فناوری چاپ سه‌بعدی، در سال 1980 توسط چاک هال اختراع شد.

بسیاری از فرایندهای تولید با برش و ازبین بردن بخش‌های اضافی برای ایجاد یک شیء انجام می‌شود، که این مسئله باعث اتلاف مواد اولیه می‌گردد. در مقابل با فرایند‌های سه‌بعدی نزدیک 98 درصد از مواد اولیه به‌صورت مفید استفاده می‌شوند.

سه مرحله اصلی در چاپ سه‌بعدی وجود دارد.

اولین گام آماده سازی طرح قبل از انجام چاپ است. باید یک فایل سه‌بعدی از جسمی که می‌خواهید چاپ کنید آماده کنید. برای انجام این کار می‌توان از نرم‌افزارهای CAD یا از یک اسکنر سه‌بعدی استفاده کرد. با استفاده از اطلاعاتی که در این قسمت از شیء به دست می‌آوریم، طرح با برش‌های عرضی به قسمت‌های دویعدی تقسیم می‌شود تا فرایند‌های چاپ را بتوانیم به‌صورت لایه‌ای انجام دهیم.

گام دوم چاپ کردن است. که ابتدا انتخاب می‌کنیم که از چه ماده‌ای برای چاپ استفاده می‌کنیم و کدامیک برای ساخت شیء مناسب‌تر است. مواد مورد استفاده در چاپ سه‌بعدی تنوع زیادی دارند. آن‌ها شامل پارچه، رزین، پلاستیک،سرامیک، فلزات، شن، بیومتریال، شیشه و غذا هستند..

گام سوم احتیاج به تواناییها و مواد خاص دارد. بلافاصله پس از چاپ شیء، نمی‌توان آن را به‌طور مستقیم مورد استفاده قرار داد و باید سمباده کشیده شود و بعد از آن نقاشی شود تا شیء موردنظر آماده شود.

تکنیک‌های متفاوتی در پرینت سه‌بعدی وجود دارد که در ادامه به اختصار به آنها می‌پردازیم.

تکنولوژی SLA (Stereolithography)

SLA اولین تکنولوژی پرینت سه‌بعدی در دنیا است. در این تکنولوژی مواد اولیه به‌صورت مایع استفاده می‌شوند و یک سینی دارد که در مخزن مواد اولیه فرو می‌رود، در این زمان یک منبع اشعه یووی که در زیر مخزن قرار دارد، به کف مخزن می‌تابد و طرح لایه اول را ترسیم می‌کند. و مایع آن قسمت را سفت و جامد می‌کند. سپس سینی به اندازه یک لایه بالا رفته تا مواد مایع دوباره در کف مخزن قرار گیرد و لایه بعدی ترسیم شود و همینطور ادامه میابد تا شیء ایجاد شود.

تکنولوژی DLP (Digital Light Processing)

این تکنولوژی بسیار شبیه SLA است با این تفاوت که در DLP به جای لیزر از یک پروژکتور دیجیتال نوری استفاده می‌شود که تصویر یک لایه را یک‌باره و با یک فلش زدن به کف مخزن می‌تاباند و با این کار سرعت چاپ افزایش میابد.

تکنولوژی FDM (Fused Deposition Modeling)

در این تکنولوژی پرینت سه‌بعدی اجسام با گرم کردن یک میله پلاستیکی تا دمای ذوب آن و خارج کردن آن از نازل و ترسیم لایه موردنظر ، ساخته می‌شوند. این روش معمول‌ترین فرایند در میان تکنولوژی‌های پرینتر سه‌بعدی است.

تکنولوژی SLS (Selective Laser Sintering)

در این نوع پرینتر سه‌بعدی از پودر به عنوان مواد اولیه استفاده می‌شود و روش کار به این صورت است که برای ساختن هر لایه، یک لایه پودر روی سطح ریخته می‌شود و با استفاده از پرتو لیزری در مکان‌های مشخص پودر را سخت کرده و به صورت یک تکه جامد به لایه‌های پیشین متصل می‌کند. در آخر کار شیء ساخته شده از میان پودر‌ها خارج می‌شود و مابقی پودرها که هنوز قابل استفاده‌اند برای ساخت دوباره جمع‌آوری می‌شوند.

تکنولوژی SLM (Selective Laser Melting)

پرینتر سه‌بعدی SLM کارکردی مانند SLS دارد با این تفاوت که در این پرینتر سه‌بعدی تولید قطعاط فلزی انجام می‌شود و لیزر باید یک پودر فلزی را ذوب کند تا سفت شود و به لایه‌های پایین‌تر متصل شود.

تکنولوژی EBM (Electronic Beam Melting)

در این پرینتر سه‌بعدی هم از پودر فزات به عوان مواد اولیه استفاده می‌شود و مانند SLM است اما در این تکنولوژی به‌جای لیزر از پرتو الکترونی با چگالی انرژي بالا جهت ایجاد اتصالات بین ذرات استفاده می‌شود. سرعت پرینتر سه‌بعدی EBM بیشتر از SLM است، دقت بیش‌تری دارد و لایه‌ها هم نازک‌ترند. همچنین به دلیل روش پرینت، پرینت گرفتن باید در محیط وکیوم انجام شود و تنها می‌توان از مواد رسنا در این سازه‌ها استفاده کرد.

تکنولوژي LOM (Laminated Object Manufacturing)

این یک سیستم سریع و وابسته به نمونه اولیه است. در این فرایند ،لایه‌های مواد با مواد چسبناک پوشانده می‌شوند سپس با گرما و فشار باهم ترکیب می‌شوند. بعد از آن با یک چاقو یا تیغ لیزری برش داده می‌شوند تا شکل موردنظر ایجاد شود. به‌طور دقیق‌تر یک لایه نازک پوشانده‌شده با مواد چسبناک روی لایه‌های پیشین قرار می‌گیرد و با یک غلتک داغ به مواد چسبنده گرما داده می‌شود تا دو لایه به هم متصل شوند.

لایه‌ها می‌توانند از پلاستیک، کاغذ یا ورقه‌های فلزی ساخته شوند. فرآیند می‌تواند شامل مجموعه‌ای از پردازش‌های ثانویه مانند نقشه‌کشی و مته‌زنی باشد. این یک روش سریع و کم‌خرج از پرینت سه‌بعدی است. در این تکنولوژی پرینت سه‌بعدی به دلیل استفاده از مواد چسبنده احتیاجی به واکنش‌های شیمیایی نیست و همچنین قطعات نسبتا بزرگی می‌توان ساخت.

تکنولوژی (MJ (Material Jetting

در این تکنولوژی پرینتر سه‌بعدی، فتوپلیمر را از چندین نازل کوچک روی سطح پخش می‌شود و سپس با تابش نور فرابنفش مواد را به حالت جامد تبدیل می‌کنند. پس از اتمام کار هر لایه، سطح به اندازه ارتفاع یک لایه پایین می‌رود تا لایه‌های دیگر هم ایجاد شوند و این روند تا پایان کار ادامه دارد.

پاشیدن مواد در این تکنولوژی باعث افزایش سرعت چاپ در این مدل نسبت به سایر پرینترها شده‌است.

تکنولوژی (BJ (Binder Jetting

یک روش پرینت سه‌بعدی است که در آن یک مایع متصل کننده، طبق اطلاعاتی که از شکل اولیه داریم، در قسمت‌های مورد نیاز برای اتصال به لایه بالاتر اضافه می‌گردد. و سپس لایه‌ای از مواد روی آن پخش می‌شود و دوباره در قسمت‌های مورد نیاز چسب اضافه و دوباره لایه مواد روی آن پاشیده می‌شود. در انتهای کار قطعه‌ای از لایه‌های پودر و چسب شکل می‌گیرد

با این تکنولوژی می‌توانیم مواد مختلفی مانند سرامیک، شن وفلزات را برای چاپ سه‌بعدی استفاده کنیم.

تکنولوژی DOD (Drop On Demand)

این پرینترهای سه‌بعدی دو جت پرینت دارند که یکی برای توزیع ماده اولیه (که وکس مانند است) و دیگری برای ساپورت متریال استفاده می‌شود. قطرات به صورت نقطه‌ای روی مسیر ازپیش تعیین شده توزیع می‌شوند که پس از توزیع هر لایه مقطع جسم برش داده می‌شود تا سطح لایه یکدست و صاف شود.