Rapid Prototyping la 25 ani - O tehnologie mai matură decât se crede, cu mai multe perspective decât se intuiesc

Tehnologii

de Diana Popescu

Rapid Prototyping la 25 ani - O tehnologie mai matură decât se crede, cu mai multe perspective decât se intuiesc
  • Poza dechidere: 3D Printer - Bukobot

Prima maşină de fabricaţie rapidă pe straturi (RP – Rapid Prototyping) a sărbătorit în acest an 25 de ani de la apariţie. Ideea, considerată acum simplă şi evidentă, că orice obiect poate fi format prin suprapunerea unor straturi de material (tehnologie aditivă) a fost materializată în 1987 - anul lansării de către firma 3D Systems (SUA) a primei maşini de fabricaţie rapidă pe straturi prin procedeul de stereolitografie: SLA 1, urmată apoi de mult mai populara SLA 250.

Dacă nu există nicio îndoială referitoare la cine a lansat pe piaţă prima maşină RP, lucrurile nu sunt aşa de clare în ceea ce priveşte „paternitatea” ideii de tehnologie aditivă. Charles Hull, fondator al companiei 3D Systems, este considerat, în general, inventatorul tehnologiei RP, deşi Ross Housholder (autorul brevetului din 1979 „A molding process for forming a threedimensional article in layers” – precursor al tehnologiei Selective Laser Sintering) este menţionat ca referinţă în brevetul pentru procedeul de stereolitografie din martie 1986 a lui Hull („Aparatus for Production of Three-Dimensional Objects by stereolithography”). Alte surse menţionează ca relevant din punct de vedere al „genezei” RP şi brevetul din 1971 a lui Pierre Ciraud, dar deşi ideile erau prezente încă de atunci în diferite faze conceptuale, tehnologii laser, optică, mecanică, de comandă şi control, înglobate toate astăzi într-un sistem RP, nu avansaseră suficient pentru a putea fi puse efectiv în aplicare. Ca de altfel nici domeniul CAD (Computer-Aided Design) sau cel al materialelor.

Ulterior anului 1987 domeniul s-a dezvoltat extrem de rapid fiind vorba practic de tehnologii/maşini care pot transforma în obiecte fizice (prototipuri) orice obiecte virtuale proiectate într-un sistem 3D CAD. În acest sens, este sugestiv de menţionat că o căutare pe google a cuvintelor cheie: „rapid prototyping” produce peste 5,5 milioane de documente. Acest lucru spune enorm despre interesul acordat acestui grup de tehnologii, dar pe de altă parte poate produce un blocaj prin disiparea eforturilor celor care fie vor să se familiarizeze cu domeniul („începătorii”), fie vor să achiziţioneze un astfel de sistem pentru dezvoltarea afacerii („profesioniştii”) sau vor să-şi construiască unul („pasionaţii”).

  • 3D Printer - Eventorbot

  • 3D Printer - Mandel Max

O scurtă investigaţie istorică în domeniul Rapid Prototyping evidenţiază şi alte date şi evenimente importante:

1987 – dezvoltarea de către Albert Consulting Group pentru 3D Systems a formatului STL, standard de facto, pentru schimbul de date între sistemul CAD şi maşina RP; – brevetarea tehnologiei Selective Laser Sintering – inventator Carl Deckard de la University of Texas;

1988 – anul apariţiei procedeului Fused Deposition Modeling, inventat de Scott Crump – co-fondator al companiei americane Stratasys;

1992 – comercializarea primei maşini bazate pe tehnologia tip Selective Laser Sintering (SLS) - SinterStation 2000 – de compania DTM Corporation, achiziţionată în 2001 de 3D Systems;

1993 – anul brevetării tehnologiei 3D Printing („Printare 3D”) de MIT (Massachusetts Institute of Technology), achiziţionată în exclusivitate în 1995 de firma ZCorporation (SUA);

2005 – comercializarea primului printer 3D color (compania ZCorporation);

2006 – apariţia primelor maşini RP de tip open sources sau a maşinilor RP „personale”: Fab@Home sau RepRap – sisteme de tip „Fused Deposition”;

2011 – lansarea de către firma germană Voxeljet a echipamentului VX4000 pentru fabricarea pe straturi a prototipurilor de dimensiuni foarte mari (spaţiu de lucru 4x2x1 m);

2012 – ianuarie, 3D Systems anunţă achiziţia ZCorporation, devenind principalul actor pe piaţa RP.

Mai putem nota şi apariţia în 1995 a procedeului SLM - Selective Laser Melting (comercializat de firma Realizer Gmbh din Germania) sau a procedeului DMLS - Direct Metal Laser Sintering (maşină disponibilă comercial – EOS M250). Acestea fac parte din categoria tehnologiilor care produc direct prototipuri funcţionale din aliaje metalice (schimbarea paradigmei de la „Rapid Prototyping” la „Rapid Manufacturing”) şi pentru care costurile echipamentelor şi ale materiilor prime sunt foarte mari.

Aplicaţiile tehnologiei Rapid Prototyping au depăşit şi ele de mulţi ani faza prototipurilor utilizate exclusiv pentru vizualizare o dată cu dezvoltarea gamei de materiale şi cu îmbunătăţirea rezoluţiei. O parte din aceste aplicaţii par actualmente de domeniu fantasticului (Bioprinting – fabricarea pe straturi a cartilajelor, a vaselor de sânge sau a organelor), iar o parte sunt amuzante şi le amintim doar în contextul sărbătorilor de iarnă (cum ar fi fabricarea şi decorarea torturilor şi a prăjiturilor), atenţia noastră urmând să se concentreze pe aplicaţiile din inginerie.

Iată cum o idee considerată iniţial de industrie ca fiind „prea speculativă” a creat practic un întreg domeniu, profitabil atât pentru producători şi pentru furnizorii de servicii de prototipare rapidă, care anual vând echipamente însumând valori de sute de milioane de euro (chiar şi în perioadă de criză) sau care produc sute de mii de prototipuri, cât şi pentru utilizatori.

Există numeroase resurse online gratuite în domeniul RP şi, fără a avea intenţia unei clasificări exhaustive, evidenţiem mai jos câteva categorii dintre acestea.

1. Site-uri cu informaţii generale şi academice: terminologie, procedee, clasificări, articole, cărţi, service bureaus, tutoriale generale, brevete în domeniul RP, periodice, asociaţii profesionale, universităţi şi centre de cercetări în domeniu, consultanţi, sisteme comerciale etc.

Exemple: http://www.additive3d.com, http://home.utah.edu/~asn8200/rapid.html

2. Site-urile firmelor producătoare de echipamente RP

Exemple:   www.stratasys.com, www.3dsystems.com/, www.eos.info

3. Forumuri/bloguri:

Exempluhttp://www.kraftwurx.com/3d-model-printing/forum/7-3d-printing, http://www.3dprinting-forums.com/ , http://open3dp.me.washington.edu/

4. Site-uri ale consultanţilor în domeniu.

ExempluWohlers Associates, wohlersassociates.com

5. Site-uri cu tehnologie open source

În încercarea de a aduce acest domeniu fascinant şi extrem de util (aplicaţii în aproape toate domeniile tehnice, dar şi în medicină, design, arhitectură, artă, marketing, industria entertainment-ului etc.) cât mai aproape nu doar de pasionaţi, cât şi de cei care sunt interesaţi în a-şi testa ideile de lucru prin fabricarea unor prototipuri utilizând materiale şi maşini ieftine, simple, de tipul „do it yourself", vom lansa începând cu primul număr T&T al anului viitor o serie de articole bazate exclusiv pe tehnologia RP de tip open source. De asemenea, vom căuta să identificăm şi să prezentăm şi firmele din România care asigură servicii în domeniul Rapid Prototyping (reselleri şi service bureaus), o estimare neoficială arătând că sunt instalate peste 50 de astfel de sisteme de diferite tipuri.  


Diana Popescu este dr. ing. Universitatea Politehnica București, Facultatea IMST, Departamentul Mașini și Sisteme de Producție


  • Articol selectat în secțiunea specială Industry 4.0 

 


Accept cookie

www.ttonline.ro utilizează fişiere de tip cookie pentru a personaliza și îmbunătăți experiența ta pe Website-ul nostru.

Te informăm că ne-am actualizat politicile pentru a integra în acestea și în activitatea curentă a www.ttonline.ro cele mai recente modificări propuse de Regulamentul (UE) 2016/679 privind protecția persoanelor fizice în ceea ce privește prelucrarea datelor cu caracter personal și privind libera
circulație a acestor date. Înainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru, te rugăm să aloci timpul necesar pentru a citi și înțelege conținutul Politicii de Cookie.

Prin continuarea navigării pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizării fişierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Îți mulțumim pentru acest accept și nu uita totuși că poți modifica în orice moment setările acestor fişiere cookie urmând instrucțiunile din Politica de Cookie.

Da, sunt de acord