3D Yazıcı Ne Zaman İcat Edildi? Kısa Tarihçe ve Dönüm Noktaları

3D yazıcı, 1980'lerde icat edildi. İlk ticari 3D baskı yöntemi olan stereolitografiyi (SLA) Chuck Hull geliştirdi; patent başvurusunu 1984'te yaptı ve patent 1986'da verildi. Bugün evlerde en yaygın olan filament (FDM) yöntemi ise 1980'lerin sonunda Scott Crump tarafından geliştirildi. Masaüstü 3D yazıcıların yaygınlaşması, temel patentlerin süresinin dolduğu 2000'lerin sonunda başladı.

Bu yazıda 3D yazıcının kısa tarihçesini, önemli dönüm noktalarıyla anlatıyoruz. Bugünkü teknolojilerin nasıl çalıştığını merak ediyorsan 3D yazıcı çeşitleri yazısına da göz atabilirsin.

Fikrin kökleri: katman katman üretim

Bir nesneyi ince katmanlar üst üste koyarak oluşturma fikri, 3D yazıcıdan çok daha eskidir. Topografik haritalardaki eş yükselti eğrileri ya da katmanlı maketler bu düşüncenin erken örnekleridir. Ancak bu katmanları bilgisayar kontrolüyle ve otomatik olarak üretmek, bilgisayar destekli tasarımın (CAD) yaygınlaştığı 1980'leri beklemek zorunda kaldı.

1980'lerin başında birçok araştırmacı, ışıkla sertleşen sıvılarla katmanlı nesne üretmeyi denedi. Bu dönemde benzer fikirler farklı ülkelerde neredeyse aynı anda ortaya çıktı.

1983-1986: Stereolitografi ve Chuck Hull

Amerikalı mühendis Chuck Hull, o yıllarda UV ışıkla sertleşen reçinelerle çalışıyordu. Bu reçineleri ince katmanlar hâlinde sertleştirip üst üste koyarak üç boyutlu bir nesne üretebileceğini düşündü.

• 1983: Hull, yöntemiyle ilk parçayı üretti.
• 1984: Stereolitografi için patent başvurusu yaptı.
• 1986: Patent verildi. Aynı yıl Hull, bu teknolojiyi ticarileştirmek için 3D Systems şirketini kurdu.

"Stereolitografi" terimi de Hull'un patentiyle yaygınlaştı. Modeli yazıcıya aktarmak için bugün hâlâ yaygın olarak kullanılan STL dosya formatı da bu dönemde, 3D Systems'in yazıcıları için ortaya çıktı. STL formatını STL dosyası nedir yazısında anlattık.

1980'lerin ortası ve sonu: SLS ve FDM

Seçici lazer sinterleme (SLS)

Aynı yıllarda ABD'deki Texas Üniversitesi'nde (Austin) Carl Deckard ve danışmanı Joe Beaman, toz malzemeyi lazerle kaynaştırarak katman katman parça üreten yöntemi geliştirdi. Bu yönteme seçici lazer sinterleme (SLS) denir.

SLS, destek yapısına ihtiyaç duymadan karmaşık parçalar üretebildiği için endüstride önemli bir yer edindi. Bu teknolojiyle ilgili son patentlerin süresi 2010'ların ortasında doldu; bu da daha uygun maliyetli SLS sistemlerinin önünü açtı.

FDM ve Stratasys

Bugün evlerde ve atölyelerde en yaygın yöntem olan eriyik yığma modelleme (FDM), Scott Crump tarafından 1980'lerin sonunda geliştirildi. Crump bu yöntemin patentini aldı ve yöntemi Stratasys şirketiyle ticarileştirdi.

FDM'de plastik bir tel ısıtılmış bir nozuldan eritilerek katman katman yığılır. "FDM" adı Stratasys'in ticari markası olduğu için açık kaynak topluluğu aynı yöntem için FFF (Fused Filament Fabrication) terimini kullanmaya başladı. Günlük dilde iki terim çoğu zaman aynı anlamda kullanılır.

1990'lar ve 2000'ler: Endüstriyel kullanım

1990'larda ve 2000'lerin başında 3D baskı büyük ölçüde endüstriyel bir araçtı. Makineler pahalıydı ve genellikle büyük şirketlerin ar-ge birimlerinde kullanılıyordu.

Bu dönemde 3D baskı daha çok hızlı prototipleme olarak biliniyordu. Tasarımcılar ve mühendisler, kalıp yaptırmadan önce bir parçanın fiziksel modelini görmek için bu makineleri kullanıyordu. Otomotiv, havacılık ve tüketici ürünleri sektörleri ilk büyük kullanıcılar arasındaydı.

Aynı dönemde yeni yöntemler de gelişti: malzeme püskürtme, bağlayıcı püskürtme ve metal tozlarıyla çalışan sistemler endüstriyel üretimde yer bulmaya başladı.

2000'lerin ortası: RepRap ve açık kaynak hareketi

3D baskıyı evlere taşıyan en önemli adımlardan biri, İngiltere'deki Bath Üniversitesi'nden Adrian Bowyer'in başlattığı RepRap projesidir. Projenin amacı, parçalarının çoğunu kendisi basabilen, düşük maliyetli ve açık kaynaklı bir 3D yazıcı geliştirmekti.

RepRap'in tasarımları ve yazılımları herkese açıktı. Bu sayede dünyanın her yerinden meraklılar kendi yazıcılarını yapmaya, tasarımları geliştirmeye ve paylaşmaya başladı. Bugün piyasadaki pek çok masaüstü yazıcının kökeninde bu açık kaynak tasarımların izleri vardır.

Açık kaynak kültürü yalnızca yazıcıların donanımını değil, yazılımlarını da şekillendirdi. Yazıcıları kontrol eden yazılımlar ve dilimleme programlarının önemli bir kısmı topluluk tarafından geliştirildi ve paylaşıldı. Kullanıcılar sorunlarını ve çözümlerini forumlarda paylaştıkça bilgi hızla yayıldı. Bu ortam, 3D baskıyı mühendislerin dışındaki geniş bir kitle için de öğrenilebilir hâle getirdi.

2009 ve sonrası: Patentlerin dolması ve masaüstü dönemi

FDM'ye ait temel patentin süresi 2009'da doldu. Bu, yöntemin serbestçe kullanılabilmesi anlamına geliyordu. RepRap topluluğunun birikimiyle birleşince çok sayıda yeni şirket uygun fiyatlı masaüstü 3D yazıcılar üretmeye başladı.

2010'larda:

• Masaüstü FDM yazıcılar hızla yaygınlaştı ve fiyatları düştü.
• Reçine yazıcılar LCD ekranlı (MSLA) yapıyla küçüldü ve ev kullanımına girdi.
• Ücretsiz model paylaşım siteleri büyüdü; insanlar milyonlarca modeli indirip basabilir hâle geldi.
• Dilimleme programları kullanıcı dostu oldu.

Reçine yazıcıların evlere girişi

Uzun yıllar boyunca reçine baskı, pahalı lazerli SLA sistemleriyle sınırlıydı. 2010'larda ışık kaynağı olarak LCD ekran kullanan MSLA yazıcılar ortaya çıktı. Bu yapıda katmanın tamamı bir ekranın arkasından gelen UV ışıkla tek seferde sertleşir. Ekran ve UV ışık kaynakları görece ucuz parçalar olduğu için reçine yazıcıların fiyatı belirgin biçimde düştü.

Bu gelişme, figür, minyatür ve takı modeli gibi ince detay isteyen işlerde reçine baskıyı hobi kullanıcılarına ve küçük atölyelere ulaştırdı. Reçine yazıcıların bugünkü çalışma şeklini reçine 3D yazıcı nedir yazısında anlattık.

Bugün: Hız, kolaylık ve yeni kullanım alanları

Günümüzde masaüstü yazıcılar daha hızlı, daha sessiz ve kurulumu daha kolay hâle geldi. Otomatik tabla seviyeleme, çoklu renk baskı ve uzaktan izleme gibi özellikler yaygınlaştı.

3D baskı artık yalnızca prototip için değil, son ürün üretimi için de kullanılıyor:

• Diş hekimliğinde modeller, şeffaf plak kalıpları ve cerrahi kılavuzlar
• Havacılıkta tek parça olarak basılan karmaşık motor bileşenleri
• Kişiye özel tıbbi ürünler
• Az adetli ve kişiselleştirilmiş tüketici ürünleri

Kullanım alanlarının ayrıntılı listesini 3D yazıcı kullanım alanları yazısında bulabilirsin.

Adlar da değişti: hızlı prototipleme, eklemeli üretim, 3D baskı

Teknolojinin adı da zamanla değişti. Endüstriyel dönemde bu yöntemlere çoğunlukla hızlı prototipleme deniyordu; çünkü asıl kullanım alanı prototip üretmekti.

Yöntemler son ürün üretiminde de kullanılmaya başlayınca eklemeli üretim terimi yaygınlaştı. Bu ad, malzemeyi bir bloktan kesip çıkaran talaşlı üretimin karşıtını anlatır: eklemeli üretimde malzeme katman katman eklenir. Endüstride ve standartlarda bugün genellikle bu terim kullanılır.

Masaüstü yazıcıların yaygınlaştığı dönemde ise 3D baskı ve 3D yazıcı terimleri günlük dile yerleşti. Kâğıda baskı yapan yazıcı benzetmesi, teknolojiyi geniş kitlelere anlatmayı kolaylaştırdı. Bugün üç terim de kullanılıyor: eklemeli üretim daha çok endüstride ve teknik metinlerde, 3D baskı ise günlük dilde ve hobi dünyasında tercih ediliyor.

Kısa zaman çizelgesi

3D baskının tarihinden çıkan ders

3D yazıcının hikâyesi, bir fikrin patentlerle korunduğu endüstriyel bir dönemden, açık kaynak topluluğuyla herkese ulaştığı bir döneme geçişin hikâyesidir. Bugün bir atölyede sipariş üzerine basılan bir düzenleyici ya da oyuncak, bu kırk yılı aşkın birikimin sonucudur.

Bu birikimin bugün nasıl ürünlere dönüştüğünü görmek istersen mağazamıza göz atabilirsin. Kendi fikrini bastırmak istersen özel sipariş isteği bırakabilirsin.