fbpx

History of 3D Printing

History of 3D Printing

การพิมพ์ 3 มิติ เริ่มแพร่หลายเมื่อประมาณ 30 ปีที่แล้ว ความน่าตื่นเต้นมากมายของโอกาสเกิดขึ้นแบบจำลอง 3 มิติ ทางการแพทย์ ทันตกรรม เครื่องประดับ ตลอดจนแบบจำลอง 3 มิติขนาดย่อส่วนและขนาดใหญ่ และอื่นที่สามารถพิมพ์ได้ภายในไม่กี่ชั่วโมง

แต่เคยสังสัยกันมั้ยว่าใครคือผู้คิดค้นเครื่องพิมพ์ 3 มิติเครื่องแรก ? เทคนิคการพิมพ์ไหนเกิดขึ้นก่อน ? และสำคัญที่สุดโมเดล 3 มิติเครื่องแรกของโลกคืออะไร ? เรื่องราวที่น่าทึ่งมากมายเบื้องหลังการพิมพ์ 3 มิติที่จะทำให้คุญตื่นเต้นอย่างแน่นอน !

ไปดูการกันเลยว่ามันเริ่มต้นยังไง

 

Phase 1 : การเกิดขึ้นของการพิมพ์ 3 มิติ

Dr. Hideo Kodama (1980) – Rapid Prototyping System (ระบบการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว)

รู้หรือไม่ Dr. Hideo Kodama จากประเทษญี่ปุ่น เป็นคนแรกที่ทดลองเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ในช่วงต้นทศวรรษที่ 1980 เขามองหาการพัฒนาการขึ้นต้นแบบอย่างรวดเร็ว (ปัจจุบันรู้จักกันในชื่อการพิมพ์ 3 มิติ)

Dr. Hideo Kodama ได้สร้างระบบการพิมพ์เรซินที่ใช้การฉายแสงโดย ลำแสงUV ทีละชั้นทำให้เกิดเป็นโมเดล 3 มิติในที่สุด แม้ว่าเขาจะยื่นขอจดสิทธิบัตร เขาไม่เคยทำสำเร็จตามข้อกำหนด เพื่อให้ได้มาซึ้งสิทธิบัตร ดังนั้น การพิมพ์ 3 มิติของเขาจึงไม่ถูกนำไปใช้ในเชิงพานิชย์

 

Chuck Hall (1984) – SLA 3D Printing

Chuck Hall มักได้รับเครดิตว่าเป็นหนึ่งในผู้บุกเบิกการพิมพ์ 3 มิติเนื่องจากเขาเป็นคนแรกที่ยื่นขอสิทธิบัตรสำหรับการพิมพ์ SLA 3 มิติอย่างเป็นทางการในปี 1984 เขามาพร้อมกับคำว่า stereolithography (SLA) ซึ่งหมายถึงวิธีการ ซึ่งวัตถุถูกทำให้แข็งด้วยการพิมพ์ชั้นของวัสดุที่บ่มด้วยแสงอัลตราไวโอเลต จากนั้นเขาสรา้งบริษัทการพิมพ์ 3 มิติขิงตัวเอง ชื่อ 3D system ในปี 1986 และผลิตเครื่องพิมพ์ 3 มิติเชิงพานิชย์เครื่องแรกชื่อ SLA-1 ในปี 1988

การพิมพ์ SLA 3D ต้องใช้เรซิน แหล่งกำเนิดแสง และไฟล์การพิมพ์ 3 มิติแบบดิจิทัลที่เรียกว่าไฟล์ STL

 

 

Carl Deckard (1987) – SLS 3D Printing

วิธีการพิมพ์ 3 มิติแบบใหม่เกิดขึ้นในช่วงเวลานี้เช่นกัน การพิมพ์ 3 มิติแบบ Selective Laser Sintering (SLS) จะใช้เลเซอร์เพื่อเปลี่ยนผง (แทนเรซิน) ให้เป็นวัสดุแข็ง

Carl Deckard เริ่มพัฒนาการพิมพ์ SLS 3D เมื่อเขายังเป็นนักศึกษาระดับปริญญาตรีที่มหาวิทยาลัยเทกซัส ออสติน และทำงานเกี่ยวกับเทคนิคนี้ต่อในระดับปริญญาโทและปริญญาเอกด้วยความช่วยเหลือจากนักเรียนและศาสตราจารย์ Dr. Joe Beaman

ในปี 1987 ทั้งสองคนร่วมก่อตั้งบริษัท Desk Top Manufacturing (DTM) Corp. ซึ่งต้องเวลาอีก 20 ปี  (ในปี2006) จนกว่าการพิมพ์ SLS 3D จะวางจำหน่ายในเชิงพานิชย์ ในที่สุดบริษัทของพวกเขาถูกซื้อโดยบริษัท 3D Systems ของ Chuck Hall ในปี 2544

 

 

S. Scott Crump (1988) – FDM 3D Printing

น่าแปลกใจที่การพิมพ์ FDM 3D ถูกสรา้งขึ้นหลัง SLA และ SLS 3D

ในปี 1988 S. Scott Crump ได้คิดค้นการพิมพ์ 3 มิติ Fused Modeling Deposition (FDM) ในขณะที่เขากำลังมองหาวิธีง่ายๆในการสร้างกบของเล่นสำหรับลูกสาวของเขา เขาใช้ปืนกาวร้อนละลายพลาสติกแล้วเทเป็นชั้นๆ และนัันการพิมพ์แบบ FDM ได้ถือกำเนิดขึ้น

จากนั้นเขาได้จดสิทธิบัตรเทคนิคใหม่และร่วมก่อตั้ง Stratasys ร่วมกับภรรยาของเขา (Lisa Crump) ในปี 1989

 

 

Phase 2 : การเข้าถึงของเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

ในขั้นต้น เครื่องพิมพ์ 3 มิติมีขนาดใหญ่ และ ราคาแพงมาก ไม่พร้อมให้บริการแก่สาธารณชนทั่วไป

อย่างไรก็ตาม ตั้งแต่ปั 1990 เป็นต้นมา การพิมพ์3 มิติเริ่มพัฒนาขึ้นเมื่อบริษัท สตาร์ทอัพ นักวิทยาศาสตร์ และผู้เชี่ยวชาญทางด้านการแพทย์เริ่มทดลองใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ ได้เกิดแนวคิดและการใชังานที่แตกต่างกัน เป็นผลให้มีการสร้างการพิมพ์ทางชีวภาพและการใช้งานทางวิทยาศาสตร์ใหม่

 

 

-การประยุกต์การพิมพ์ทางชีวภาพ

ความก้าวหน้าทางวิทยาศาตร์เกิดขึ้นในปี 1999 เมื่อนักวิทยาศาสตร์สร้างนั่งร้านเทียมของกระเพาะปัสสาวะของมนุษย์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ จากนั้นเซลล์ของมนุษย์ที่นำมาจากผู้ป่วยจะถูกใส่เข้าไปในนั่งร้านซึ่งใช้ในการปลูกถ่ายกระเพาะปัสสาวะที่ใช้งานได้ซึ่งนำไปสู่ความสำเร็จในการปลูกถ่ายให้กับผู้ป่วยทางการแพทย์รายเดียวกัน

จากนั้นนำไปสู่การไตจิ๋วที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ซึ่งพิมพืออกมาโดยนักวิทยาศาสตร์ในปี 2002 การใช้แบบจำลองสัตว์ ไตที่พิมพ์ 3 มิติสามารถกรองเลือดและผลิตปัสสาวะำเ้สำเร็จเป็นครั้งแรก

ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาอวัยวะอื่นๆ เช่น ตับขนาดจิ๋ง โครงปอด และแม้แต่หัวใจที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ โดยใช้เซลล์และเนื้อเยื่อของมนุษย์เส้นเลือดที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติก็ถูกสร้างขึ้นในช่วงเวลานี้เช่นกัน

ในปี 2008 ขาเทียมที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติชุดแรกประสบความสำเร็จในการพิมพ์และการฝังลงบนผู้ป่วยทำให้ผู้พิการทางขาสามารถเดินได้อีกครั้งและรู้สึกมีสุขภาพสมบูรณ์อีกครั้ง

 

Bioprinting

 

 

 

-Open Source 3D Printers

เมื่อเครื่องพิมพ์ 3 มิติเริ่มได้รับความนิยม สิ่งนี้เริ่มขึ้นจากการเกิดขึ้นของโครงการ RepRap ในปี 2005 หรือที่เรียกว่า Replicating Rapid-Prototyper Project. จาก Dr. Adrian Bower จากมหาวิทยาลัย Bath ในประเทศอังกฤษ เป็นผู้อยู่เบื่องหลังแนวคิดนี้  ในโปรเจคนี้ เครื่องพิมพ์ 3 มิติมีจุดมุ่งหมายเพื่อจำลองส่วนประกอบของตัวมันเองซ้ำแล้วซ้ำอีก ความตั้งใจของโครงการนี้คือ การทำให้เครื่องพิมพ์ 3 มิติสามารถเข้าถึงได้มากขึ้น เพื่อให้ผู้ที่เป็นเจ้าของเครื่องพิมพ์สามารถพิมพ์สิ่งหนึ่งออกมาในสิ่งที่ไม่มี

ในที่สุดนำไปสู่การเปิดตัวเว็ปไซต์ระดมทุน Kickstarter ซึ่งมีบริษัทการพิมพ์หลายแห่ง เข้าร่วมและเปิดตัวเครื่องพิมพ์ของตนเป็นหนทางในการดึงความสนใจในโลกการพิมพ์ 3 มิติ

 

 

 

 

 

-Open Source 3D Printings files

ไฟล์ 3 มิติ เริ่มพร้อมใช้งานหลังจากเว็บไซต์อย่าง thingiverse.commyminifactory, และ cults  เปิดให้สาธารณะชนเข้าถึงได้เว็บไซต์เหล่านี้รวมถึงเว็บไซต์อื่นๆอีกนับไม่ถ้วน ที่มีทั้งให้ดาวน์โหลดฟรีและเสียเงิน ผู้คนสามารถแบ่งปันการออกแบบ 3 มิติ ของตนทางออนไลน์เพื่อให้คนอื่นๆทั่วโลกสามารถดาวน์โหลดและพิมพืออกมาได้อย่างง่ายดายโดยใช้ซอฟต์แวร์การพิมพ์ 3 มิติ

เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของซอฟแวร์การออกแบบ เช่น  TinkercadBlender, และ ซอฟแวร์ CAD ผู้ที่สนใจออกแบบงานพิมพ์ 3 มิติของตนเองสามารถทำได้โดยง่าย สามารถสร้างงานพิมพ์ 3 มิติที่มีรูปร่างและการออกแบบที่ไม่เหมือนใครได้อย่างง่ายด้วยความช่วยเหลือของซอฟต์แวร์ CAD

 

 

Creadit : Phrozen