Два подхода соединяются в одну идею. История 3Д печати слой за слоем⁠⁠

Историей развития любой технологии очень часто являются несколько изобретений или процессов, развивающихся отдельно друг от друга. Эти изобретения впоследствии пересекаются в одной идее, сочетающей в себе принципы нескольких процессов. Двигаемся дальше, разогреваем экструдер.

В Соединенных Штатах в 1904 году Карло Баезе предложил облегчить процесс вырезания, выполняемого в процессе Виллема, рассмотренного в посте «История 3Д печати. Слой за слоем», используя в своей разработке свойства дихроматного желатина, которые были хорошо известны из работы Фокса Талбота и Уолтера Вудбери – пост «Да как бы мы печатали без желатина. История 3д печати. Слой за слоем».

Карло Баезе запатентовал метод, в котором использовались фотографии и градуированный свет для засвечивания светочувствительного желатина. Он предполагал, что желатин будет расширяться пропорционально воздействию света для создания физической модели.

В технике Баезе бюст или другой объект, который нужно воспроизвести, фотографируется при освещении градуированным светом, чтобы достичь максимальной глубины контраста. Затем изготавливаются фотопластинки, через которые свет попадает на светочувствительный желатин. При обработке водой светочувствительный желатиновый материал расширяется до момента полного затвердевания, образуя рельеф, соответствующий объемной форме бюста.

Неясно, действительно ли Баезе удалось использовать или коммерциализировать свой процесс. Однако с точки зрения двадцать первого века, маловероятно, что этот процесс был работоспособным (за рамками теории). Технические проблемы, связанные с обработкой многих слоев желатина, а также дополнительные трудности, связанные со скручиванием и затвердеванием предыдущих слоев при нанесении новых слоев, кажутся слишком проблематичными и трудоемкими. Однако это очень дальновидная концепция, и, поскольку Баезе запатентовал процесс, он, должно быть, добился определенного практического успеха, тем самым закрепив за ним место предшественника аддитивных технологий.

В 1920 году некий Ральф Бейкер изобрел новый усовершенствованный метод изготовления декоративных изделий, очень схожий по концепции с принципом построения Блантера из поста «Мошенничество, убийство и 3Д печать? История слой за слоем».

Он обнаружил, что плавкий металлический электрод при пропускании через него тока, может осаждаться в виде наложенных друг на друга слоев, образуя различные изделия декоративного и полезного характера. В своем методе Бейкер использует опорную пластину, от которой впоследствии металл можно отделить. Данный патент очень похож на процесс 3Д печати, где укладывание слоев материала происходит на платформу построения.

В 1935 г. Isao Morioka предложил способ, сочетающий в себе топографический подход Виллема и, частично, фотоскульптурный метод Баезе. Способ предполагал использование структурированного света (сочетание черных и белых полос) для создания топографической «карты» объекта – набора контуров. Контуры затем вырезались из листового материала, укладывались в определенном порядке и таким способом формировался трёхмерный образ объекта. Или же, как и у Франсуа Виллема, контуры могли быть спроецированы на экран для дальнейшего создания трёхмерного образа с помощью режущего инструмента.

В отличие от Франсуа Виллема, в методе Исао Мориока объект разделялся на гораздо большее количество слоев, что повышало точность конечной скульптуры и требовало меньше доработок, а значит меньше профессионального труда художника. За последние 60 лет таким образом было создано более 30 000 скульптур, в том числе скульптуры бывших президентов США Линдона Б. Джонсона, Джеральда Р. Форда и Джимми Картера.

Теперь необходимо собрать все вместе для понимания дальнейшего повествования и чтобы мы вообще не запутались зачем и к чему все это было.

В исторической цепочке определенно прослеживаются 2 подхода развития добавочного производства, основанные на:

1. Топографических методах Виллема, Блантера и Бейкера – они изображают поверхность в виде линий, контуров, а затем воспроизводят эту поверхность из контуров.

2. Фотоскульптурных методах Талбота, Вудбери и Баезе - они используют камеру и объектив для захвата поверхности, а затем для ее воспроизведения используются аналоговые фотомеханические процессы, например затвердевание желатина.

Первый подход - соответствует видам 3D-печати с послойным нанесением материала и изготовлением многослойных объектов, которые сродни топографическим методам.

Второй подход – соответствует всем видам 3D-печати, в которых используется фотополимерная жидкость, затвердевающая под действием света, которые сродни фотоскульптурным методам.

Два подхода, развивающиеся отдельно друг от друга, частично соединились в изобретении Исао Мориока.

Следующий человек, как я считаю, смог объединить два метода в одно изобретение, которое уже приближалось к устройству, которое мы знаем под названием 3D-принтер.