fbpx

Historia druku 3D – wyścig patentów

24 czerwca 2020

Ze względu na nagły wzrost popularności niewiele ponad 10 lat temu, wiele osób sądzi, że druk 3D jest bardzo „świeżą” technologią. Jednak jego historia zaczęła się niespełna 50 lat temu!

Pomysł pojawił się w latach siedemdziesiątych.

Pierre Ciraud, francuski wynalazca specjalizujący się w rozwoju przetwórstwa tworzyw sztucznych w powojennej Francji, w 1972 roku zgłosił patenty dotyczące wytwarzania struktur trójwymiarowych z użyciem proszków termoplastycznych oraz laserów (dzisiejsze techniki SLS i podobne). [1]3 października 1974 roku, na łamach tygodnika naukowego New Scientist, brytyjski chemik David Jones opisał ideę druku 3D z polimerów utwardzanych światłem UV – tak właśnie działają drukarki SLA, DLP, czy multi-jet. [2]

A w latach osiemdziesiątych, nastąpiła jego realizacja.

W 1981 akcja przeniosła się do Japonii, gdzie Hideo Kodama opracował dwie techniki druku 3D z zastosowaniem fotoutwardzalnych żywic i światła UV – jedna poprzez maskowanie źródła światła, druga z użyciem lasera włóknowego. [3]W 1984 nastąpił wyścig patentów – Amerykanin William Masters [4], Francuzi – Alain Le Méhauté, Olivier de Witte i Jean Claude André [5] oraz kolejny Amerykanin – Chuck Hull [6] zgłosili serię patentów powiązanych z drukiem 3D. Ten ostatni założył również firmę 3D Systems i niedługo później (1986) wypuścił pierwszą komercyjną drukarkę 3D – SLA-1.Pierwsza drukarka 3D SLAW roku 1987 został złożony patent na technologię SLS przez Carla Deckarda – Amerykańskiego naukowca pracującego na Uniwersytecie Teksańskim w Austin. [7]W 1989, został również zgłoszony patent na technologię FDM przez Scotta Crumpa – amerykańskiego filantropa, współzałożyciela firmy Stratasys. [8]Pierwsza drukarka 3D FDMPodsumowując, w ciągu jednej dekady, nastąpiło opatentowanie wielu rozwiązań powiązanych z trzema głównymi trzonami większości dzisiejszych drukarek 3D – zarówno dotyczących fotopolimerów, proszków spiekanych jak i topionych termoplastów.

Lata dziewięćdziesiąte – „uszczelnianie” patentów, spieniężanie pomysłów, szukanie niszy przez nowe firmy.

Po zgłoszeniu kluczowych patentów, zaczął się wyścig o zagarnięcie jak największego obszaru rynku – rejestrowanie spółek, wprowadzanie produktów, usług, oraz wyszukiwanie „luk” w patentach w celu ich obejścia. Lub poszukiwanie całkowicie alternatywnych dróg.W 1991 roku została zarejestrowana pierwsza na świecie firma świadcząca usługi druku 3D – Materialise.Również w 1991, pojawia się firma Helisys, oferująca nową technologię – LOM, polegającą na laminowaniu warstw materiału wyciętych z taśmy za pomocą lasera. [9]W 1993 po raz pierwszy tak naprawdę mowa o technologii druku 3D – technika 3DP (CJP), polegająca na spajaniu proszków z wykorzystaniem klasycznych/zmodyfikowanych głowic piezoelektrycznych z drukarek atramentowych – powstaje firma Z Corporation (Z-Corp) słynąca z kolorowych wydruków 3D. [10]W tym samym roku, zapoczątkowana została historia firmy Solidscape (pod nazwą Sanders Prototype), która specjalizowała się w budowie maszyn drukujących przyrostowo z wosków – znalazło to szerokie zastosowanie w protetyce dentystycznej oraz jubilerstwie. [11]I również praktycznie jednocześnie, bo w roku 1996, grupa niemieckich naukowców z Instytutu Fraunhofer w Aachen, zgłosiła patent na technologię SLM – selektywne topienie laserowe proszków metali.W 1998, w Izraelu, zarejestrowana została spółka Objet Geometries, odpowiedzialna za narodziny technologii Multi Jet Printing, opartej o strumieniowe nakładanie fotopolimerów. [13]Narodziny technologi Multi Jet PrintingZatem wchodząc w nowe milenium, mieliśmy już do czynienia z wieloma największymi korporacjami powiązanymi z drukiem 3D, drukiem z metalu, nylonu, żywicy, filamentu, a także pierwszymi poważnymi zastosowaniami wychodzącymi poza prototypy (medycyna).Dlaczego więc druk 3D zyskał tak dużą popularność dopiero kilka-kilkanaście lat temu? O tym dowiecie się w kolejnym artykule już za dwa tygodnie.[1] https://fr.wikipedia.org/wiki/Pierre_Ciraud[2] David Jones, felieton „Ariadne”, New Scientist z 3.10.1974 – strona 80[3] Hideo Kodama, „Automatic method for fabricating a three-dimensional plastic model with photo-hardening polymer,” Review of Scientific Instruments, Vol. 52, No. 11, pp. 1770–73, 10.1981[4] https://patents.google.com/patent/US4665492[5] https://bases-brevets.inpi.fr/fr/document/FR2567668/publications.html[6] https://patents.google.com/patent/US4575330[7] https://patents.google.com/patent/US4938816[8] https://patents.google.com/patent/US5121329[9] https://www.efunda.com/processes/rapid_prototyping/lom.cfm[10] https://books.google.pl/books?id=0jbOIWH0EiwC&pg=PA276&dq=%2B%22Z+Corporation%22+%2B3d&num=100&client=firefox-a&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false[11] https://web.archive.org/web/20110709015304/http://www.dentalproductsreport.com/articles/show/dlp0910_TC_ANT-Solidscape[12] https://patents.google.com/patent/DE19649865C1/en[13] https://patents.justia.com/patent/6259962