تکنولوژی های پرینتر سه بعدی

اولین فناوری تکنولوژی پرینتر سه بعدی : ساخت رشته‌های مذاب، که با نام تجاری اف‌دی‌ام fused deposition modeling شناخته می‌شود، پرکاربردترین روش چاپ «اکستروژن ماده» است. چاپ سه‌بعدی از طریق ریختن ترموپلاستیک مذاب و تشکیل لایه‌ها آسان‌ترین و معمول‌ترین فناوری‌های چاپ سه‌بعدی است. سابقاً دستگاه‌های FDM مثل امروز پرکاربرد نبودند و شرکت Stratasys به تولید صنعتی آن‌ها می‌پرداخت، ولی از سال ۲۰۰۹ میلادی دستگاه‌های خانگی و دست‌ساز ظهور کردند و هم‌اکنون با وسعت زیادی در حال پیشرفت هستند. روش کاری این دستگاه به‌نحوی است که یک رشتهٔ پلاستیک وارد دستگاه می‌شود و در دمای بالایی از نوک نازل به‌صورت ذوب‌شده بیرون می‌آید و هر لایه را با این مواد مذاب شکل می‌دهد، استحکام لایه‌ها به نحوهٔ سفت شدن آن‌ها و میزان تماس با لایه‌ها قبلی بستگی دارد. این فناوری درهرصورت، برای چاپ قطعات دارای برآمدگی و فرورفتگی، به پایه‌های حمایتی نیاز دارد و بعد از اتمام چاپ نیز سطح آن باید پرداخت شود .

دومین فناوری تکنولوژی پرینتر سه بعدی : فوتو پلیمر یزاسیون به فرایندی گفته می‌شود که نوری با طول موج خاص در معرض تابش با رزین حساس به نور قرار گیرد و سبب واکنش های شیمیایی و جامد شدن رزین شود. برخی از روش های پرینت سه بعدی از همین اصل برای تولید لایه‌لایه مواد جامد روی هم استفاده می‌کنند. فرایند Vat Photo-polymerization قطعات تولیدی با جزییات بسیار دقیق و سطح خارجی نرمی خواهد داشت. بنابراین مناسب کاربردهای همچون جواهرسازی، پزشکی و دندان‌پزشکی، تولید قالب تزریقی ضعیف و …  خواهد بود. محدودیت اصلی این روش، ترد و شکننده بودن قطعات تولیدی است فرآیندهای Vat Polymerization در تولید قطعات با جزئیات کوچک عالی هستند و سطح نهایی آنها صاف و صیقلی است. این امر آنها را برای تولید جواهرات و کاربردهای پزشکی و دندانپزشکی ایده آل می‌کند. محدودیت اصلی Vat Polymerization شکنندگی قطعات تولیدی، ابعاد کوچک ساخت و گرانی متریال است.

سومین فناوری تکنولوژی پرینتر سه بعدی : Powder Bed Fusion یک فرآیند پرینت سه بعدی برای تولید اجسام جامد است که در آن با استفاده از یک منبع حرارتی، همجوشی بین ذرات پودر فلز ایجاد می شود و هر بار یک لایه را شکل می دهد. اکثر تکنولوژی های Powder Bed Fusion از مکانیسم هایی برای اضافه کردن پودر فلز در زمان ساخت جسم بهره می برند که در نتیجه جسم نهایی در بین پودر فلزات قرار می گیرد. تفاوت اصلی بین تکنولوژی های Powder Bed Fusion، در استفاده آنها از منابع انرژی مختلف مانند لیزر یا پرتو الکترون است. یکی از ویژگی‌های شاخص این دسته از پرینترهای سه بعدی این است که در فرآیند ساخت نیازی به استفاده از ساپورت ندارند. یعنی در یک پرینتر سه بعدی گداخت بستر پودر، پودرهای گداخته نشده‌ی موجود در لایه‌های قطعه که همچنان جزئی از قطعه نشدند، نقش ساپورت را در فرآیند ساخت ایفا می‌کنند.

چهارمین فناوری تکنولوژی پرینتر سه بعدی : لایه نشانی با استفاده از توزیع مستقیم انرژی (DED) یک فرآیند پیچیده پرینت سه بعدی است و معمولاً برای تعمیر یا افزودن ماده‌ی اضافه به اجزای موجود مورد استفاده قرار می‌گیرد. با استفاده از این فناوری می توان قطعات را از ابتدا ساخت اما بیشتر برای کاربردهای صنعتی مانند تعمیر پره‌های توربین آسیب دیده استفاده می‌گردد. به طور مشابه با بعضی از روشهای ذوب لیزری مبتنی بر بستر پودر مثل SLM و EBM این روش نیز از یک منبع انرژی متمرکز مانند پرتو لیزر یا الکترون برای ذوب ماده استفاده می‌کند. اما ماده ذوب شده، به طور هم زمان بوسیله یک نازل نیز لایه نشانی می‌گردد. بطوریکه، این روش پیشرو روش‌های ذوب لیزری مبتنی بر بستر پودر و اکستروژن ماده است. باید این نکته را مورد توجه قرار داد که این روش با اسامی دیگری نیز شناخته می‌شود مانند Laser Engineered Net Shaping (LENS), Direct Metal Deposition (DMD), Electron Beam Additive Manufacturing EBAM که بستگی به نوع کاربرد و روش خاص آن خواهد داشت. روش پرینت سه بعدی که در آن از انرژی حرارتی کانونی شده برای جوش دادن مواد استفاده می شود. مواد در این روش خود در حال پاشش بر روی سطح می باشد.