【南極熊3D打印文化】SLS發(fā)明之路：用工匠的嚴謹支撐科技的創(chuàng)新

戴克（Carl R. Deckard）出生于1961年，擁有美國德克薩斯大學(xué)機械系的博士學(xué)位，是選擇性激光燒結(jié)（SLS）3D打印技術(shù)的發(fā)明人。

戴克的父母都擁有博士學(xué)位，從小就受到了良好的家庭教育。因為對科學(xué)發(fā)明的濃厚興趣，戴克讀大學(xué)時選擇了機械工程專業(yè)。1981年夏天，戴克結(jié)束了他大學(xué)本科一年級的學(xué)習(xí)，在TRW Mission做實習(xí)工作，TRW Mission是一家位于休斯頓的開發(fā)油井的機械制造廠。當(dāng)時正是計算機輔助設(shè)計軟件（CAD）剛起步的年代，實際鑄件的形體，主要是由熟練的工匠按照二維圖紙手工制造而成。德克當(dāng)時想，如果能夠發(fā)明一種方法，直接通過CAD模型數(shù)據(jù)驅(qū)動來制造鑄件，這將是一個很大的市場。于是在接下來的兩年半，德克開始致力于增材制造的研究。

Carl Deckard

對于減材制造而言，1952年美國麻省理工學(xué)院開發(fā)的CNC機器實現(xiàn)了計算機控制機械的雛形；20世紀60、70年代，中國的機加工中開始使用俄國人發(fā)明的數(shù)控線切割機床生產(chǎn)模具，利用切割鎢絲與模具之間的放電效應(yīng)來切割金屬。德克意識到，利用傳統(tǒng)的減材方法來制造，刀具、模具的設(shè)計相當(dāng)困難。如果使用增材的方法，即用能量強大的激光束燒結(jié)粉末，層層疊加，就能完成數(shù)據(jù)驅(qū)動的三維制造。

1984年，就在德克結(jié)束大學(xué)本科的那一年，激光燒結(jié)技術(shù)的體系已經(jīng)基本在德克的腦海中成形了。在德州奧斯汀大學(xué)機械系做助理教授的比曼（Joe Beaman）博士看到了這個年輕人想法的前景，決定找研發(fā)經(jīng)費幫助他實現(xiàn)這項研究，并招收他為碩士生。

德克在他的首次SLS實驗項目中燒結(jié)前（左）與燒結(jié)后（右）的塑料粉末

1986年5月，戴克獲得了碩士學(xué)位，在比曼的指導(dǎo)下繼續(xù)攻讀博士學(xué)位，并獲得了國家科學(xué)基金會（NSF）30,000美元資助。同年10月，戴克提交了選擇性激光燒結(jié)SLS專利后，受到了不少投資人的親睞。工程院助理院長Paul F.McClure博士和一位企業(yè)家Harold Blair會見了戴克，提出了希望能把這項專利實現(xiàn)商業(yè)化的構(gòu)想。之后他們共同成立了全球首家SLS激光燒結(jié)公司Nova Automation，啟動資金30萬美元。

1987年奧斯汀美國政治家報紙的新聞剪報，介紹Nova Automation公司及其革命性的3D打印技術(shù)。圖為Carl Deckard（左）和Joe Beaman（右）。

1987年，戴克成功研發(fā)出了一臺名為Besty的激光燒結(jié)3D打印機，并憑借這項機器的發(fā)明于1988年獲得了博士學(xué)位。

戴克在早期研究階段所研發(fā)的SLS激光燒結(jié)機，Besty的前身

戴克用Besty激光燒結(jié)機打印的部件

Besty機器的儀器構(gòu)造

1989年，戴克在博士后期間，與一位名叫Paul Forderhase的設(shè)計師共同開發(fā)了全新的SLS 3D打印機--Bambi。Bambi機器長10英尺（3.1米），高7英尺（2.1米），重達幾千磅。這臺機器作為研究和工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備，在美國德克薩斯大學(xué)服務(wù)多年。Nova Automation公司則一直致力于改進其技術(shù)，從而用于商業(yè)用途。

Bambi機器和首席設(shè)計師PaulForderhase

使用Bambi機器制造的塑料部件

1989年2月，Nova Automation正式改名為DTM公司。DTM是Desktop Manufacturing的縮寫，因為當(dāng)時的媒體都在用“桌面級”來形容SLS技術(shù)的3D打印設(shè)備，DTM由此得名。戴克繼續(xù)在DTM公司進行SLS激光燒結(jié)系統(tǒng)的研發(fā)，于1993年研發(fā)出了第一臺在商業(yè)上成功的SLS設(shè)備Sinterstation 2000。

Sinterstation 2000

2001年，DTM公司被3D Systems以4500萬美元的估值收購。戴克在DTM被收購后成為了克萊姆森大學(xué)（Clemson University）的工程系教授。三年半時間后，戴克回到奧斯汀，開始了四沖程發(fā)動機Deckard Engine的研發(fā)。不過戴克的大部分研究時間仍然是在增材制造的項目。2012年，戴克作為創(chuàng)始人之一成立了Structured Polymers LLC公司，致力于為SLS設(shè)備研發(fā)新型聚合物材料。

從左至右：Carl Deckard，JoeBeaman和Paul Forderhase拍攝于2012年11月19日。背景中的圖像是選擇性激光燒結(jié)制作的微型德克薩斯大學(xué)塔

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