Chuck Hull和他的发明之路

国际金属加工网 2018年05月25日

5月31日3D打印嘉年华开幕式,将举行“3D Systems首款3D打印机SLA-250捐赠仪式” 和FabPro 1000新品发布会(报名链接在文章最后)

人类科技文明的发展离不开无数兢兢业业的发明家。比如电灯的发明人爱迪生,无线电发明人特斯拉,以及制造出第一台实用蒸汽机的詹姆斯·瓦特。正是因为他们,我们才得以不断往上堆叠人类的文明成果。在3D打印发展史上,具有里程碑意义的技术发明,是由Chuck Hull在1983年发明的光固化成型技术,他也被称之为“3D打印之父”。

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查尔斯·胡尔(Charles W. Hull,也有人称他为Chuck Hull)于1939年5月12日出生于科罗拉多州的克里夫顿市,他毕业于科罗拉多州的大章克申中心高中学校,于1961年从科罗拉多大学获得工程物理学学士学位。

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1983年,Chuck Hull在紫外线设备生产商UVP公司(Ultraviolet Products)担任副总裁,这家公司利用紫外光来硬化家具和纸制品表面的涂层。胡尔每天在公司里拨弄着各种各样的紫外线灯,看着那些原本是液态的树脂一碰到紫外线就凝固的过程。某一天他突然意识到,如果能够让紫外线一层一层地扫在光敏聚合物的表面上,使其一层一层地变成固体,将这成百上千的薄层叠加在一起,他就能够制造任何可以想象的三维物体了。

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1983年,Chuck Hull制造的第一件3D打印部件

1984年7月16号,三名法国人,Alain Le Méhauté,Olivier de Witte和Jean Claude André抢先尝试注册SLA的专利,然而遭到了法国通用电气公司和CILAS(激光联合会)的拒绝,理由是“缺乏商业应用价值”。三周后,以Chuck Hull为发明人,UVP公司申请了世界上第一件SLA专利。

1986年3月11日,Chuck Hull获得专利授权,专利号为US4575330A。他在题为“Apparatus for Production of Three-Dimensional Objects by Stereolithography”的专利里面发明了术语“stereolithography”,简称SLA,也就是后来的立体光固化技术——即利用紫外线催化光敏树脂,层层堆叠然后成型。

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Chuck Hull的SLA工作原理示意图

在美国,发明者的专利最终是属于公司的,但是Chuck Hull的老板没有更多的能力来支持开发这门新技术。于是,Chuck Hull从UVP公司离开,开始自立门户,于1986年在加利福尼亚州成立了3D Systems公司(现今全球最大的两家3D打印设备生产商之一),致力于将SLA技术商业化。

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3D Systems公司由Chuck Hull共同创建,成为世界首家3D打印公司

1988年,3D Systems公司生产出了第一台其自主研发的SLA 3D打印机,体型非常庞大,用的材料是光学照相用的丙烯酸树脂。它的面世成为了3D打印技术发展史上的一个里程碑事件,其设计思想和风格几乎影响了后续所有的3D打印设备。但受限于当时的工艺条件,其体型十分庞大,有效打印空间却非常狭窄。

Chuck Hull发明的首台光固化3D打印机,改型为SLA-250.jpg

Chuck Hull发明的首台光固化3D打印机,改型为SLA-250

1990年,3D Systems从UVP公司购回了US4575330A专利。Chuck Hull意识到他的技术概念不仅仅限于液体,在重新提交的专利中,特别强调了任何“能够固化的材料”或“能够改变其物理状态的材料”都可以实现SLA技术。1988年,3D Systems卖出了第一台基于SLA技术的3D打印机,此后的几十年中推出了各种型号的3D打印机,包括适合办公室和家用的桌面级以及适合工厂应用的工业机。公司注册地为美国特拉华州,于20世纪90年代初期在美国纳斯达克上市,2011年公司转板至纽交所。

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经过几十年的发展,3D Systems拥有近千项专利。在Chuck Hull注册的所有专利中,涵盖了当今3D打印技术诸多基本的技术方法,例如利用三角模型(STL文件格式)进行切片数据准备,以及交替曝光策略等。如今3D Systems公司发明的3D打印机已经进入无数的工业和商业用途,医疗行业利用3D Systems打印设备制造的患者下颌骨或面部结构模型,汽车安全公司用3D Systems的技术生产碰撞试假机器人,手表行业用3D Systems技术进行原型评估和人体工程学设计。各行各业都在享受着3D打印技术为世界带来的改变。

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在1984年的时候,Chuck Hull可能根本没有意识到,他的3D打印专利在30多年后能够如此普及。2014年胡尔被提名欧洲发明家奖,该奖项荣誉颁发给为人类科技发展做出卓越贡献的个人和团队。同年,Chuck Hull被评选为美国发明家名人堂(NIHOF),这也意味着Chuck Hull步入亨利·福特和史蒂夫·乔布斯等名人之列,成为了为人类产生持久贡献的发明家。

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SLA-250作为首款在世界范围内驰名的SLA打印机,改变了制造业的走向,将于2018年5月31日,在“2018国际3D打印嘉年华开幕仪式”上,捐赠给中国3D打印文化博物馆,永久收藏和展示。

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中国3D打印文化博物馆不仅仅是一个展览展示的殿堂,也会针对中小学生、高校师生、企业高层、科研机构等社会各界,开设相应的3D打印科普知识讲堂、3D打印研讨会、交流讲座,对3D打印技术、政策、规划、产业发展和设计等方面展开交流探讨。

2018年5月31日~6月2日,首届2018国际3D打印嘉年华将在上海宝山区智慧湾科创园举行。一场科技与文化融合的盛宴,将让每个人置身于奇思妙想的3D打印世界!

在5月31日的嘉年华开幕仪式上,将举行“3D Systems首款3D打印机SLA-250捐赠仪式”。

5月31日下午,3D Systems还将在3D打印文化博物馆举行FabPro1000新品发布会。

如何参与FabPro 1000新品发布会?

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(3D打印文化博物馆)

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雷尼绍

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