הדפסה תלת-ממדית

הדפסה תלת-ממדית היא טכנולוגיית ייצור המאפשרת לייצר דגמים תלת-ממדיים היישר מתוך המחשב. לרוב, מכונות ההדפסה מייצרות את הדגמים (אבטיפוס) מפולימרים שונים, שכבה אחרי שכבה, ולבסוף מתקבל דגם סופי, כפי שתוכנן בתוכנות התב"ם (תכנון בעזרת מחשב - CAD). חוטי הפלסטיק המשמשים להדפסה תלת-ממדית יהיו עשויים לרוב מ-ABS או מ-PLA (סוג של ביופלסטיק).
כיום קיים מגוון גדול של מדפסות תלת-ממד - ממדפסות תעשייתיות, מדפסות המדפיסות אובייקטים צבעוניים, ומדפסות ביתיות במחירים נמוכים יחסית. לצד השימוש העיקרי ליצירת דגמים, בשנים האחרונות נעשה שימוש במדפסות תלת-ממד גם לצורך ייצור מוגבל של חלקי פולימר ומתכת מורכבים בתעשיות שונות כגון תחבורה ותעופה, אופנה, רפואה ועוד, והצפי שבעתיד עם התפתחות המכונות יעשה שימוש במדפסות תלת ממד גם לייצור המוני. בנוסף ישנם ניסיונות לייצור מדפסות אשר ידפיסו מזון, מבנים ואף רקמות ואיברים ביולוגיים. המגבלות שעדין מעכבות את השימוש הנרחב בהדפסה תלת ממדית הן מחיר גבוה של המכונות ושל הייצור -בעיקר בחומרים שאינם פלסטיק, בעיית איכות ושיעור גבוה יחסית של כשלים.

היסטוריה

מדפסת התלת-ממד הראשונה נוצרה בשנת 1983 על ידי צ'אק האל מחברת "3D Systems", יצרנית מדפסות תלת-ממד מהגדולות בעולם. בשנת 2006 הפכה הטכנולוגיה לנחלת הכלל כשתוקף הפטנט פג.
בשנת 2004 פיתח אדריאן בווייר את פרויקט ה-Reprap, שמטרתו יצירת מדפסות תלת-ממד בקוד פתוח בטכנולוגיית FDM והפרויקט נהפך לידוע מאוד אחרי שהוא כוסה בצורה רחבה בתקשורת ב-2005. כיום ניתן למצוא 'קיטים' ומדפסות מוכנות לשימוש ביתי המבוססות על פרויקט ה-Reprap. מדפסת הדגל של הפרויקט היא Prusa I3.

יצרניות מדפסות תלת-ממד

חברת 3D Systems מהחלוצות בתחום, מספקת פתרונות תוכן להדפסת תלת-ממד וכן מדפסות תלת-ממד, חומרי הדפסה ושירותי חלקים מותאמים אישית על פי דרישה. שיטת ההדפסה היא באמצעות נוזל פולימר שמתמצק תחת תאורת UV, מתחת למיכל ישנה מערכת לייזר ומראות שמשרטטת את הצורה על כל השכבה המודפסת, שהופכת לקשיחה, וכך שכבה אחר שכבה עד לסיום ההדפסה.
חברת Mcor Technologies פיתחה בשנת 2005 תהליך הדפסה באמצעות גיליונות נייר משרדי רגילים, דבק ולהב המורכב מטונגסטן קרביד (באנגלית: Tungsten carbide) לחיתוך הצורה.
חברת סטרטסיס עברה בשנת 2012 מיזוג עם חברת Objet Geometries הישראלית. בשיטת ההדפסה של החברה נעשה שימוש בפולימרים רגישים לקרינה אולטרה סגולה. הפולימר מונח על שולחן הייצור על ידי ראש הדפסה רגיל לחלוטין ומוקשה בשכבות של כ-16 מיקרון עד קבלת מודל אחיד. ב-20 ביוני 2013 רכשה Stratasys את יצרנית המערכות השולחניות להדפסה בתלת-ממד MakerBot בכ-400 מיליון דולר. חברת סטרטסיס מייצרת מדפסות המיועדות בעיקרן לשוק המקצועי והיא לוקחת חלק מרכזי ברבים מהפרויקטים החדשניים. עם זאת, לחברה כיום אין פעילות בשוק הקטן של מדפסות תלת-ממד לשוק הביתי, ש-MakerBot נחשבת לאחד הגורמים החלוציים והמובילים בו. באוגוסט 2016 חשפה החברה דגם הדגמה של מדפסת תעשייתית בטכנולוגיית Infinite Build, המבוססת על הדפסה אנכית, ואשר מסוגלת להדפיס רכיבים ללא מגבלת גודל. המדפסת פותחה בשיתוף בואינג האמריקנית ויצרנית הרכב פורד. 
חברת EOS היא היצרנית המובילה בתחום של ההדפסה התלת ממדית תעשייתית של חלקים המוכנים לשימוש בשיטת SLS - DMLS, בישראל יש כבר מספר מדפסות של החברה גם בהדפסה של פולימרים וגם בהדפסה באבקת מתכת.
בשנים האחרונות נכנסו לתחום גם חברות ענק כמו HP, דאסו סיסטמס וג'נרל אלקטריק.

מדפסות תלת-ממד ביולוגיות

בשנת 2009 יצרה חברת Organovo את NovoGen MMX Bioprinter, מדפסת תלת-ממד אשר מאפשרת להדפיס רקמות תא אנושי. התהליך מתבצע במספר שלבים. בתחילה מגדלים תאי גזע אנושיים בתרבית. בשלב הבא, כאשר ישנה כמות מספקת של תאים, נעשה שימוש באנזים ייחודי המאפשר את "אריזתם" של תאי הגזע למבנה דמוי כדוריות אותו מדפיסים. 
בשנת 2011 הציגו החוקרים אנטוני אטהלה, ג'ואן אנריקואז ולוק מסלה כליה אנושית המורכבת מתאי גזע אנושיים אותה הדפיסו במדפסת תלת-ממד. זהו אב טיפוס בתחילת דרכו ועד היום עדיין לא הושתל איבר מודפס בגוף אנושי חי. בנוסף, מאז ועד היום הודפסו איברים נוספים, כגון אוזן אנושית.
בשנת 2019 פיתחו באוניברסיטת תל אביב שיטה להדפסה תלת-ממדית של לב האדם העשוי מרקמת תאים שנלקחו מגוף החולה עצמו.