不要放棄︰ 3D打印技術(shù)的發(fā)明者Chuck Hull講述他的故事

南極熊在整理資料時(shí)，扒出若干年前一篇對(duì)3D Systems的創(chuàng)始人 Chuck Hull的采訪，雖然很多翻譯的內(nèi)容有問(wèn)題，但仍然能給人很多啟發(fā)，分享給各位熊友。

△Chuck Hull向中國(guó)3D打印文化博物館捐贈(zèng)設(shè)備

新科學(xué)家 By Michael Brooks

19 October 2016

查克•哈爾（Chuck Hull）怎樣發(fā)明了3D 打印技術(shù)︰一個(gè)堅(jiān)持、別出心裁和贏勝的故事

△查克•哈爾（Chuck Hall）Heinz Troll/European Patent Office

世界各地，數(shù)千失去了四肢的人正戴著適合自己的義肢。在手術(shù)室，外科醫(yī)生正在使用患者病灶的3D模型來(lái)指導(dǎo)手術(shù)。這是那種使查克•哈爾非�？鞓�(lè)的事——因?yàn)樗�發(fā)明了使這些成為可能的技術(shù)。哈爾說(shuō)："我被在醫(yī)療保健中已啟用的3D 打印技術(shù)的進(jìn)展深深感動(dòng)，這是一種對(duì)拯救并改善生命做出貢獻(xiàn)的感覺"。

三十年前這是不可想象的。制作像假肢一樣的東西甚至塑料部件是極為困難的。哈爾說(shuō)："每個(gè)工程師知道它是多么的單調(diào)乏味，首先你需要設(shè)計(jì)一個(gè)部件，然后需要一名機(jī)械師去注這個(gè)的模"。如果模具有問(wèn)題的話，你不得不再次經(jīng)歷整個(gè)過(guò)程。制造商渴望一個(gè)更好的方式，哈爾說(shuō)："對(duì)此沒(méi)有人有一個(gè)解決方案，這就是當(dāng)時(shí)3D打印技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)，想法是簡(jiǎn)單的來(lái)制造原型塑料件。"

哈爾通常是謙虛的︰時(shí)間回溯到1983年，那時(shí)他的想法也是靈光一現(xiàn)。當(dāng)時(shí)，他正在為一個(gè)美國(guó)的小公司工作，工作內(nèi)容是使用高強(qiáng)度紫外線光來(lái)把液體塑料固化成固體，它的產(chǎn)品之一是涂層一個(gè)桌子。哈爾說(shuō)："在某個(gè)時(shí)候我想到了我們正在固化的塑料薄片，我想也許我能通過(guò)堆積這些薄片來(lái)創(chuàng)建一個(gè)原型部件"。

如果能使這個(gè)方案投入使用的話，它將把生產(chǎn)時(shí)間從幾個(gè)月削減到幾天。"我很激動(dòng)的找到公司的老板�！�

盡管哈爾充滿熱情，但他的老板是不愿意把寶貴的資源賭注在分層制造塑料的未來(lái)。但哈爾堅(jiān)持了他的方案。他說(shuō)，"我很自信我能弄清楚怎樣來(lái)做它"。最終，他的老板同意讓他有一個(gè)在這棟樓后面空的實(shí)驗(yàn)室，但他不能在公司的工作時(shí)間使用它，于是他不得不在晚上和周末的時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)自己的想法。

他從在筆式繪圖儀發(fā)現(xiàn)了的電機(jī)開始，筆式繪圖儀是繪制像建筑圖之類的機(jī)器，并在一臺(tái)原始計(jì)算機(jī)上使用BASIC語(yǔ)言編程使它們運(yùn)動(dòng)。這是辛苦的工作，他回憶道："你不得不在你的頭腦中來(lái)想象它并一行一行的編寫出你想要的程序"。

為了能自己制造這些物體，他把兩個(gè) UV燈集中在一大桶液體塑料上并用兩個(gè)馬達(dá)來(lái)引導(dǎo)這個(gè)光跨過(guò)它的表面，把一個(gè)塑料條子固化成扁平的形狀。然后第三個(gè)電機(jī)降低這個(gè)固化了的片，再把它淹沒(méi)在液態(tài)塑料中，準(zhǔn)備添加下一層。

起初，哈爾掙扎于讓層黏住并把形狀保持在一起。他說(shuō)："我造了很多的垃圾"。

夜復(fù)一夜他堅(jiān)持了下來(lái)。慢慢的這個(gè)形狀改進(jìn)了，直到他最后制造了他已經(jīng)設(shè)計(jì)了的東西為止。

"我制造的第一個(gè)實(shí)際的部件只是一個(gè)小杯子的形狀"。但它已經(jīng)足夠了。這個(gè)想法已經(jīng)準(zhǔn)備好要到一個(gè)新的水平，"我們得到了專利的應(yīng)用并且我們的專利律師很興奮，他認(rèn)為這可能是一個(gè)真正的突破。公司的一批工程師也對(duì)它感到興奮"。哈爾很快又回到他老板的辦公室，推行他的想法。他說(shuō)，是這個(gè)公司來(lái)商業(yè)化光固化快速成形的時(shí)候了。

然而這項(xiàng)技術(shù)并沒(méi)有馬上起飛，推進(jìn)該項(xiàng)目將意味著在時(shí)間和資源的巨大投入，并且他的老板決定不值得冒這個(gè)險(xiǎn)。

這可能是正確的決定，盡管是出于錯(cuò)誤的原因。當(dāng)時(shí)他們倆都不知道是有人早在他們之前已經(jīng)到了那兒。三個(gè)星期之前，法國(guó)通用電氣公司由阿蘭·勒莫豪特領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)提出了本質(zhì)上幾乎相同過(guò)程的專利申請(qǐng)。

"當(dāng)你想做某些新的東西時(shí)，幾乎沒(méi)有幾個(gè)人看到它的智慧"

沒(méi)有專利沒(méi)有支持，難道哈爾的夢(mèng)就此結(jié)束了嗎？哈爾說(shuō)："技術(shù)的歷史告訴你當(dāng)有人發(fā)明某些東西時(shí)，你能相當(dāng)?shù)目隙ㄔ谑澜缟狭硗庥腥艘苍诮咏��?。

但先出來(lái)與獲勝是不一樣的。勒莫豪特的老板原來(lái)是比哈爾的老板更加厭惡風(fēng)險(xiǎn)，通用電氣公司放棄了這個(gè)專利申請(qǐng)，因?yàn)闆](méi)有看到這項(xiàng)技術(shù)的潛力。哈爾的專利獲準(zhǔn)，他決定獨(dú)自將它產(chǎn)業(yè)化。1986年他成立了自己的公司3D Systems。哈爾說(shuō)："當(dāng)你想做某些新的東西時(shí)，幾乎沒(méi)有幾個(gè)人能看到它的智慧，但我是一個(gè)相當(dāng)積極的人，我會(huì)聽那些所有反對(duì)者的聲音，但這些并不會(huì)影響我"。

第一個(gè)看到這項(xiàng)技術(shù)潛力的人是汽車制造商，當(dāng)時(shí)美國(guó)的汽車制造商嚴(yán)重落后于它們的日本競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。"他們真的很熱心，關(guān)于這個(gè)技術(shù)能為他們公司做些什么，因此我們很快就開始制造設(shè)備、培訓(xùn)他們?cè)鯓觼?lái)使用它和安裝它。

△從謙虛的開始︰3D系統(tǒng)建造的第一臺(tái)機(jī)器。3DSystems

自那時(shí)以來(lái)，3D打印技術(shù)已經(jīng)不斷增長(zhǎng)。已經(jīng)發(fā)明了幾種方法，并且3D掃描儀使完全重新創(chuàng)建物體成為可能。讓你用你的手機(jī)掃描一個(gè)項(xiàng)目并打印一個(gè)副本的應(yīng)用程序正在被開發(fā)。并不再是只對(duì)塑料的，這個(gè)技術(shù)已適應(yīng)于各種材料，甚至是巧克力。去年，私人勘探公司SpaceX公司使用了3D打印技術(shù)來(lái)建造一臺(tái)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。也許最令人印象深刻的材料是人體細(xì)胞，現(xiàn)在有可能打印要更換的血管、皮膚和心臟組織，并且3D打印的器官正在經(jīng)歷它們的第一次臨床試驗(yàn)。

從哈爾33年前打印了小杯子，這是一條很長(zhǎng)的路。

簡(jiǎn)介

查克•哈爾（Chuck Hull）是基于南卡羅萊納州巖石山的3D Systems的創(chuàng)始人和首席技術(shù)官。他在1986年獲得了光固化快速成形工藝的專利。