تاریخچه پرینترهای سه بعدی
برای اولین بار فناوری سه بعدی در اواخر دهه 1980 ظهور کرد، که در آن زمان نمونه سازی سریع PR نامیده می شد. این فرآیند به عنوان یک روش سریع و مقرون به صرفه تر برای ایجاد نمونه های اولیه برای توسعه محصولات استفاده می شد. این تکنولوژی برای اولین بار توسط دکتر کودوما در ماه می سال 1980 ثبت شد. با این حال ریشه های چاپ سه بعدی را می توان به سال 1986 ارجاع داد که در آن زمان با استفاده از دستگاه SLA چاپ سه بعدی انجام شد. این اختراع توسط چارلز چاک هال انجام شد که اولین دستگاه SLA را در سال 1983 اختراع کرد. بدون شک باید اذعان داشت که پرینتر سه بعدی، تحولی بزرگ در دنیای تکنولوژی محسوب می شود.
سیستم سه بعدی برای اولین بار با سیستم تجاری PR در سال 1987 معرفی شد و پس از تست دقیق برای اولین بار در سال 1988 فروخته شد. در سال 1987 کارل دیکارد در دانشگاه تگزاس دستگاه پخت به وسیله لیزر (SLA) را ثبت کرد. در سال 1989 نیز اسکات کرامپ که یکی از بنیانگذاران شرکت استارتاتیس است تکنولوژی FDM را اختراع کرد. در طول دهه 1990 و اوایل سال 2000 فن آوری های جدیدی به بازار معرفی شد که هنوز هم در کاربردهای صنعتی و فرآیند های نمونه سازی مورد استفاده است.
تکنولوژی های پرینتر سه بعدی
برای چاپ هر قطعه در تکنولوژی سه بعدی ابزارها و برنامه های متفاوت در دسترس می باشد که کار کردن برای عموم را راحت می کند. برای چاپ قطعات می توان از نرم افزارهای سه بعدی یا اسکنرهای دیجیتال که اشیا را به صورت سه بعدی نمایش می دهند استفاده کرد.
به طور کلی در تکنولوژی سه بعدی انواع و اقسام تکنولوژی و دستگاه ها و مواد اولیه وجود دارد. به طور مثال ماده اولیه دستگاه DLP رزین است که با استفاده از لیزر و سفت کردن رزین در لایه های فوق العاده نازک قطعات را چاپ می کند یا در تکنولوژی FDM با اکسترود کردن پلاستیک از طریق نازل قطعات را به صورت لایه لایه چاپ و پرینت می کند.
از مهمترین و پر کاربرد ترین تکنولوژی های پرینتر سه بعدی می توان به چهار مورد زیر اشاره کرد.
- پرینترهای سه بعدی FDM
- پرینترهای سه بعدی DLP
- پرینترهای سه بعدی SLA
- پرینترهای سه بعدی SLS
Fused Deposition Modeling
مدل سازی رسوب ذوب شده معمولا برای برنامه های کاربردی مدل سازی، نمونه سازی استفاده می شود. این یکی از تکنیک های مورد استفاده برای چاپ 3D است. این تکنولوژی قطعات را به صورت لایه به لایه توسط رشته های پلاستیکی پرینت می کند.
این تکنولوژی در اواخر سال 1980 توسط اسکات کرامپ توسعه داده شد ودر سال 1990 تجاری شده است ودر اواخر سال 2011 به صورت خانگی در آمد.
Digital Light Processing
در پرینترهای DLP دقیقا از تکنولوژی پردازش دیجیتال نور استفاده می شود که توسط یک منبع نور DLP تامین می گردد.در این تکنولوژی از رزین های پلیمری مایع برای پرینت استفاده می شود به این صورت که قطعه مورد پرینت به صورت لایه لایه توسط تابش منبع نور ((UV پخته می شود.
پرینت در این تکنولوژی به صورت معکوس بوده و بر عکس تکنولوژی FDM قطعه از بالا به پایین ساخته می شود. دقت دستگاه های DLP بسیار بالاتر از FDM بوده و به خاطر دارا بودن رزولوشن در مصارف پزشکی،زیورآلات(طلاسازی) ونمونه سازی دقیق کاربرد بیشتری دارد.
Stereolithography
پرینترهای SLA نیز مانند پرینترهای DLP از رزین های پلیمر مایع استفاده می کنند اما با غلظت پایین تر. رزین های DLP قابلیت پرینت در پرینترهای SLA را دارا می باشند اما رزین با غلظت پایین تر برای SLA مناسب تر است. از این دستگاه از یک لیزر UV با نقطه کانونی بسیار ریز به عنوان منبع نور استفاده می شود و شکل به صورت لایه به لایه مانند دستورهای اجرایی FDM ساخته می گردد.
این پرینتر نیز به دلیل رزولوشن بالا در مصارف پزشکی و طلاسازی و نمونه سازی دقیق کاربرد بیشتری دارد.
Selective Laser Sintoring
این تکنولوژی با استفاده از لیزر به عنوان منبع نور با ماده اولیه پودر (به طور معمول فلز) با هدف چاپ سه بعدی استفاده می کند. با اتصال مواد پودری به هم یک ماده جامد را پرینت می کند.
این تکنولوژی نسبتا جدید است که تا کنون به طور عمده برای نمونه سازی سریع و برای تولید کم حجم قطعات و اجزا استفاده شده است. این دستگاه در ابعاد بزرگ عموما برای مصارف نظامی و موارد خاص پزشکی استفاده می شود و به دلیل گران بودن این تکنولوژی هنوز وارد بازارهای خانگی نگردیده است.
در جدول زیر نیز تمامی تکنولوژی های پرینترهای سه بعدی منطبق با سایت Wikipedia در سال 2015 آورده شده است که با کلیک بر روی آنها می توانید صفحه مربوط به تکنولوژی را مشاهده فرمایید.
| Type | Technologies | Materials |
| Extrusion | Fused deposition modeling (FDM) orFused Filament Fabrication FFF | Thermoplastics (e.g. PLA, ABS, HIPS, Nylon), HDPE, eutectic metals, edible materials, Rubber (Sugru),Modeling clay, Plasticine, RTV silicone, Porcelain, Metal clay including Precious Metal Clay |
| Robocasting | Ceramic materials, Metal alloy, cermet, metal matrix composite, ceramic matrix composite | |
| Wire | Electron Beam Freeform Fabrication EBF | Almost any metal alloy |
| Granular | Direct metal laser sintering DMLS | Almost any metal alloy |
| Electron-beam melting EBM | Almost any metal alloy including Titanium alloys | |
| Selective laser meltingSLM | Titanium alloys, Cobalt Chrome alloys, Stainless Steel, Aluminium | |
| Selective heat sintering SHS | Thermoplastic powder | |
| Selective laser sintering SLS | Thermoplastics, metal powders, ceramic powders | |
| Powder bed and inkjet head 3D printing | Plaster-based 3D printing PP | Plaster |
| Laminated | Laminated object manufacturing LOM | Paper, metal foil, plastic film |
| Light polymerised | Stereolithography SLA | photopolymer |
| Digital Light Processing DLP | photopolymer |