Kolmemõõtmeline printimine

Printimismeetodid

Põhiline erinevus detailide valmistamise tehnoloogiate vahel seisneb selles, kuidas materjali kihte üksteise peale paigaldatakse.

Laserpaagutamine

Laserpaagutamistehnoloogia kasutab võimast laserit, mis sulatab plasti, metalli, keraamika või klaasi pulbri kihthaaval, vastavalt detaili läbilõikele, terviklikuks mudeliks.

Stereolitograafia

Esimene kaubanduslik 3D-printer kasutas stereolitograafia meetodit. Selle leiutas 1984. aastal Charles Hull, kasutab printimise toormaterjalina vedelat polümeeri, mis tahkub teatud lainepikkusega valguse käes. Valgusallikana kasutatakse laserit, ning soovitud detail saadakse kihthaaval materjali tahkestamisega vastavalt mudeli läbilõikele. Kuna materjal muutub tahkeks ainult laseri fookuses, siis pärast ülejäänud vedela polümeeri eemaldamist jääb alles soovitud detail. Detaili valmistamise aeg sõltub detaili suurusest ja keerukusest, kuid üldiselt pole see kauem kui üks päev. Valmistatud detail on piisavalt vastupidav ning seda saab edasi töödelda teiste masinatega. Sellist tehnoloogiat kasutatakse laialdaselt valuvormide valmistamiseks.

Sulatatud sadestumise vormimine

FDM-tehnoloogia puhul valmistatakse detail sulatatud plasti paigaldamisega läbi peene otsiku, kihthaaval, järgides soovitud mudeli läbilõikeid. See tehnoloogia on peamine, mida kasutatakse kiirprototüüpimises, kuna toormaterjal on suhteliselt odav ning mudeli valmistamise aeg on lühike.

Elektronkiirega sulatamine

EBM tehnoloogia puhul kasutatakse toormaterjalina metallsulami pulbrit, mis sulatatakse terviklikuks detailiks vaakumi all. Erinevus laserpaagutamistehnoloogiast seisneb selles, et laseri asemel kasutatakse elektronkiirt. Samuti on valmistatud detailid vastupidavamad. Kuna see tehnoloogia võimaldab kasutada toormaterjalina titaani sulameid, kasutatakse seda laialdaselt meditsiinitööstuses proteeside valmistamiseks.

Selektiivne lasertehnoloogia

SLS (selective laser technology) on levinud tehnoloogia. Esemete valmistamiseks laotatakse maha õhuke pulbrikiht ja laseriga suunates sulatatakse pulbri terakesed kokku. Printimise ajal ühenduses mitteolevad pulbriterakesed toestavad eset seni, kuni see valmib. Printimise lõppedes saab järelejäänud pulbrit taaskasutada. 
Praegused SLS 3D-printerid suudavad toota esemeid paljudest erinevatest pulber-materjalidest, näiteks polüstüreenist, nailonist, keraamikast, terasest, titaanist, alumiiniumist ja isegi hõbedast.

Multi-jet-mudeldus

On olemas ka MJM-mudeldus (multi-jet modelling). Esemed ehitatakse üles järjestikuste pulbrikihtide abil. Tindipritsi pea piserdab sideainet, mis liimib ainult vajalikud terakesed kokku. Mõned MJM-printerid, nagu näiteks ZCorpi ZPrinter 650, suudavad piserdada nelja erinevat värvi sideainet, võimaldades luua kuni 600x540 punktitihedusega värvilisi esemeid.

Kasutusvaldkonnad

Kolmemõõtmelist printimist kasutatakse kiirprototüüpimiseks peaaegu kõigis tööstusharudes: alates ehte- ja meditsiinitööstusest, lõpetades kosmosetööstusega. Kolmemõõtmeline printimine on kasutust leidnud ka arheoloogias väärtuslikest esemetest koopiate valmistamisel. Antud juhul tehakse algsest esemest 3D-skanneriga mudel arvutisse ning seejärel prinditakse mudelist koopia. Kriminoloogias on eelnevalt kirjeldatud tehnoloogiat kasutatud kannatada saanud asitõendite taastamiseks. 2015. aasta detsembris kasutas austraallasest neurokirurg Ralph Mobbs 3D-printerit oma patsiendi Drage Josevski kaelalülist proteesi tegemiseks, kuna neurokirurg tahtis luuvähi tekitatud kasvaja käes vaevleva patsiendi elu päästa. Operatsioon õnnestus ning patsient saab pärast pool aastat kestvate operatsioonijärgsete söömise ja rääkimise häireid terveks.

Valmistatud detailide täpsus

Detailide lahutusvõimet kirjeldavad paigaldatava kihi paksus ja selle täpsus valmistatava detaili läbilõike suhtes. Kihtide paksused jäävad 100 mikromeetri suurusjärku ning tasapinnaline täpsus on 50–100 mikromeetri vahel, mis on võrreldav tavalise laserprinteri resolutsiooniga.
Prinditud detailide mõõtmed on üldiselt 50×50×50 cm suurusjärgus. Suurimad seni ühes tükis prinditud detailid on mõõtmetega 200×70×95 cm. EADS korporatsioonil on plaanis olnud hakata tootma komposiitmaterjalist lennukidetaile, mis oleks valmistatud kolmemõõtmelise printimise tehnoloogiaid kasutades. Antud juhul oleks mõned detailid kuni 35 m pikad.