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3D打印双雄争斗始末
  • 2012-8-20 12:56:43
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:邓晓进
  • 作者:
【电脑报在线】3D systems和Stratasys,在3D打印领域,两个不得不提的名字,它们争斗了近30年,它们的故事演绎着一个行业的发展轨迹。
    3D systems和Stratasys,在3D打印领域,两个不得不提的名字,它们争斗了近30年,它们的故事演绎着一个行业的发展轨迹。
    3D systems和Stratasys这两家成立于上世纪80年代末的分别根据自己的3D打印技术专利推出了商业化的3D打印机,并通过不断创新和吸收新技术引领3D打印的发展。20多年来,两家公司在3D打印市场上持续上演着双雄争霸,直至今天也未分胜负。

3D systems历史股价

Stratasys历史股价

发明家间的技术PK
         3D Systems的创始人查尔斯·胡尔(Charles W. Hull)称得上是一位发明家,现年73岁的他已经获得了60多项专利,其中最著名的当属为3D打印技术的普及铺平道路的“立体平板印刷(stereolithography)”。
         1982年,在紫外线设备生产商UVP担任副总裁的胡尔试图将光学技术应用于快速成型领域。他尝试将一种可被紫外光固化的液态感光树脂放在一个大容器中,并在容器里放置一个可上下移动的升降平台,用来承载打印出的物体。升降平台最初与液体上表面平行,容器上方的紫外激光器射出的紫外线照射到液体表面指定的位置,将液体固话,即完成一层物体的打印;随后升降平台向下移动一层的高度——通常是0.05-0.15毫米——随后紫外激光器用同样的方法打印另一层物体;随着升降平台的不断下移,一层一层的物体被打印出来,并最终“累积”三维物体;从液体中将物体取出,并去除掉将其固定在升降平台上的支持物,便可以得到和在电脑中的CAD模型相同的真实物体。
        胡尔的方法对于当时的快速成型工艺是一个巨大的突破。一方面,它加快了制造物品的速度,体积较小、构造相对简单的物品能在几小时内就可打印完成;另一方面,打印物品的体积也得到了提升,大多数立体平板印刷打印机能打出50×50×60厘米的部件,有的机器则能打印出高达2米的物体。
       1986年3月,胡尔为这项技术申请了专利,随后他从UVP离开,成立了3D Systems公司,致力于将该技术商业化。为了让机器能够更加精确地将CAD模型打印成实物,胡尔又研发了著名的STL文件格式。它将CAD模型进行三角化处理,用许多散乱无序的三角形的小平面来表示三维物体。如今它已是CAD/CAM系统接口文件格式的工业标准之一,甚至被许多竞争对手采用。
        不过,立体平板印刷也有自己的缺陷。由于采用紫外光对物体进行固化,这项技术所使用的材料有一定的局限,而且无论是机器本身还是光固化材料都价格高昂,这使的基于该技术的快速成型与3D打印技术的普及速度受到了限制。与此同时,另一项同类技术的出现也对3D Systems公司造成了一定的冲击。
        上世纪80年代中期,身为传感器制造商IDEA的联合创始人和销售副总裁的斯科特·克伦普(Scott Crump)在测试产品的设计时遇到了难题——通过CAD设计的模型很难被转化成真实的样品。为解决这一问题,克伦普决定采用添加制造技术设计一个能快速生产模型的机器。与立体平板印刷使用的光固化材料不同,克伦普的方案采用的材料是热塑性塑料。高温熔化后的液态塑料被放在容器中,并由一个或多个喷头根据CAD模型的数据喷射到承载物体的桌面上的指定位置,材料在喷出后迅速固化;喷头或桌面在电脑的操控下水平移动完成一层物体的打印,反复这一过程可堆积成完整的物品,冷却定型后物品便可投入使用。
         这一技术被克伦普命名为熔融沉积建模(Fused Deposition Modeling),并于1989年获得专利;同年,他和妻子丽莎·克伦普(Lisa Crump)一同创立了3D打印机的制造商Stratasys公司,并担任CEO至今。
         尽管“3D打印(Three Dimensional Printing)”这个说法直到1993年才由麻省理工学院提出并申请专利,但3D Systems和Stratasys两家公司在商业化的3D打印领域的竞争在此之前便已展开。
        1988年,3D Systems推出了第一台基于立体平板印刷技术的3D打印机,胡尔将其称之为“立体平板印刷机”。尽管体积庞大且售价高昂,但它的问世标志着3D打印商业化的起步。1990年,3D Systems从UVP公司购买了立体平板印刷的专利,3D打印机的量产随之加快,公司也于当年在纳斯达克挂牌交易(2011年转至纽交所)。不过,由于年龄原因,胡尔在获得了一系列荣誉后于1997年辞去董事会主席职务,并于1999年宣布从公司退休。
         总部位于明尼苏达伊甸园市的Stratasys也在克伦普的带领下快速成长,于1992年推出了第一台基于熔融沉积建模的3D打印机——“3D造型者(3D Modeler)”。公司于1994年在纳斯达克上市,并先后推出了多款面向不同行业和市场的3D打印机。
         上世纪90年代,随着技术的演进,3D打印稳步发展,机器和材料的价格日渐降低,支持的材料种类也从最初的塑料或感光树脂扩大到金属、陶瓷、玻璃等。与此同时,CAD建模和数控技术的发展也使得打印出来的物品更加复杂和精致。

本文出自2012-08-20出版的《电脑报》第33期 A.新闻评论
(网站编辑:吴融)


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