الطباعة ثلاثية الأبعاد، والمعروفة أيضًا باسم التصنيع الإضافي، هي عملية تصنيع متقدمة تقوم ببناء كائنات ثلاثية الأبعاد-من خلال وضع المواد في طبقات بناءً على ملفات النماذج الرقمية. ويتجاوز مبدأ تشغيله حدود التصنيع الطرحي التقليدي، ويحقق تشكيلًا دقيقًا للهياكل المعقدة من خلال التحكم الرقمي.
تبدأ عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد الأساسية بالنمذجة ثلاثية الأبعاد. يستخدم المصممون برامج التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) لإنشاء نموذج رقمي ثلاثي الأبعاد للكائن المستهدف، أو الحصول على نسخة رقمية من الكائن الفعلي باستخدام ماسح ضوئي ثلاثي الأبعاد. يقوم برنامج التقطيع الاحترافي بعد ذلك بتحليل النموذج ثلاثي الأبعاد إلى مئات إلى آلاف الطبقات من البيانات المقطعية العرضية ثنائية الأبعاد -على طول المحور Z-. يقوم هذا البرنامج بإنشاء مجموعة تعليمات كود G- التي تحتوي على معلمات مثل سمك الطبقة ونمط التعبئة، والتي تعمل بمثابة مخطط تشغيل الطابعة.
أثناء عملية الطباعة، تستخدم الطابعات ثلاثية الأبعاد لخطوط التكنولوجيا المختلفة طرقًا محددة لإيداع المواد. تعمل نمذجة الترسيب المنصهر (FDM) على إذابة خيوط اللدائن الحرارية باستخدام فوهة ساخنة، وبثقها طبقة بعد طبقة وفقًا لمسار مخطط وتصلبها عند التبريد. تقوم الطباعة الحجرية المجسمة (SLA) بمعالجة الراتينج السائل الحساس للضوء بدقة باستخدام ليزر الأشعة فوق البنفسجية. يستخدم التلبيد الانتقائي بالليزر (SLS) شعاع ليزر عالي الطاقة-لصهر المواد المسحوقة وربطها نقطة بنقطة. تلتزم كل تقنية بالمبدأ الأساسي المتمثل في "تصنيع الطبقة-بواسطة-الطبقة"، مع التحكم بدقة في إزاحة المحور Z-لمنصة التصميم ومعلمات ترسيب المواد لضمان الترابط الموثوق بين الطبقات المطبوعة المتجاورة.
تدمج أنظمة الطباعة ثلاثية الأبعاد الحديثة أنظمة فرعية مثل التحكم في الحركة وتنظيم درجة الحرارة وإمدادات المواد. وباستخدام آليات المراقبة والملاحظات في الوقت الفعلي-، فإنها تتيح إنشاءات عالية الدقة-بسمك طبقة منخفض يصل إلى 10 ميكرون. تُظهر هذه التكنولوجيا قيمة ثورية في مجالات مثل الطيران، والغرسات الطبية، وتصنيع المكونات الدقيقة. ويؤدي معدل استخدام المواد الرائع الذي يتجاوز 95% إلى دفع تحول الصناعة التحويلية نحو الرقمنة والتخصيص.
