Bugün geldiğimiz noktada 3D baskı, Sanayi Devrimi’nde buhar makinesi ile başladığımız otomasyon ve verimlilik yolculuğunun son durağı olan Endüstri 4.0’ın merkezinde yer alan teknolojilerden biri. Bunun yanında, otomotivden sağlığa, pek çok farklı sektörü içine alan geniş bir skalada; üretime, prototiplemeye, tasarıma ve kullanıcı deneyimine olan perspektifimizi değiştirmeye, çağın hızını yakalamamızı sağlamaya devam ediyor.

80’lerden Bugüne 3D Baskı Teknolojilerinin Kısa Tarihi

- 24.06.2019
80’lerden Bugüne 3D Baskı Teknolojilerinin Kısa Tarihi

Austin Teksas Üniversitesi’nde geliştirilen 3D yazıcı ile ilgili 90’lı yıllardan bir gazete kupürü.

 

Bugün geldiğimiz noktada 3D baskı, Sanayi Devrimi’nde buhar makinesi ile başladığımız otomasyon ve verimlilik yolculuğunun son durağı olan Endüstri 4.0’ın merkezinde yer alan teknolojilerden biri. Bunun yanında, otomotivden sağlığa, pek çok farklı sektörü içine alan geniş bir skalada; üretime, prototiplemeye, tasarıma ve kullanıcı deneyimine olan perspektifimizi değiştirmeye, çağın hızını yakalamamızı sağlamaya devam ediyor. Özellikle son yıllarda her zamankinden daha fazla gündemde kendine yer bulan ve önemi giderek artan bu teknolojilerin geçmişi, pek çoğunuzun şaşıracağı üzere, 80’li yıllara kadar uzanıyor.

Bu yazımızda, 3D baskı teknolojilerinin günümüze kadar uzanan hikayesini ve yaşanan önemli gelişmeleri kronolojik olarak sizin için derledik.

 

İlk durağımız Japonya, yıl 1981…

Dr. Kodoma’nın geliştirdiği hızlı prototipleme sistemi için yaptığı çizimlerden biri.

 

1981’de, Japon mucit Dr. Hideo Kodoma, fotopolimerleri ve UV ışınlarını kullanan hızlı bir prototipleme sistemi geliştirdiğini açıkladı ve bu sisteme “rapid prototyping” adını verdi. Sistemde modellerin her bir kesit dilimi ayrı ayrı katmanlar halinde üretiliyordu. Bu gelişme, SLA teknolojisine atılan ilk adım oldu ancak Dr. Kodoma, mali problemler nedeniyle geliştirdiği teknolojinin patentini alamadı.

 

Üç yıl sonra, 1984 yılında, Charles Hull, stereolitografiyi (SLA) icat etti

3D Systems’in kurucusu olan Charles Hull, “3D yazıcıların babası” olarak da bilinir.

 

1984 yılında Charles Hull, UV ışınlarını kullanarak sentetik reçinelerden mobilya yüzeyleri için sert kaplamalar yapan bir firmada çalışıyordu. Yeni ürün tasarımlarının prototiplenmesinin aylarca sürmesi onu daha hızlı bir prototipleme metodu bulmaya itti ve sıvı haldeki fotopolimer reçinelerin UV ışınları ile katman katman sertleştirilmesine dayanan otomatize edilmiş yeni bir sistem geliştirdi. Bu üretim yöntemi, günümüzde 3D baskı sektöründe yaygın bir biçimde kullanılan teknolojilerden olan SLA teknolojisinin çalışma prensibiydi. Hull, 1986 yılında bu teknolojilerin patentini aldı ve 1988 yılında icadını ticarileştirmek üzere, şu an sektörün en büyük firmalarından biri olan 3D Systems’i kurdu.

 

FDM’in hikayesi, 1988 yılında oyuncak bir kurbağa ile başladı

Bugün dünyadaki en yaygın 3D baskı teknolojisi olan FDM’in mucidi Scott Crump.

 

İki yaşındaki kızı için oyuncak bir kurbağa yapmak isteyen Scott Crump, plastik (polietilen) malzemeyi silikon tabancası kullanarak katman katman yığmayı denedi ve bu denemesinde başarılı oldu. Bu yöntemi otomotize eden bir makineyle daha hızlı üretim yapabileceğini fark eden Crump, çalışmalarına garajında devam etti. Tarihler 1988’i gösterdiğinde ise, bugün en yaygın 3D baskı teknolojisi olan Fused Deposition Modeling (FDM)’i icat etti ve bu teknolojinin patentini aldı. Bu gelişme, 3D baskı sektöründe yaşanmış en önemli gelişmelerden biri oldu. 

1992'de ilk operasyonel FDM 3D yazıcısını yapan Crump, aynı zamanda 3D baskı sektörünün şu andaki en büyük firmalarından biri olan Stratasys şirketinin de kurucusudur.

 

1989, SLS teknolojisinin ortaya çıkışı

SLS teknolojisinigeliştiren Carl Deckard’ın o yıllardan bir fotoğrafı.

 

Scott Crump ile aynı yıllarda, Teksas Üniversitesi’nde makine mühendisliği öğrencisi olan Carl Deckard, bir başka önemli 3D baskı teknolojisi olan Selective Laser Sintering (SLS) teknolojisi üzerinde çalışmaya başladı. Çalışmalarına yüksek lisans ve doktora öğrencisi olarak devam eden Deckard, nihayet SLS teknolojisini geliştirdi.

Deckard, SLS teknolojisinin patentini 1989 yılında aldı ve bu teknolojinin lisansını 2001 yılında 3D Systems’e 45 milyon dolara sattı.

 

90’lı yıllar, 3D baskı pazarının oluşmaya başladığı yıllar oldu 

1995-96 yıllarında MIT’de 3D baskı teknolojileriyle üretilen bir Ayasofya modeli.

 

90’lı yıllara gelindiğinde, 3D baskı teknolojileri yavaş yavaş yaygınlaşmaya başladı ve modelleme aşamaları için yeni “Computer Aided Design” (CAD) araçları daha verimli hale geldi. Bunun yanında MIT gibi önemli üniversitelerin ve sektördeki çeşitli firmaların yürüttüğü Ar-Ge çalışmalarıyla Inkjet, Selective Laser Melting gibi yeni sistemler ve teknolojiler geliştirildi.

Charles Hull ve Scott Crumb, 3D baskının en yaygın teknolojileri olan SLA ve FDM ile üzerine neredeyse bütün patentlere sahip olduğundan bu iki teknolojinin gelişiminin, olması gerekenden biraz daha yavaş olduğu söyleyenebilir.

Ayrıca 90’lı yıllar, 3D baskı teknolojilerinin tıbbi araştırmalarda kullanılmaya başlandığı ilk yıllar olmuştur. İlerleyen yıllarda bu araştırmalar başarılı sonuçlar vermiştir.

 

3D baskı, 2000’li yılların başında medyada kendine daha fazla yer bulmaya başladı

 11 Aralık 2000’de 3D baskı teknolojileriyle üretilen ve başarılı olan ilk insan böbreği.

 

2000 yılına gelindiğinde, ilk kez çalışan bir insan böbreği biyo-yazıcılarla üretildi. Bu ve bunun gibi başarılar sayesinde, 3D baskı teknolojileri kamuoyunda ve medyada daha fazla yer buldu. Pek çok yatırımcı, mühendis, girişimci ve teknoloji tutkununun dikkatini çekti.

2004 yılı, kendi kendini kopyalayabilen açık kaynaklı bir 3D yazıcı projesi olan RepRap’ın başladığı yıldı. Bu proje 2009 yılında sonuçlandığında masaüstü FDM yazıcıların yaygınlaşmasında büyük bir rol oynadı.

2005 yılında ZCorp, ilk yüksek çözünürlüklü renkli 3D yazıcıyı piyasaya sürdü. Daha sonra bu teknoloji, bugün Colorjet olarak bildiğimiz teknolojiye evrildi.

2008 yılında 3D yazıcılarla ilk protez uzvun üretilme başarısı 3D baskı teknolojilerinin medyada sesinin daha fazla duyulmasını sağladı. Günümüzde 3D tarama teknolojilerinin de yardımıyla medikal protezler çok daha ucuza ve hızlı bir şekilde üretilebiliyor.

2009 yılı, FDM patentlerinin süresinin dolması nedeniyle, 3D baskı sektörü için oldukça önemli bir yıldı. Açık kaynak kültürünün de yardımıyla FDM yazıcılarda büyük bir yenilik dalgasına başladı. 3D yazıcı fiyatları hızla düşerken pazar önemli oranda büyüdü ve sahneye yeni firmalar, yeni yazıcı modelleri çıktı. RepRap projesi sayesinde pek çok kişi kendi masaüstü yazıcısını üretti.

 

2010’lu yıllar ve günümüz

General Electrics’in ürettiği ve bazı parçaları 3D baskı teknolojileriyle üretilen bir uçak motoru.

 

Son on yılda yaşanan gelişmelerle beraber, sektör büyük bir ivmeyle büyümekte. 2012 yılında yaklaşık 2 milyar USD büyüklüğünde olan pazar, 2018 yılına kadarki sürede, 7 kattan daha fazla büyüyerek 14.5 milyar USDlik bir pazar haline geldi.

2010’lu yıllardan ile itibaren 3D yazıcılar, uzay ve havacılıktan gıda sektörüne kadar pek çok sektörde adından daha fazla söz ettirmeye başladı. Örneğin, 2013 yılında NASA, ilk kez uzaya 3D yazıcı götürdü, yine aynı yıl içinde çeşitli şekerlemeler, çikolatalar ve hatta krepler yapabilen 3D yazıcı konseptleri ortaya çıktı. 2014 yılında ise, 3D yazıcı ile yapılan ilk ev, inşaat sektöründe yaşanan önemli bir gelişme olarak öne çıktı. 

Ve tabi ki, Tridi’nin kuruluş yılı olan 2014’ün bizim için anlamı çok büyük!

2016 yılında 3D biyo yazıcılarla ilk kez insan kulağı üretilmesi, 3D baskı teknolojilerinin geldiği nokta ve potansiyeli hakkında büyük anlamlar taşıyan bir gelişme oldu. Zaten günümüzde organ, uzuv ve protez yapımı gibi konularda devam eden pek çok araştırmada 3D yazıcılar önemli bir rol oynuyor.

2017 yılı ise, uzay ve havacılık sektörü için önemli bir yıldı. SpaceX’in Falcon 9 roketinin ısı valfi tamamen 3D yazıcılar kullanılarak üretilirken GE, uçak motorlarında kullanılan bazı parçaları 3D baskı teknolojileriyle üretmeye başlandı. NASA, GE, SpaceX gibi dünyanın en büyük firmaları, önümüzdeki yıllarda 3D baskı teknolojilerinden farklı projelerde yararlanmak için büyük yatırımlar yapmaya devam ediyor.

3D baskı teknolojilerini artık çok daha güçlü bir pazara ve teknoloji çeşitliliğine ulaşmış olduğunu görüyoruz. 3D yazıcılarınmaliyetlerindeki düşüş ve  performanslarındaki artış, teknolojiye olan talebi de yükseltiyor. 2018 yılının verilerine göre, dünyada 3D baskı pazarının büyüklüğü 14,5 milyar USD’den fazla.

Şu ana kadar 3D yazıcılarla ilk otomobil, ilk insansız hava aracı, ilk ev ve köprü üretildi. Malzeme yelpazesinde ulaşılan çeşitlilik üreticilere ve tasarımcılara daha fazla özgürlük olanağı sağlıyor ve 3D yazıcılar giderek daha fazla projede önemli rollerde konumlanıyor.

Şüphesiz biz bu yazıyı daha tamamlayamadan bir sürü önemli gelişme oldu ancak hepsini anlatmak neredeyse imkansız. 2018 yılından sonraki önemli projelere başka bir yazımızda daha detaylı yer vereceğimize değinip yazımızı tamamlıyoruz. Görüşmek üzere!

Dijital Tasarım ve Üretimin Merkezi

Teknolojik, kolay, hızlı çözümler sunuyoruz.

MODEL YÜKLEYİN KEŞFEDİN