مراحل اصلی در توسعه AM

از آنجایی که کارهای اولیه در ژاپن کاملا مستند شده، ثابت می کند که این مفهوم در آنجا کاملا شناخته شده بوده، اما این حق ثبت چالز هال 5 است که به عنوان تاثیر گذار ترین فرآیند توسعه بر روی این سیستم های سه بعدی معرفی شده است. این اولین شرکتی بود ک تکنولوژی AM را با ماشین های لیتوگرافی سه بعدی به صورت تجاری عرضه کرد. شناخت سیستم پرینتر سه بعدی به این بستگی دارد که نحوه کارکرد آن را بشناسید؛ به همین دلیل خواندن ادامه این مقاله خالی از لطف نیست.

حق ثبت دیگری در سال 1986 اهدا و منجر به ایجاد سه شرکت دیگر شد، شرکت هلسیس (ساخت اشیاء لمینت شده یا LOM)، کیوبیتال (با شیوه پخت زمینه حجمی SGS) و DTM با پردازش های SLS. جالب توجه است که اشاره کنیم که هیچ کدام از شرکت های هلیسیس و کیوبیتال دیگر وجود ندارند و فقط شرکت SLS به عنوان فرآیند تجاری و شرکت DTM که در سال 2001 با شرکت 3D system بوجود آمد، باقی مانده اند. در سال 1989، اسکامپ کرامپ 6 مجوز فرایند FDM را دریافت کرد و شرکت استرتاسیس را به راه انداخت. همچنین در سال 1989، گروهی از MIT فرآیند پرینت سه بعدی (3DP) را به انحصار خود در آوردند. این فرایندها از سال 1989 تاکنون به شکل وسیعی کاربرد داشتند و با تغییرات جدید FDM که اخیرا به آنها اضافه شد به موفقیت های زیادی دست یافتند. به جای ایجاد یک شرکت، گروه MIT امتیاز تکنولوژی 3DP را برای شرکت های مختلفی کسب کرد. این شرکت این تکنولوژی را به شکل های مختلف به کار می برد تا مبنایی باشد برای ایجاد کارآیی هایی متفاوت تکنولوژی AM، موفق ترین این شرکت ها، شرکت Zcrop بود که بیشتر بر روی تکنولوژی با هزینه کم تمرکز کرده بود.
جهت رسوب مستقیم قطرات مواد بر روی لایه زیرین از تکنولوژی جوهر افشان بهره می برند.این لایه جایی است که مواد سخت شده به جای اینکه فقط به عنوان یک ماده همبند به کار بروند، خودشان به شکل یک قطعه در می آیند. ساندرز این فرایند را در سال 1944 توسعه داد و شرکت آبجت نیز از این تکنولوژی برای چاپ رزین های تابش پز 7 به شکل ریز قطرات، که در سال 2001 ایجاد شد، استفاده نمود.

شکست ها و پیروزی های بسیاری در طول عمر تکنولوژی AM ثبت شده است.به هر حال، قابل ذکر است که بعضی از تکنولوژی ها ممکن است بیشتربه دلیل مدل های کسب و کار ضعیف یا زمان بندی نامناسب با شکست روبرو شوند تا به کارگیری فرایندهای ضعیف.هلسیس ظاهرا در مورد دستگاه LOM با شکست روبرو شد اما حداقل پنج نمونه دیگر از آن شرکت های سنگاپوری، چینی، ژاپنی و ایرلندی وجود دارند.تازه ترین پردازش MCOR به جای اینکه صفحات کاغذی تک رنگ استفاده شده را در دستگاه های اصلی LOM به کار ببرد، صفحات رنگی را به یکدیگر متصل می کرد. مطمئنا این شیوه کاترایی بیشتری دارد و احتمالا در مقایسه با دستگاه های اولیه که بیش از 20 سال پیش ساخته شده اند، این تکنولوژی امید بیشتری برای رسیدن به موفقیت دارد. نمونه دیگر ممکن است فرایند منقضی شده تولید ذرات بالیستیک باشد که از مکانیزم 5 محوری جهت هدایت قطرات مومی بر روی یک سطح استفاده می کرد. گرچه هیچ شرکتی اخیرا از چنین شیوه ای برای پولیمر ها استفاده نمی کند. اما طرح های رسوبات 5 محوری مشابهی، برای ذخیره سازی فلزات و ترکیبات دیگر استفاده می شوند.
یکی از موارد مهم در این زمینه که بر رشد و توسعه تکنولوژی AM تایر می گذارد، منقضی شدن اکثر حق ثبت های اصلی در فرایند های مهم AM می باشد.هم اکنون، ما شاهد وجود جمع کثیری از سیستم های از کار افتاده و فروشندگان مواد بلا استفاده هستیم زیرا اولین مجوز FDM در اوایل سال 2010 باطل شد. حق ثبت های لیتوگرافی سه بعدی، پخت لیزری و زمینه های کاری LOM در حال باطل شدن هستند ( یا هم اکنون با طل شده اند) و ممکن است منجر به افزایش تکنولوژی ها، فرایند ها، دستگاه ها و شرکت ها شوند.

AM در سراسر جهان

حق ثبت های اولیه در اروپا ( فرانسه )، ایالت متحده و آسیا (ژاپن ) تقریبا به صورت همزمان ثبت شدند. در سال های اولیه، بیشتر سیستم های پیشگام و تجاری موفق از ایالت متحده خارج می شدند. شرکت هایی مانند استراتاسیس، 3D systems و ZCorp راه را به سوی جلو هدایت کردند. این شرکت ها معمولا در طول سال ها تقویت شدند اما بیشتر شرکت های جدید، در خارج از ایالت متحده شکل در اروپا، اولین شرکت ها با تاثیرات جهانی در AM در آلمان با نام شرکت EOS ایجاد شد. EOS به دنبال حل و فصل مشاجرات با شرکت 3D system، تولید دتگاه های SL را متوقف کرد اما به ساخت سیستم های ذوب بستر پودری که از لیزربرای ذوب پلیمر ها ماسه های با پوشش همبند و فلزات استفاده می کرد ادامه داد. شرکت هایی از فرانسه، هلند، سوئد و بخش های دیگر اروپا به عنوان شرکت های کوچکتر فعالیت می کردند اما در بازار های تجاریمربوط به آن، بسیار رقابتی عمل می کردند. نمونه هایی از این شرکت ها شامل فنیکس1 (که اکنون بخشی از شرکت 3D systems است )، Arcam، Strataconceptionو Materialaise می باشند. آخرین مورد، شرکت Materialaise از بلژیک، موقعیت چشمگیری در زمینه توسعه و رشد ابزار نرم افزاری جهت حمایت از تکنولوژی AM داشته است.

در اوایل 1980 و 1990، تعدادی از شرکت های زاپنی بر روی تکنولوژی AM تمرکز دارند.این شرکت هاشامل شرکت های پیشگامی مثل Autostrade (که هم اکنون دیگر فعال نیستند) بودند. شرکت های بزرگی مثل سونی 2 و کیرا که شرکت های تابعه ای را برای ایجاد تکنولوژی AM ساختندنیز در این کار درگیر شدند.بیشتر تکنولوژی های ژاپنی براساس فرایندهای پخت فتوپلیمر فعالیت می کردند. با وجود تسلط کامل شرکت 3D systems بر بیشتر بخش های جهان اما این شرکت های ژاپنی باز هم در تلاش برای پیدا کردن بازار جدیدی بودند و بسیاری از آنها هم با وجود اینکه به لحاظ تکنولوژیکی امید بخش می نمودند، ولی از نظر تجاری نتوانستند ماندگار باشند. در صورت کلی بعضی از شکست ها نیز منجر به جذب نامعمول و آرام تکنولوژی CAD در صنایع ژاپن شد. گرچه بعضی از شرکت های پزاپنی مانند CMET به نظر می آید که هنوز فعالت های خوبی دارند، اما با این وجود شما به جای ماشین های ساخت وطن، دستگاه های غیر ژاپنی بسیاری را می بینید که در آن کشور در حال کار بوده و به هرحال این ها همه نشانه های شروع تغییرات است.

تکنولوژی تولید افزایشی در بخش های دیگر آسیا بخصوص کره و چین نیز توسعه پیدا کردند،شرکت های کره ای در تولید دستگاه AM، تقریبا تازه کار هستند و هنوز برای تاثیر گذاری بر روی بازار تجارت احتیاج به زمان دارند. به هرحال هنوز عداد اندکی از تولید کنندگان چینی هستند که چندین سال است در این زمینه فعالیت دارند. به هرحال، هنوز تعداد اندکی از تولید کنندگان چینی هستند که چندین سال است در این زمینه فعالت دارند. مغایرت های حق ثبت در طرح های شرکت های ایالت متحده، ژاپنی و اروپایی به این معناست که نمی توان تعداد زیادی از این دستگاه های اخیر از نظر عملکرد به طرز چشمگیری پیشرفت کرده اند. دستگاه های چینی در ابتدا تکنولوژی های موجود در SL، FDM و SLS را که در جاهای دیگر جهان هم وجود دارند را منعکس می کردند.

شرکت Cubital اولین دستگاه های تکنولوژی تولید افزایشی راساخته است.این تکنولوژی با وجود فعالیت در سراسر جهان، اما از نظر تجاری موفقیت زیادی نداشت، اما آنها ابداعات جدیدی را در این دستگاه ها ثبت کردند که در بقیه دستگاه ها وجود نداشت، مانند پردازش لایه ها در یک پوشش، استفاده از مواد قابل بهره برداری مجدد و فرز کاری بعد از هر لایه جهت حفظ ضخامت ثابت لایه ها. بعضی از مفاهیمی که در شرکت Cubital استفاده می شد در دستگاه های ساندرز و همینطور یک شرکت دیگر به نام آبجت نیز کاربرد داشت. گرچه یکی از شرکت های تازه تاسیس – تر به نام آبجت ( که اکنون استرا تاسیس نام دارد ) از تکنولوژی رسوب قطرات جهت ذخیره رزین های تابش پز با موفقست کامل استفاده می کرد. همچنین پیشنهاد آذرین 3D این است که دنبال کننده مقاله‌های بعدی باشید تا بتوانید با سیستم اسکنر سه بعدی نیز آشنا شوید.