中國(guó)粉體網(wǎng)訊 3D打印，也稱增材制造，是以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。近年來，世界主要國(guó)家紛紛加大力度支持3D打印技術(shù)，全球3D打印產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。小到兒童玩具、工藝品，大到飛機(jī)、火箭中使用的高度復(fù)雜零部件，3D打印機(jī)已廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。
3D打印的重要性和前景的廣闊性不言而喻，其對(duì)傳統(tǒng)的工藝流程、生產(chǎn)線、工廠模式、產(chǎn)業(yè)鏈組合產(chǎn)生深刻影響，是制造業(yè)有代表性的顛覆性技術(shù)。這一切都要感謝“3D打印技術(shù)之父”——美國(guó)著名發(fā)明家查克·赫爾。他是一個(gè)像杰佩托（締造匹諾曹的老木工）一樣的人物，一開始他不知道他的創(chuàng)作是多么神奇。
靈光一閃的發(fā)明
1983年，赫爾在紫外線設(shè)備生產(chǎn)商UVP公司擔(dān)任副總裁，這個(gè)公司主要是在桌面和家具上涂上薄薄的塑料貼面。與行業(yè)內(nèi)的其他人一樣，他感到沮喪的是，生產(chǎn)原型新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的小型塑料部件可能需要兩個(gè)月。赫爾每天在公司里撥弄著各種各樣的紫外線燈，看著那些原本是液態(tài)的樹脂一碰到紫外線就凝固的過程。某一天他突然意識(shí)到，如果能夠讓紫外線一層一層地掃在光敏聚合物的表面上，使其一層一層地變成固體，將這成百上千的薄層疊加在一起，他就能夠制造任何可以想象的三維物體了。
于是他用電腦開發(fā)出一個(gè)系統(tǒng)，將光線照進(jìn)光致聚合物的大桶中，并跟蹤物體的水平形狀，打印后續(xù)層直到完成。經(jīng)過幾個(gè)月的努力成功制作了一個(gè)洗眼杯，他把這項(xiàng)技術(shù)稱為立體平版印刷，這也就標(biāo)志著3D打印技術(shù)正式誕生。
曲折的成功之路
然而這一技術(shù)在當(dāng)時(shí)并沒有得到重視，他將技術(shù)展示給其所在公司的總裁時(shí)，卻被以資金與時(shí)間不足為理由回絕。但即使這項(xiàng)技術(shù)未實(shí)現(xiàn)它應(yīng)有的商業(yè)價(jià)值，赫爾卻仍然清晰這項(xiàng)技術(shù)最終會(huì)應(yīng)用到哪里。
1984年赫爾向美國(guó)專利商標(biāo)局提交了立體光固化成型設(shè)備（SLA）的專利申請(qǐng)并獲得專利授權(quán)。他在專利里面發(fā)明了術(shù)語(yǔ)“stereolithography”，簡(jiǎn)稱SLA，也就是后來的立體光固化技術(shù)——即利用紫外線催化光敏樹脂，層層堆疊然后成型。
同年赫爾在加州成立了3D系統(tǒng)公司（3D Systems公司），以便將這種新的生產(chǎn)方法商業(yè)化，對(duì)3D打印相關(guān)的技術(shù)及產(chǎn)品進(jìn)行經(jīng)營(yíng)，該公司開發(fā)的第一臺(tái)商業(yè)3D打印機(jī)“SLA-1”，將當(dāng)時(shí)需要耗時(shí)6周至8周才能創(chuàng)建完成的一件一次性模具工藝縮短至數(shù)小時(shí)以內(nèi)，帶來了制造技術(shù)的突破，但該產(chǎn)品并沒有從專利中獲得與其價(jià)值相匹配的收益。
但赫爾并沒有灰心，而是繼續(xù)在知識(shí)產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域開展超前布局，由于他具備很強(qiáng)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)，目前在美國(guó)和歐洲已獲得超過90件3D打印相關(guān)專利授權(quán)。
當(dāng)赫爾最初提出他的發(fā)明時(shí)，他預(yù)言將這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)入到家庭，還需要25到30年的時(shí)間。這種預(yù)測(cè)被證明是正確的，因?yàn)?D打印機(jī)的廣泛商業(yè)化現(xiàn)實(shí)前景只有在近年才出現(xiàn)，但它的可能性卻無(wú)窮無(wú)盡。
1993年美國(guó)麻省理工學(xué)院獲得了3D打印技術(shù)專利，隨后有公司從MIT獲得授權(quán)并進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，開發(fā)出新型的3D打印機(jī)，并在此后十?dāng)?shù)年通過該機(jī)器打印出了各種不同結(jié)構(gòu)的東西，包括汽車、服裝、食品、飛機(jī)、人體組織、建筑等。
經(jīng)過幾十年的發(fā)展，3D Systems擁有近千項(xiàng)專利。在赫爾注冊(cè)的所有專利中，涵蓋了當(dāng)今3D打印技術(shù)諸多基本的技術(shù)方法，例如利用三角模型(STL文件格式)進(jìn)行切片數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，以及交替曝光策略等。如今3D系統(tǒng)公司發(fā)明的3D打印機(jī)已經(jīng)進(jìn)入無(wú)數(shù)的工業(yè)和商業(yè)用途，各行各業(yè)都在享受著3D打印技術(shù)為世界帶來的改變。2014年5月赫爾進(jìn)入美國(guó)發(fā)明家名人堂，并獲得歐洲發(fā)明家獎(jiǎng)提名。
新的征程
在他退休后，赫爾發(fā)現(xiàn)他并不適應(yīng)退休后的生活，于是又回到了他創(chuàng)立的公司，并致力于3D技術(shù)的研究發(fā)展。最近幾年3D打印在不同領(lǐng)域不同系統(tǒng)得到了不同的發(fā)展，赫爾一直沒有說明3D打印重點(diǎn)發(fā)展的方向，對(duì)于他來說，每個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)行都是艱難的。就目前而言，也許最好不要夸大其詞或者看得太遠(yuǎn)。“我也熟悉從這個(gè)概念到實(shí)現(xiàn)它們需要做多少工作，”赫爾說。“因此，在這些奇跡發(fā)生之前，還有很多研究、很多工作要做。”
參考文獻(xiàn)：
劉屹環(huán).3D打印技術(shù)之父Charles W. Hull
網(wǎng)易號(hào)資本論.“3D打印之父”查克·赫爾在發(fā)明這項(xiàng)技術(shù)后，做了這件事
創(chuàng)趣天地. 3D打印技術(shù)之父——查克·赫爾的故事！
3D打印商情. 3D打印之父終于說了大實(shí)話：奇跡不會(huì)來的太快或太輕松
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