|
全世界第一台三維印刷機SLA-250 三維印刷機聽起來非常神奇，然而這種技術早在1986年就已經出現。發明家Charles Hull在當年創立了全球第一家專注於三維印刷技術的公司，名為3D Systems。兩年後，全球第一台三維印刷機名為SLA-250在這家公司面世。SLA-250採用“立體光刻”（Stereolithography）技術。原理是使用一種特製液體樹脂作為原料，並利用電腦控制的紫外線照射機照射樹脂池。這種樹脂一旦被紫外線照射就會凝固。通過一層一層地讓樹脂凝固，就可以製作出一件物體。若平面印刷機是以線來組成面，那麼三維印刷機就是以面來組成立體。 雖然這種技術為當年的製造與設計領域帶來衝擊，然而價格高昂、精度偏低與實用性不足是它的最大缺點。三維印刷技術在二十多年內經過了多次的演化與發展： 1988年，Scott Crump創立了Stratasys，並發明了另外一種三維印刷技術Fused Deposition Modeling（FDM）。FDM技術讓臘、ABS、PC、尼龍等熱塑性材料成為可用的三維印刷原料； 1989年，C.R. Dechard發明Selective Laser Sintering（SLS），利用高強度激光將材料粉末燒結成體，允許以尼龍、臘、ABS、金屬和陶瓷粉末等作為印刷原料； 1992年，Helisys發明Laminated Object Manufacturing（LOM），利用薄片材料、激光、熱熔膠來製作物體，可惜材料只限於紙張； 1993年，麻省理工大學教授Emanual Sachs發明Three-Dimensional Printing（TDP）技術，可以將金屬、陶瓷等粉末直接結合成物件，印刷速度快而價格低廉，不過成品的強度較低； 1995年，Z Corporation獲得麻省理工大學的許可，開始量產TDP技術三維印刷機； 1996年，3D Systems、Stratasys、Z Corporation分別推出Actua 2100、Genisys、Z402，三維印刷機首次被命名為“3D打印機”； 1999年，三維印刷成本不斷降低，3D Systems推出SLA 7000，價格為80萬美元； 2005年，Z Croporation推出Spectrum Z510，其精度較高，且允許彩色印刷； 同一年，英國巴恩大學的Adrian Bowyer發起開源三維印刷機項目RepRap，目標是製造出能夠複製自己的三維印刷機； 2008年，第一版RepRap推出，代號為“Darwin”，能夠複製自身50%的零件；這台印刷機的體積僅如一個箱子，遠小於它的前輩； 2012年，3D System推出Cube，不僅能夠彩色打印，還允許wifi無線連接並由開發者免費提供設計軟件；使用移動終端如平板電腦和手機就可以設計產品並遠端控制印刷機生產成品；最重要的是，Cube的售價僅為1299美元，足以使許多家庭用戶負擔。
3D System Cube正在印刷一隻鞋 經過長達26年的發展，三維印刷技術已經變得比較成熟：精度不斷提升，原材料可用範圍越來越廣，印刷速度更快，體積不斷縮減，而價格也逐步降低。在現在，任何人都可以使用家庭電腦或平板電腦等設備進行設計，然後由家中或辦公室中三維印刷機使用樹脂、塑料、金屬與陶瓷等原料製造出相關的物品了。 一些國家也正在不斷對三維印刷技術進行研發。除了本技術的發源地美國獲得一定的成就以外，中國也成功研發出可以製造鈦合金零件的三維印刷機，英國還將三維印刷技術用於製造形狀獨特的巧克力（朱古力）。 目前的技術難題包括：如何進一步提高精度以應用於電子工程與生物工程領域？如何製造出強度更高的產品例如汽車零件？如何擴展更多應用以如何更快地進行製造以滿足批量生產？如何進一步降低製造成本使三維印刷機比目前的集中化製造更具有競爭力？這些難題有望在未來的發展中得以解決。 最後一篇解析三維立體印刷技術（三）：美好與黑暗的未來，將會講述這個技術所帶來的好處與威脅。 |
