Trong mắt nhiều người, in 3D là một máy in có thể in ba - vật thể có chiều. Cũng giống như phim hoạt hình “Mã Lương” mà chúng ta đã xem khi còn nhỏ, bất cứ điều gì chúng ta muốn trong tâm trí, một chiếc bút vẽ đều có thể trở thành hiện thực. Chẳng qua, việc Mã Lương phủi chỉ là một ước muốn không tưởng. Máy in 3D ra đời có thể thỏa ước nguyện của "cây bút thần Mã Lương".
Chúng tôi vô cùng ngạc nhiên khi biết thông tin NASA sử dụng công nghệ in 3D để sản xuất toàn bộ kính viễn vọng hình ảnh, Local Motors đã sản xuất chiếc ô tô in 3D đầu tiên và đưa nó lên đường thành công và Pi - Top đã trở thành chiếc xe đầu tiên trên thế giới Sổ tay in 3D. Máy tính, General Electric đã sử dụng công nghệ in 3D để cải thiện hiệu suất của động cơ phản lực của mình, và máy in 3D của American 3D Systems có thể in kẹo và nhạc cụ ... Có vẻ như nó toàn năng?
Trên thực tế, tên chuyên nghiệp quốc tế của in 3D là "sản xuất phụ gia". In 3D là in từng mảnh, sau đó chồng lên nhau để trở thành đối tượng ba - chiều. Nói một cách đơn giản, các điểm được xếp chồng lên nhau thành các mặt, và sau đó các mặt được xếp chồng lên nhau thành các thực thể.
Vậy, máy in 3D "tự - chứa ánh sáng" này đến từ đâu? Bạn muốn đi đâu?
Khái niệm in 3D xuất hiện sớm nhất vào cuối thế kỷ 19. Năm 1892, học giả người Mỹ Blanther lần đầu tiên đề xuất ý tưởng sử dụng phương pháp đúc xếp tầng để tạo bản đồ địa hình trước công chúng. Ý tưởng xếp chồng các lớp mỏng để tạo thành các vật thể ba - chiều cũng là ý tưởng sản xuất cốt lõi của in 3D.
Tuy nhiên, phải đến năm 1984, tức 92 năm sau, Michael Feygin mới đề xuất công nghệ chế tạo vật thể nhiều lớp (Laminated Object Manufacturing, viết tắt là LOM). LOM đã sử dụng vật liệu tấm mỏng, tia laser và chất kết dính nóng chảy để chế tạo đồ vật. Feygin thành lập Helisys vào năm 1985, cố gắng thương mại hóa và công nghiệp hóa LOM. Phải mất 5 năm để phát triển mẫu thương mại đầu tiên LOM-1015 vào khoảng năm 1990.
Tuy nhiên, chỉ hai năm sau, vào năm 1986, Charles W. Hull, người Mỹ, đi tiên phong trong cách độc đáo và phát minh ra công nghệ kỹ thuật in nổi (Stereo Lithography, SLA) đã được cấp bằng sáng chế. Hull cũng đã phát triển định dạng tệp STL phổ biến hiện nay -. Cùng năm, Charles W. Hull thành lập Hệ thống 3D, và vào năm 1988, ra mắt máy in thương mại đầu tiên SLA-250 cho công chúng, vượt qua Helisys trong hai năm.
Cũng trong năm 1988, một công nghệ in 3D mới đã được phát triển. Scott Crump đã phát minh ra công nghệ in 3D rẻ hơn: công nghệ Fused Deposition Modeling (FDM) và thành lập Stratasys vào năm 1989. Stratasys đã ra mắt công nghệ dựa trên FDM - đầu tiên sau 3 năm thành lập (1992). Máy in công nghiệp 3D đánh dấu giai đoạn thương mại của công nghệ FDM. Hai gã khổng lồ trong lĩnh vực in 3D đã bắt đầu xuất hiện.
Năm 1989, CR Dechard của Đại học Texas tại Austin đã phát minh ra công nghệ SLS (thiêu kết laser chọn lọc). Công nghệ SLS là làm nóng trước bột đến nhiệt độ thấp hơn một chút so với nhiệt độ nóng chảy của nó, và sau đó làm phẳng bột, sử dụng chùm tia laze dưới sự điều khiển của máy tính để thiêu kết chọn lọc từng lớp theo thông tin của mặt cắt phân lớp, và sau đó loại bỏ nó sau tất cả thiêu kết. Bột thừa, và cuối cùng có được các phần thiêu kết.
Năm 1992, DTM ra mắt thiết bị sản xuất thương mại Sinter Sation của quy trình SLS.
Năm 1993, Emanual Sachs của Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã nhận được bằng sáng chế công nghệ 3DP (in ba chiều, in ba - chiều), sử dụng các vật liệu dạng bột như bột gốm và bột kim loại. Sự khác biệt so với SLS là bột nguyên liệu không được thiêu kết. Được kết nối, nhưng thông qua đầu phun với chất kết dính (chẳng hạn như silica gel) để kết dính bột thành hình dạng. Nó đã được cấp phép cho Z Corporation vào năm 1995 (được 3D Systems mua lại vào năm 2012).
Năm 1995, công ty EOS của Đức đã phát hành công nghệ thiêu kết laser kim loại trực tiếp DMLS (direct metal laser sintering) có thể sử dụng trực tiếp in kim loại và máy in EOSINT M 250, là một bước đột phá trong vật liệu in 3D.
Năm 1996, 3D Systems, Stratasys và Z Corporation (sau đây gọi là ZCorp) từng tung ra một thế hệ thiết bị tạo mẫu nhanh mới. Kể từ đó, tạo mẫu nhanh đã trở nên phổ biến hơn được gọi là "in 3D".
Năm 1998, Optomec đã phát triển thành công công nghệ thiêu kết laser LENS.
Vào năm 2000, Objet đã cập nhật công nghệ SLA của mình, sử dụng cảm biến ánh sáng cực tím và công nghệ phản lực giọt tích hợp để cải thiện đáng kể độ chính xác trong quá trình sản xuất.
Năm 2001, Solido phát triển thế hệ máy in 3D để bàn đầu tiên.
Năm 2005, Z Corp ra mắt máy in 3D màu có độ chính xác cao - đầu tiên trên thế giới Spectrum Z510, giúp cho việc in 3D trở nên rực rỡ và đầy màu sắc kể từ đó.
Năm 2008, Adrian Bowyer, giảng viên cao cấp tại Đại học Barn ở Vương quốc Anh, đã khởi xướng dự án máy in 3D mã nguồn mở vào năm 2005 - máy in 3D để bàn mã nguồn mở đầu tiên RepRap được phát hành, với mục đích phát triển máy in 3D tự tái tạo. Mục tiêu của dự án là dân chủ hóa sản xuất công nghiệp để mọi người trên khắp thế giới có thể in các cụm máy RepRap với chi phí thấp, sau đó sử dụng máy in để thực hiện các nhu cầu thiết yếu hàng ngày.
Năm 2009, Bre Pettis đã lãnh đạo nhóm thành lập công ty máy in 3D để bàn nổi tiếng ─ MakerBot, máy in MakerBot có nguồn gốc từ dự án mã nguồn mở RepRap. MakerBot bán bộ dụng cụ DIY và người mua có thể tự lắp ráp máy in 3D.
Vào tháng 12 năm 2010, Organovo, một công ty nghiên cứu y học tái tạo tập trung vào công nghệ in sinh học, đã tiết lộ nguồn dữ liệu đầu tiên để in các mạch máu hoàn chỉnh bằng công nghệ in sinh học.
Năm 2011, chiếc máy bay in 3D đầu tiên trên thế giới, chiếc ô tô in 3D đầu tiên trên thế giới Urbee, chiếc máy in sô cô la 3D đầu tiên trên thế giới, những chiếc máy in 3D in vật liệu bằng vàng 14K và bạc tiêu chuẩn lần lượt được phát triển và sản xuất.
Vào tháng 9 năm 2012, Stratasys và Objet của Israel, hai công ty in 3D hàng đầu, tuyên bố sáp nhập. Tên công ty kết hợp sẽ vẫn là Stratasys, tiếp tục thiết lập vị trí dẫn đầu của Stratasys trong ngành sản xuất kỹ thuật số và in 3D đang phát triển nhanh chóng. Trong cùng năm, ZCor Tổng công ty được mua lại bởi 3D Systems và công ty kết hợp này trở thành công ty đầu tiên có khả năng cung cấp một nền tảng toàn diện với nhiều loại công nghệ in 3D, nội dung 3D và dịch vụ thiết kế 3D.
Vào tháng 3 năm 2015, Carbon3D của Hoa Kỳ đã phát hành một - công nghệ đóng rắn - Sản xuất Giao diện Chất lỏng Liên tục (CLIP) ánh sáng mới: nó sử dụng oxy và ánh sáng để liên tục đẩy ra các mô hình từ vật liệu nhựa. Công nghệ này nhanh hơn 25-100 lần so với bất kỳ công nghệ in 3D nào hiện nay.
Mặt khác, ở Trung Quốc, in 3D vẫn đang trong giai đoạn phát triển công nghệ. Đồng thời, do hạn chế về công nghệ, in 3D vẫn ít được tham gia vào các mô hình kinh doanh mới. Toàn bộ thị trường in 3D có thể được chia thành các nguyên liệu thô in 3D đầu nguồn, sản xuất máy in 3D giữa dòng, dịch vụ in 3D hạ nguồn và đào tạo kỹ thuật ngoại vi.
Theo các nguyên liệu thô khác nhau được sử dụng, công nghệ 3D có thể được chia thành in 3D kim loại, in 3D polyme, in 3D gốm, in 3D sinh học, v.v. Trong số đó, công nghệ in 3D kim loại chủ yếu là cấp công nghiệp và các rào cản của nó cao hơn nhiều hơn in 3D polymer; trong khi công nghệ in 3D gốm sứ và sinh học hầu hết vẫn đang trong tình trạng nghiên cứu và phát triển.
Nói chung, thế hệ máy in 3D đầu tiên ra đời vào giữa và cuối những năm 1980, chủ yếu để in mô hình, phát triển khuôn mẫu và tạo mẫu nhanh. Máy in 3D - thế hệ thứ hai đã phát triển thành các sản phẩm chức năng có độ chính xác cao - trong những năm gần đây và đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực hàng không vũ trụ. Thế hệ máy in 3D thứ ba có thể ra đời trong 10 năm tới. Dưới nền tảng của sản xuất thông minh, công nghệ in 3D được kết hợp với các công nghệ tiên tiến khác như dữ liệu lớn, Internet vạn vật, điện toán đám mây, người máy, vật liệu thông minh,… để trở thành một số ngành sản xuất thông minh. Một phần nhất định của nền tảng.