Die wilden 80er Jahre
Wir müssen nicht auf Jahrhunderte zurückblicken, wenn wir uns mit den Errungenschaften und Erfindungen der additiven Fertigung auseinandersetzen.
Diese Technologie einfach zu jung.
In der heutigen Zeit haben viele den Begriff „3D-Druck“ vielleicht schon mal gehört aber nur ein kleiner Teil davon kann damit wirklich was anfangen. Selbst die Aus- und Weiterbildungsmöglichkeiten rund um die additive Fertigung sind noch sehr sporadisch.
Um den Menschen die riesigen Potenziale dieser Technologie näherzubringen, stellen sich heute mittelständische Unternehmen dieser Herausforderung und übernehmen verschiedene Bildungsbausteine und vermitteln Praxiswissen.
Wusstest du das es den 3D-Druck in der heutigen Form schon seit den 80er Jahren gibt?
Trotz dieser Tatsache sprechen wir aktuell immer noch von einer Zukunftstechnologie.
Doch warum ist das so? Wie waren eigentlich die Anfänge? Wer hat maßgeblich zur Entwicklung der additiven Fertigung beigetragen?
Diese und weitere Fragen werde ich im Laufe der vier Beiträge rund um die Geschichte des 3D-Drucks beantworten, unterteilt nach den jeweiligen Jahrzehnten.
Die Erarbeitung dieser Zeitachse erfolgte nach bestem Wissen und Gewissen. Auf Grund der Fülle und vereinzelt widersprüchlichen Informationen können Abweichungen hier nicht zu 100% ausgeschlossen werden.
Solltest du einen Fehler entdecken oder zusätzliche Informationen über bestimmte Themenabschnitte finden, bitte ich dich, mir deine Erkenntnisse mitzuteilen. Das würde mir helfen, den geschichtlichen Werdegang des 3D-Drucks noch besser und genauer darzustellen.
Vielen Dank dafür!
Lass uns nun mit den Ursprüngen des 3D-Drucks beginnen.
1980
1980 - Der Japanische Wissenschaftler Hideo Kodama
Bildquelle: Sculpteo
Die ersten 3D-Druckversuche sind auf Hideo Kodama zurückzuführen. Er entwickelte ein Rapid Prototyping Verfahren.
Hideo Kodama beschrieb als Erster die Ansätze einer Methode für eine Schicht-auf-Schicht-Herstellung.
Diese gilt als Vorläufer der Stereolithografie (SLA).
In seinen Versuchen wurde ein lichtempfindliches Harz mithilfe von UV-Licht polymerisiert.
Durch einen Formfehler wurde die Patentanfrage tragischerweise nicht fristgerecht eingereicht.
Patentnummer: JPS56144478A
1984
1984 - Der US-Amerikaner Charles Hull „erfindet“ den 3D-Druck
Bildquelle: epo.org
Fernab der tragischen Geschichte rund um den Japaner Hideo Kodama, reicht der US-Amerikaner Charles („Chuck“) Hull, 1984 sein SLA-Patent (US4575330) ein.
Er bezeichnet sein System als Stereolithografie, hierbei wird eine lichtempfindliche Flüssigkeit mit einem UV-Laser ausgehärtet.
Das SLA Patent wird im Jahr 1986 bewilligt. Zeitgleich gründet Hull mit Gleichgesinnten die Firma 3D Systems.
Im darauffolgenden Jahr 1987 vermarktet 3D Systems den ersten 3D-Drucker, den Stereolithografie-Drucker SLA-1.
1988
1988 - Lizensierung der SLS-Drucktechnologie von Carl Deckard
Carl Robert Deckard Bildquelle: tctmagazine.com
Carl Robert Deckard studierte Maschinenbau in der „University of Texas“. In seinem letzten Studienjahr 1984 entwickelte er die Idee des Selektiven Lasersintern.
Mithilfe eines Lasers wird loses Pulver schichtweise zusammengeschweißt. Diese Idee war Grundlage für seinen Master-Abschluss. Dabei stand Ihm der junge Assistenzprofessor für Maschinenbau Dr. Joe Beaman zur Seite.
Gemeinsam entwickelten Sie das SLS-Verfahren bis zur Serienreife weiter.
Patentnummer: US5597589A
links - Deckard, rechts - Beaman Bildquelle: 3dprintingindustry.com
Das Projekt war so erfolgreich, dass sich die Universität 1988 entschloss, einer Lizenzierung der SLS-Drucktechnologie zuzustimmen. Auch für die Universität war dies Neuland, denn solche Vereinbarungen mit Studenten gab es bisher nicht.
Neben zahlreichen Auszeichnungen und 27 Patentanmeldungen wurde Carl Robert Deckard 1987 Mitbegründer der Firma „Desk Top Manufacturing (DTM) Corp.“.
Diese produzierte 1988 die erste SLS-Maschine.
Die Firma wurde 2001 von 3D System übernommen.
Carl Robert Deckard verstarb am 23. Dezember 2019 im Alter von nur 58 Jahren.
1989
1989 - Das Weltweit bekannteste Druckverfahren entstand
Bildquelle: computerhope.com
Scott Crump meldet im Jahre 1989 das Patent für die FDM-Drucktechnologie an. Dies wird nicht nur sein Leben komplett verändern, sondern auch die Additive Fertigung einen riesigen Meilenstein voranbringen.
Wie kam er auf die Idee? Was hat Ihn dazu bewegt, sich mit additiver Fertigung und Prototyping auseinander zu setzen?
Scott Crump war an einem Startup beteiligt und schloss sich verschiedenen Firmen an. Die Produkte waren sehr gefragt, dass sogar ein Börsengang in Erwägung gezogen wurde.
Mit Hilfe neuer Produkte sollten weitere Märkte erobert werden, doch die Prototypenentwicklung dauerte einfach viel zu lange. Dadurch wurde der Markteinstieg regelrecht verpasst, was große finanzielle Verluste nach sich zog.
Aus dieser Frustration heraus wurde die Idee einer „Rapid-Prototyping-Maschine“ geboren.
Scott Crump experimentierte mit halbfesten Kunststoffgelen. Mit Hilfe einer Klebepistole fertigt er Schicht für Schicht verschiedene Produkte, u.a. auch einen Spielzeugfrosch für seine Tochter.
In seiner Garage startete er weitere Versuche und automatisierte diesen Prozess. Dabei entstand das heutige FDM-Druckverfahren.
Dabei wird der Werkstoff aufgeschmolzen und Bauteile schichtweise aus dem schmelzfähigen Werkstoff aufgebaut. Das Material wird als Filament bezeichnet.
Scott Crump in seiner Garage Bildquelle: tctmagazine.com
Seine Frau war so begeistert von der Idee, sodass Sie 1989 gemeinsam die FDM-Technologie patentierten. Die Marke „FDM – Fused Deposition Modeling“ ließen Sie sich schützen. Andere Hersteller nennen das gleiche Verfahren deshalb „FFF – Fusing Filament Fabrication“ oder „FLM – Fused Layer Modeling“
Bildquelle: personal.psu.edu
Patent Nummer : US5121329 A
Im selben Jahr gründeten beide die Firma „Stratasys“, bei der Scott 25 Jahre als CEO tätig war.
Heute, im Jahr 2021, steht er weiter als Berater für „Stratasys“ zur Verfügung, widmet sich nun verständlicherweise hauptsächlich seinem Privatleben.
Fazit:
3D-Druck in den 80er Jahren
In diesen 10 Jahren wurden die wichtigsten Additiven Fertigungsverfahren entwickelt. Diese Basis konnten spätere Hersteller nutzen und kommende 3D-Druckverfahren optimieren bzw. weiterentwickeln.
Hier geht es zu den anderen Jahrzehnten: