3D打印之父——查克·赫尔


来源:中国粉体网   Betty

[导读]  3D打印的重要性和前景的广阔性不言而喻,其对传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合产生深刻影响,是制造业有代表性的颠覆性技术。这一切都要感谢“3D打印技术之父”——美国著名发明家查克·赫尔。他是一个像杰佩托(缔造匹诺曹的老木工)一样的人物,一开始他不知道他的创作是多么神奇。

中国粉体网讯  3D打印,也称增材制造,是以数字模型为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。近年来,世界主要国家纷纷加大力度支持3D打印技术,全球3D打印产业高速发展。小到儿童玩具、工艺品,大到飞机、火箭中使用的高度复杂零部件,3D打印机已广泛应用于诸多领域。


3D打印的重要性和前景的广阔性不言而喻,其对传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合产生深刻影响,是制造业有代表性的颠覆性技术。这一切都要感谢“3D打印技术之父”——美国著名发明家查克·赫尔。他是一个像杰佩托(缔造匹诺曹的老木工)一样的人物,一开始他不知道他的创作是多么神奇。




灵光一闪的发明


1983年,赫尔在紫外线设备生产商UVP公司担任副总裁,这个公司主要是在桌面和家具上涂上薄薄的塑料贴面。与行业内的其他人一样,他感到沮丧的是,生产原型新产品设计的小型塑料部件可能需要两个月。赫尔每天在公司里拨弄着各种各样的紫外线灯,看着那些原本是液态的树脂一碰到紫外线就凝固的过程。某一天他突然意识到,如果能够让紫外线一层一层地扫在光敏聚合物的表面上,使其一层一层地变成固体,将这成百上千的薄层叠加在一起,他就能够制造任何可以想象的三维物体了。


于是他用电脑开发出一个系统,将光线照进光致聚合物的大桶中,并跟踪物体的水平形状,打印后续层直到完成。经过几个月的努力成功制作了一个洗眼杯,他把这项技术称为立体平版印刷,这也就标志着3D打印技术正式诞生。




曲折的成功之路


然而这一技术在当时并没有得到重视,他将技术展示给其所在公司的总裁时,却被以资金与时间不足为理由回绝。但即使这项技术未实现它应有的商业价值,赫尔却仍然清晰这项技术最终会应用到哪里。


1984年赫尔向美国专利商标局提交了立体光固化成型设备(SLA)的专利申请并获得专利授权。他在专利里面发明了术语“stereolithography”,简称SLA,也就是后来的立体光固化技术——即利用紫外线催化光敏树脂,层层堆叠然后成型。


同年赫尔在加州成立了3D系统公司(3D Systems公司),以便将这种新的生产方法商业化,对3D打印相关的技术及产品进行经营,该公司开发的第一台商业3D打印机“SLA-1”,将当时需要耗时6周至8周才能创建完成的一件一次性模具工艺缩短至数小时以内,带来了制造技术的突破,但该产品并没有从专利中获得与其价值相匹配的收益。


但赫尔并没有灰心,而是继续在知识产权领域开展超前布局,由于他具备很强的知识产权保护意识,目前在美国和欧洲已获得超过90件3D打印相关专利授权。


当赫尔最初提出他的发明时,他预言将这项技术进入到家庭,还需要25到30年的时间。这种预测被证明是正确的,因为3D打印机的广泛商业化现实前景只有在近年才出现,但它的可能性却无穷无尽。


1993年美国麻省理工学院获得了3D打印技术专利,随后有公司从MIT获得授权并进行商业化运营,开发出新型的3D打印机,并在此后十数年通过该机器打印出了各种不同结构的东西,包括汽车、服装、食品、飞机、人体组织、建筑等。


经过几十年的发展,3D Systems拥有近千项专利。在赫尔注册的所有专利中,涵盖了当今3D打印技术诸多基本的技术方法,例如利用三角模型(STL文件格式)进行切片数据准备,以及交替曝光策略等。如今3D系统公司发明的3D打印机已经进入无数的工业和商业用途,各行各业都在享受着3D打印技术为世界带来的改变。2014年5月赫尔进入美国发明家名人堂,并获得欧洲发明家奖提名。



新的征程




在他退休后,赫尔发现他并不适应退休后的生活,于是又回到了他创立的公司,并致力于3D技术的研究发展。最近几年3D打印在不同领域不同系统得到了不同的发展,赫尔一直没有说明3D打印重点发展的方向,对于他来说,每个项目的进行都是艰难的。就目前而言,也许最好不要夸大其词或者看得太远。“我也熟悉从这个概念到实现它们需要做多少工作,”赫尔说。“因此,在这些奇迹发生之前,还有很多研究、很多工作要做。”


参考文献:

刘屹环.3D打印技术之父Charles W. Hull

网易号资本论.“3D打印之父”查克·赫尔在发明这项技术后,做了这件事

创趣天地. 3D打印技术之父——查克·赫尔的故事!

3D打印商情. 3D打印之父终于说了大实话:奇迹不会来的太快或太轻松


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