ประวัติศาสตร์และอนาคต 5 พันล้านดอลลาร์ของการพิมพ์ 3 มิติ

ในตอนแรกมีลำแสงอัลตราไวโอเลตกระจุกตัวอยู่ในสระพลาสติกเหลว จากนั้นวัตถุพิมพ์ 3 มิติชิ้นแรกก็ปรากฏขึ้น มันเป็นผลไม้ของ ชาร์ลส์ ฮัลล์เป็นผู้ประดิษฐ์ stereolithography และผู้ก่อตั้ง 3D Systems ในอนาคต ซึ่งปัจจุบันเป็นหนึ่งในบริษัทที่ใหญ่ที่สุดในอุตสาหกรรม เขาได้รับสิทธิบัตรสำหรับเทคนิคนี้ในปี 1986 และหลังจากนั้นในปีเดียวกันนั้นได้พัฒนาเครื่องพิมพ์ 3 มิติเชิงพาณิชย์เครื่องแรก นั่นคือ Stereolithography Apparatus และมันก็เปิดอยู่

จากจุดเริ่มต้นเล็กๆ น้อยๆ เหล่านั้น เครื่องจักรขนาดใหญ่ที่เทอะทะและทำงานช้าในสมัยก่อนได้พัฒนามาเป็นเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่ลื่นไหลอย่างที่เรารู้จักในทุกวันนี้ ปัจจุบันเครื่องพิมพ์ส่วนใหญ่ใช้พลาสติก ABS สำหรับ "การพิมพ์" ซึ่งเป็นวัสดุเดียวกับที่ทำจากเลโก้ ตัวเลือกอื่นๆ ได้แก่ Polylactic Acid (PLA) กระดาษสำนักงานมาตรฐาน และพลาสติกที่ย่อยสลายได้

ปัญหาอย่างหนึ่งของพลาสติก ABS คือการขาดความหลากหลายของสี ABS มีสีแดง น้ำเงิน เขียว เหลืองหรือดำ และผู้ใช้จะจำกัดสีนั้นสำหรับรุ่นที่พิมพ์ ในทางกลับกัน มีเครื่องพิมพ์เชิงพาณิชย์บางรุ่นที่สามารถพิมพ์สีได้เกือบ 400,000 สี เช่น 3D Systems ZPrinter 850 เครื่องพิมพ์เหล่านี้มักใช้เพื่อสร้างต้นแบบ แต่ตลาดกำลังย้ายไปที่ตลาดเฉพาะกลุ่มอื่นๆ

เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์ได้นำเครื่องพิมพ์ 3 มิติมาใช้ในการพิมพ์ชีวภาพ ซึ่งเป็นกระบวนการที่หยดเซลล์แต่ละเซลล์ลงในตำแหน่งเดียวกับที่เครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทหยดหมึกสี พวกเขาสามารถสร้างเนื้อเยื่อขนาดเล็กสำหรับการค้นพบยาและการทดสอบความเป็นพิษ แต่ในอนาคตหวังว่าจะพิมพ์อวัยวะที่ทำขึ้นเองสำหรับการปลูกถ่าย

มีเครื่องพิมพ์อุตสาหกรรมที่ทำงานบนโลหะต่างๆ ซึ่งท้ายที่สุดก็สามารถใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศได้ มีความก้าวหน้าในการพิมพ์วัตถุที่มีหลายวัสดุ เช่น แป้นพิมพ์คอมพิวเตอร์ที่ใช้งานได้ส่วนใหญ่ซึ่งผลิตโดย Stratasys ซึ่งเป็นบริษัทการพิมพ์ 3 มิติอีกแห่งหนึ่ง นอกจากนี้ นักวิจัยยังได้ทำงานเกี่ยวกับกระบวนการพิมพ์อาหารและการพิมพ์เสื้อผ้า ในปี 2011 บิกินีพิมพ์ 3 มิติเครื่องแรกของโลกและเครื่องพิมพ์ 3 มิติเครื่องแรกที่ทำงานกับช็อกโกแลตได้เปิดตัว

“โดยส่วนตัวแล้ว ผมเชื่อว่านี่เป็นเรื่องใหญ่ต่อไป” Abe Reichental ซีอีโอคนปัจจุบันของบริษัท Hull กล่าวกับ Consumer Affairs “ฉันคิดว่ามันอาจจะใหญ่พอๆ กับเครื่องจักรไอน้ำในสมัยนั้น ใหญ่พอๆ กับคอมพิวเตอร์ในสมัยนั้น ใหญ่พอๆ กับอินเทอร์เน็ตในสมัยนั้น และฉันก็เชื่อว่านี่คือเทคโนโลยีก่อกวนชิ้นต่อไปที่จะ เปลี่ยนทุกอย่าง มันจะเปลี่ยนวิธีที่เราเรียนรู้ มันจะเปลี่ยนวิธีที่เราสร้าง และมันจะเปลี่ยนวิธีที่เราผลิต”

การพิมพ์ในรูปแบบ 3 มิติไม่ได้ลดลง ตามบทสรุปของ Wohlers Report ซึ่งเป็นการศึกษาเชิงลึกประจำปีเกี่ยวกับความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุและการใช้งาน มีความเป็นไปได้ที่การพิมพ์ 3 มิติจะเติบโตเป็นอุตสาหกรรมมูลค่า 5.2 พันล้านดอลลาร์ภายในปี 2020 ในปี 2010 การพิมพ์ 1.3 มิติมีมูลค่าประมาณ 3 ดอลลาร์ พันล้าน. เนื่องจากเครื่องพิมพ์เหล่านี้หาซื้อได้ง่ายขึ้น ราคาจึงถูกลงด้วย ในกรณีที่เครื่องพิมพ์ 100,000D เชิงพาณิชย์ครั้งหนึ่งมีราคาสูงถึง 15,000 ดอลลาร์ ปัจจุบันสามารถหาได้ในราคา 1,000 ดอลลาร์ เครื่องพิมพ์สำหรับงานอดิเรกก็มีราคาเฉลี่ย 200 ดอลลาร์ โดยหนึ่งในเครื่องพิมพ์ที่ถูกที่สุดมีราคาเพียง XNUMX ดอลลาร์