SLS發明之路：用工匠的嚴謹支撐科技的創新

OFweek3D列印網訊 戴克（Carl R. Deckard）出生於1961年，擁有美國德克薩斯大學機械系的博士學位，是選擇性激光燒結（SLS）3D列印技術的發明人。

戴克的父母都擁有博士學位，從小就受到了良好的家庭教育。因為對科學發明的濃厚興趣，戴克讀大學時選擇了機械工程專業。1981年夏天，戴克結束了他大學大學部一年級的學習，在TRW Mission做實習工作，TRW Mission是一家位於休斯頓的開發油井的機械製造廠。當時正是計算機輔助設計軟體（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製造而成。德克當時想，如果能夠發明一種方法，直接通過CAD模型數據驅動來製造鑄件，這將是一個很大的市場。於是在接下來的兩年半，德克開始致力於增材製造的研究。

Carl Deckard

對於減材製造而言，1952年美國麻省理工學院開發的CNC機器實現了計算機控制機械的雛形；20世紀60、70年代，的機加工中開始使用俄國人發明的數控線切割機床生產模具，利用切割鎢絲與模具之間的放電效應來切割金屬。德克意識到，利用傳統的減材方法來製造，刀具、模具的設計相當困難。如果使用增材的方法，即用能量強大的激光束燒結粉末，層層疊加，就能完成數據驅動的三維製造。

1984年，就在德克結束大學大學部的那一年，激光燒結技術的體系已經基本在德克的腦海中成形了。在德州奧斯汀大學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，決定找研發經費幫助他實現這項研究，並招收他為碩士生。

德克在他的首次SLS實驗項目中燒結前（左）與燒結后（右）的塑料粉末

1986年5月，戴克獲得了碩士學位，在比曼的指導下繼續攻讀博士學位，並獲得了國家科學基金會（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博士和一位企業家Harold Blair會見了戴克，提出了希望能把這項專利實現商業化的構想。之後他們共同成立了全球首家SLS激光燒結公司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列印技術。圖為Carl Deckard（左）和Joe Beaman（右）。

1987年，戴克成功研發出了一台名為Besty的激光燒結，並憑藉這項機器的發明於1988年獲得了博士學位。

戴克在早期研究階段所研發的SLS激光燒結機，Besty的前身

戴克用Besty激光燒結機列印的部件

Besty機器的儀器構造

1989年，戴克在博士后期間，與一位名叫Paul Forderhase的設計師共同開發了全新的SLS 3D印表機--Bambi。Bambi機器長10英尺（3.1米），高7英尺（2.1米），重達幾千磅。這台機器作為研究和工業生產的設備，在美國德克薩斯大學服務多年。Nova Automation公司則一直致力於改進其技術，從而用於商業用途。

Bambi機器和首席設計師PaulForderhase

使用Bambi機器製造的塑料部件

1989年2月，Nova Automation正式改名為DTM公司。DTM是Desktop Manufacturing的縮寫，因為當時的媒體都在用「桌面級」來形容SLS技術的3D列印設備，DTM由此得名。戴克繼續在DTM公司進行SLS激光燒結系統的研發，於1993年研發出了第一台在商業上成功的SLS設備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（Clemson University）的工程系教授。三年半時間后，戴克回到奧斯汀，開始了四衝程發動機Deckard Engine的研發。不過戴克的大部分研究時間仍然是在增材製造的項目。2012年，戴克作為創始人之一成立了Structured Polymers LLC公司，致力於為SLS設備研發新型聚合物材料。

從左至右：Carl Deckard，JoeBeaman和Paul Forderhase拍攝於2012年11月19日。背景中的圖像是選擇性激光燒結製作的微型德克薩斯大學塔