چاپ سه بعدی (3D printing) یا روند تولید افزودنی، روند ساخت اجسام جامد سه بعدی از یک فایل دیجیتالی است. در این فناوری ایجاد یک شیء سه بعدی با استفاده از روندهای افزودنی انجام می شود. در یک روند افزودنی یک شیء با قرار دادن پی در پی لایه هایی از مواد درست می شود. قرار دادن لایه ها تا زمانی که کل شیء ایجاد شود ادامه می یابد. هر کدام از این لایه ها درواقع یک مقطع نازک افقی از جسم نهایی هستند.
چاپ سه بعدی چگونه انجام می شود؟
چاپ سه بعدی با انجام طراحی از شیئی که می خواهیم درست کنیم شروع می شود. این طراحی در یک فایل CAD انجام می شود. طراحی در یک فایل CAD به این معنا است که طراحی با کمک سیستم های رایانه ای انجام می شود و از سیستم های رایانه ای برای کمک به ایجاد، اصلاح، تجزیه و تحلیل و یا بهینه سازی یک طرح استفاده می شود.) کار طراحی با استفاده از سیستم های رایانه ای به دو صورت انجام می شود.
1-استفاده از برنامه مدل سازی سه بعدی که برای ایجاد یک شیء کاملاً جدید ایجاد می شود.
2-با استفاده از یک اسکنر سه بعدی برای کپی کردن شیئی که وجود دارد. اسکنر کمک می کند یک کپی دیجیتال سه بعدی از یک شیء گرفته شود و این کپی در داخل یک برنامه مدل سازی قرار داده می شود.
سپس نرم افزار، مدل نهایی را به صدها یا هزاران لایه افقی تقسیم می کند. هنگامی که این فایل آماده شد در چاپگر سه بعدی آپلود می شود و چاپگر شیء را لایه به لایه ایجاد می کند. چاپگر سه بعدی هر قطعه را (یا تصویر دوبعدی را) می خواند و لایه ها را با هم ترکیب می کند تا شیء سه بعدی مورد نظر ایجاد شود. البته هیچ نشانه ای از لایه بندی، قابل مشاهده نخواهد بود.
همه چاپگرهای سه بعدی از یک فناوری مشابه برای ایجاد اشیا استفاده نمی کنند. راه های مختلفی برای انجام این کار وجود دارد و همه آنها از سال 2012 قابل استفاده اند. تفاوت عمده این فناوری ها در روش ساخت لایه هایی است که به منظور ایجاد شیء نهایی مورد استفاده قرار می گیرند. در برخی از روش ها مواد ذوب شدنی یا نرم شدنی برای تولید لایه ها مورد استفاده قرار می گیرند. پخت انتخابی لیزر (SLS) و مدل سازی رسوب جوش خورده (FDM) رایج ترین فناوری های مورد استفاده در این روش چاپ کردنند. روش دیگر چاپ، ذخیره کردن مواد مایع است که با فناوری های مختلف انجام می شود.
در روش پخت لیزر انتخابی با استفاده از لیزر با قدرت بالا، ذرات کوچکی از جنس پلاستیک، فلز، پودر سرامیک یا شیشه ترکیب می شوند تا یک توده که شکل سه بعدی مورد نظر را داشته باشد درست شود. لایه های جدید از جنس موادی که ذکر شد روی هم قرار می گرند و این روند تکرار می شود تا زمانی که جسم کامل شود.
در روش مدل سازی بارسوب جوش خورده رشته های پلاستیکی و یا سیم های فلزی و سیم پیچ مورد استفاده قرار می گیرد. به این وسیله مواد ذوب می شوند و هم در جهات افقی و هم در جهات عمودی حرکت می کنند. این کار با استفاده از سازوکار کنترل عددی انجام می شود که با یک بسته نرم افزار تولید و با کمک رایانه به طور مستقیم کنترل می شود.
شیء تولیده شده از مواد ذوب شده ای که لایه ها را تشکیل می دهند بلافاصله بعد از خروج از دهانکی سرد می شود.
در یک فناوری دیگر ((Stereolithography (SLA) نیز از یک مایع برای تولید یک بخش جامد استفاده می شود. در این فناوری از اشعه ماورای بنفش مایع و لیزر فرابنفش برای ساخت لایه های جسم استفاده می شود.
ظرف چند سال گذشته چاپ سه بعدی شناخته تر شده است. در حالی که این فناوری چندین دهه است که وجود دارد. به خصوص برخی از تولید کنندگان مانند شرکت نایک مدت ها است از این نوع چاپگر در فرایند طراحی به منظور ایجاد نمونه های اولیه برای تولید استفاده می کنند. استفاده از چاپگر سه بعدی برای این اهداف نمونه سازی سریع نامیده می شود.
علاوه بر نمونه سازی سریع، چاپ سه بعدی برای تولید سریع نیز مورد استفاده قرار می گیرد. ساخت سریع، یک روش جدید ساخت است که در آن شرکت ها با استفاده از چاپگرهای سه بعدی در زمانی کوتاه سفارشی را تولید می کنند. با این روش صرفه جویی زیادی در هزینه ها صورت می گیرد.
علاوه بر تولید در بعد صنعتی با استفاده از چاپگرهای صنعتی رویکردی نیز به سمت چابگرهای شخصی سه بعدی به وجود آمده.
چاپگر سه بعدی قادر است از چند رنگ و چندین نوع ماده استفاده کند و محصولی را به وجود آورد. در نهایت کار این چاپگرها بهبود خواهد یافت و کار به نقطه ای خواهد رسید که محصولاتی کاربردی تولید خواهند شد. این فناوری مزیت های زیادی دارد از جمله پایین آمدن میزان مصرف انرژی، کاهش ضایعات، سفارشی سازی، در دسترس بودن محصول و ... . در نهایت چاپ سه بعدی نحوه تولید را تغییر خواهد داد.