeLeuven的一個研究組測試了一輛幾乎完全由3D列印的小型賽車,其車速達到了140千米/小時。
二、我國3D列印發展簡史
1990年,華科王運贛教授在美國參觀訪問時接觸到了剛問世不久的快速成型機。
1991年,華中科技大學成立快速製造中心,研發基於紙材料的快速成型設備。1994年,華中科技大學快速製造中心研製出國內第一臺基於薄材紙的 LOM樣機,1995年參加北京工具機博覽會時引起轟動。LOM技術製作衝模,其成本約比傳統方法節約1/2,生產周期也大大縮短。
1994年成立先進位造技術研究所。1995年9月18日,盧秉恆教授的樣機在國家科委論證會上獲得很高的評價,並爭取到「九五」國家重點科技攻關項目250萬元的資助。1997年,盧秉恆團隊賣出了國內第一臺光固化快速成型機。