运气和天才的创造性相结合让人发明了3D打印技术:1986年3月11日,查尔斯·哈尔获得了有史以来第一件结合电脑绘图、固态激光与树脂固化技术的3D打印技术专利证书,开启了一场时至今日仍在继续的工业革命。
有些技術创新的想法特别有意思,以至于被不同地方的人同时想到,并且被先后发表,但是注定只有一个人被视为是该项技术的发明人而载入史册。上世纪80年代初期,3D打印技术的发明过程就是这样:虽然提交液态树脂固化或光固化3D打印技术专利申请的时间比法国竞争者晚了3周,但美国人查尔斯·哈尔还是被人们视为3D打印技术的发明人。比较而言,由法国人Alain Le Méhauté领导的3D打印技术研发团队却运气不佳,他们没有看到3D打印技术广阔的市场前景,将他们极具商业价值的研究成果束之高阁,任尘封日久,不闻不问。而哈尔先生的故事却是另一个样子:他把思路转化为具体产品,再把产品做成了“一座发财的金矿”。作为3D打印这场小型工业革命之父,他进入了美国专利商标局的发明家名人堂,享受殊荣。
让机器一层一层打造一个复杂的结构,尤其是空心结构,其设想就极具才华,导致这个设想成功的关键是固态成型技术的适用性:有时候采用激光融化粉末制造一个工件,有时候使用辐射源照射溶胶使其凝固,有时候在电、热或湿气的影响下,采用平压结构形成可移动框架。上述所有方法的共同点是:让一个个简单的机械加工过程实现自动化。这也就是3D打印技术如此流行的原因。3D技术涉及的数据都是数字化的,适合计算机处理和互联网上交流。
光固化立体成型工艺适用面广,甚至可以自我复制。在不久的将来,自我复制型自动3D打印机可用于太空探索。目前,主要用于新产品研发部门需要的快速成型工艺。还应用于医疗领域打印人造细胞组织、骨骼和软骨。3D打印的应用领域还很广泛,难以穷尽,包括各种形态的食物、超精巧的时尚饰品和自我修复损伤的机器等。
查尔斯·哈尔的运气一直不错,他在加州创立的3D Systems公司,是当今世界上最成功的快速成型3D打印机制造商。