סקירת טכנולוגיות הדפסה תלת מימדית

למרות שרבים חושבים שטכנולוגיית הדפסה בתלת מימד הינה חדשה, מדפסת תלת מימד הומצאה כבר בשנות ה -80.
צ'ארלס הול (Charles W. Hull), מקים חברת 3D Systems יצר מדפסת תלת מימד כבר בשנת 1984 ורשם פטנטים רבים אשר עדיין רלוונטים להיום.
בשנת 1989 הטכנולוגיה הפכה למסחרית וניתן היה לרכוש מדפסת תלת מימד בטכנולוגיה של סטריאוליטוגרפיה (SLA) במחירים אסטרונומיים.
 
כל מדפסת תלת מימד מקבלת מודל גרפי אשר מיוצג על יד קובץ STL (קיצור של סטריאוליטוגרפיה) אשר נוצר בתוכנות תיב"ם ותוכנות גרפיות כגון SolidWorks, ProE,AutoDesk,KeyCreator ורבים אחרים.
מדפסת התלת מימד לוקחת את הקובץ ופורסת אותו למאות ואף אלפי שכבות, על פי עובי השכבה אשר ניתן להדפיס במכונה.  העובי נע בין מיקרונים בודדים למאות מיקרונים.
קיימות טכנולוגיות הדפסה רבות בטכניקות שונות וחומרי ייצור שונים, אולם כל מדפסת תלת מימד עובדת בעקרון זהה - בנייה בשכבות. 
 
מגוון הטכנולוגיות השונות הקיימות למדפסת תלת מימד:
 
  • CJP) Color Jet Printing) -  הדפסה צבעונית בחומר גלם שהינו גבס. החברה אשר יצרה מדפסת תלת מימד צבעונית לראשונה היתה חברת Zcorp אשר נרכשה בהמשך על ידי חברת 3D Systems.
     
  • SLA) Stereolithography) - הטכנולוגיה הראשנה מבין כל הטכנולוגיות. עיקר הטכנולוגיה הינו מיצוק נוזל פוטופולימרי באמצעות קרן לייזר מדוייקת.  בטכנולוגיה זו מתקבלים המודלים המדוייקים ביותר עם פני השטח היפים והחלקים ביותר.
     
  • SLS) Selective Laser Sintering) - מדפסת תלת מימד בטכנולוגיית SLS מסוגלת לייצר מודלים בניילון וחומרים אחרים בעלות חוזק סופי לשימוש במוצר סופי.  עיקרון הטכנולוגיה הינו מיצוק אבקות באמצעות לייזר.
     
  • MJP)  Multi Jet Printing)- הזרקת פולימרים בדיוקים גבוהים. מדפסת MJP הומצאה בשנת 1996 על ידי חברת 3D Systems ומספר שנים לאחר מכן, גם חברת Objet יצאה במדפסות בטכנולוגיה הנ"ל עם שינויים מסויימים מכיוון שהטכנולוגיה מוגנת פטנט. העקרון הטכנולוגי של מדפסת MJP הינו הזרקת נוזל פוטופולימרי דרך דיזות, בדיוקים גבוהים ביותר.
     
  • DMS) Direct Metal Printing)- מדפסת תלת מימד אשר ממצקת אבקות של מתכות כגון - אלומיניום, טיטניום, פלדת אל חלד, קובלט כרום ועוד רבים. אבקת המתכת מתמצקת באמצעות קרן לייזר חזקה ביותר הקיימת במדפסת התלת מימד.
     
  • FDM) Fused Depositioning Modeling) -שיטת הדפסה אשר הוצאה על ידי חברת סטרטסיס. בשנים האחרונות הפטנט פג והשוק הוצף בעשרות דגמים זולים של מדפסות ביתיות ושולחניות בטכנולוגיה הנ"ל. מדפסת תלת מימד בשיטת FDM מתיכה סליל פלסטי.
     
  • DLP) DIgital Light Projector) - מדפסת תלת מימד בשיטת DLP, משתמשת במקרן אור לבן אשר מקרין תמונה על אמבט של נוזל פוטופולימרי. כל שכבה הינה תמונה נפרדת אשר המדפסת התלת מימדית מייצרת בהתאם להגדרת עובי השכבה.
     
  • SHS) Selective Heat Sintering)- טכנולוגיית הדפסה אשר מאפשרת למדפסת תלת מימד להקשות אבקת פלסטיק באמצעות ראשים טרמיים. חברת BLUEPRINTER המציאה את הטכנולוגיה הנ"ל.
     
  • SDL) Selective Deposition Lamination) - חברת Mcor המציאה בשנת 2005 טכנולוגייה אשר מאפשרת למדפסת תלת מימד לייצר מודלים צבעוניים מחומר גלם שהינו דף A4.  הטכנולוגיה משלבת דפים, סכינים לחיתוך דבקים ועוד על מנת ליצור מודל תלת מימדי.
     
  • 3SP) Scan Spin and Selective Photocure) - טכנולוגיית הדפסה של חברת EnvisionTec הגרמנית. מדפסת תלת מימד בשיטת 3SP ממצגת נוזלים באמצעות קרן לייזר אשר נעה על זרוע מעל אמבט החומר. פני השטח ב 3SP הינם יפים וחלקים בדומה להדפסה ב SLA.