مواد پرینت سه بعدی

موادی که برای پرینت سه بعدی وجود دارند از روزهای اولیهٔ این فناوری مسیری طولانی را طی کرده‌اند. اکنون مجموعه مواد بسیار متنوعی وجود دارد که به حالتهای مختلف (پودری، رشته‌ای، گلوله‌ای، دانه‌ای، رزینی و غیره) استفاده می‌شوند.
اکنون موادی خاص وجود دارند که عموما برای بسترهایی خاص ساخته شده‌اند و کاربردهای مختص به خود را ایفا می‌کنند (یک مثال از آن بخش دندانپزشکی است) و این مواد ویژگیهایی دارند که خیلی دقیقتر برای کاربرد مورد نظر سازگار شده‌اند.
اما امروزه مواد تخصصی بسیار زیادی برای سازندگان و فروشندگان حوزهٔ چاپگرهای سه‌بُعدی وجود دارند که نمی‌توان همه آنها را در اینجا پوشش داد. درعوض، این مقاله بصورتی عمومی‌تر به متداولترین و پرطرفدارترین انواع این مواد می‌پردازد. و همچنین به چند مادهٔ بخصوصی می‌پردازد که از بقیه متمایز هستند.

پلاستیکها

نایلون یا پلی آمید، معمولا بصورت پودری در فرآیند تَف‌جوشی یا بصورت رشته‌ای در فرآیند FDM استفاده می‌شود. و مادهٔ پلاستیکی مقاوم، انعطاف پذیر و محکمی است که بعنوان ماده‌ای قابل اعتماد برای چاپ سه‌بُعدی به اثبات رسیده‌است. رنگ طبیعی آن سفید است اما قبل یا بعد از چاپ می‌تواند رنگ آمیزی شود. همچنین این ماده می‌تواند (بصورت پودری) با پودر آلومینیوم مخلوط شود و به این ترتیب برای چاپ سه‌بُعدی به شیوهٔ تَف‌جوشی مادهٔ متداول دیگری حاصل شود که آلومید نام دارد.
ABS پلاستیک متداول دیگری است که در چاپ سه‌بُعدی استفاده می‌شود، و بصورت رشته‌ای در چاپگرهای سه‌بُعدی FDM سِری entry-level استفادهٔ گسترده‌ای دارد. ABS پلاستیکی با استحکام ویژه است و با رنگهای متنوعی عرضه می‌شود. ABS را می‌توان بصورت رشته‌ای از منابع غیر تخصصی متعددی خریداری کرد، و این مسئله دلیل دیگری بر محبوبیت این ماده است.
PLA ماده‌ای پلاستیکی است که قابلیت تجزیهٔ زیستی دارد و دقیقا به همین دلیل در چاپ سه‌بُعدی جای پای خود را محکم کرده‌است. این ماده می‌تواند بصورتِ رزینی در فرآیندهای DLP/SL و نیز بصورت رشته‌ای در فرآیند FDM استفاده شود. این ماده به رنگهای متنوعی عرضه می‌شود، از جمله بصورت شفاف، و ثابت شده که این نوع از آن برای برخی از کاربردهای چاپ سه‌بُعدی گزینه‌ای سودمند است. اما مقاومت و انعطافِ ABS را ندارد.
LayWood ماده دیگری است که صرفا برای چاپ سه‌بُعدی در چاپگرهایی از نوع خروج فشاری از سری entry-level ساخته شده‌است. این ماده بصورت رشته‌ای عرضه می‌شود و ترکیبی از چوب/پلیمر است (به آن WPC نیز گفته می‌شود).

فلزات

همه روزه ترکیبات فلزی و فلزات بیشتری برای چاپ سه‌بُعدی در ردهٔ صنعتی استفاده می‌شوند. دو مادهٔ متداول از این گروه آلومینیوم و مشتقات کبالت هستند.
یکی از محکمترین و در نتیجه پرمصرف‌ترین فلزات برای پرینت سه بعدی فولاد ضد زنگ است که بصورت پودر در فرآیندهای EBM/ذوب/تَف‌جوشی استفاده می‌شود. رنگ طبیعی آن نقره‌ای است اما می‌تواند با مواد دیگری آب کاری شود تا ظاهر طلایی یا برنزی داشته باشد.
در چند سال اخیر طلا و نقره هم به مجموعه مواد فلزی اضافه شده‌اند که مستقیما در چاپ سه‌بُعدی استفاده می‌شوند و در حوزه جواهرسازی کاربردهای ویژه‌ای دارند. این دو فلز هر دو خیلی مستحکم هستند و بصورت پودر عمل آوری می‌شوند.
تیتانیوم یکی از محکم‌ترین مواد فلزی موجود است و مدتی است که برای کاربردهای صنعتی در حوزه چاپ سه‌بُعدی استفاده می‌شود. تیتانیوم که بصورت پودری عرضه می‌شود برای فرآیندهای EBM/ذوب/تَف‌جوشی استفاده می‌شود.

سرامیک‌ها

سرامیک‌ها گروه نسبتا جدیدی از موادی هستند که با درجاتِ مختلف در چاپ سه‌بُعدی استفاده می‌شوند. نکته خاصی که در مورد این مواد باید به آن توجه شود این است که بعد از چاپ قطعات سرامیکی باید همان فرآیندی را متحمل شوند که قطعات سرامیکی ساخته شده با استفاده از روشهای تولیدی معمول باید آن مسیر را طی کنند، مثل پخته شدن در کوره و لعاب کاری.
کاغذ
کاغذهای A4 استاندارد ماده‌ای برای چاپ سه‌بُعدی هستند و در فرآیند SDL خاصی استفاده می‌شوند که شرکت Mcor Technologies آنرا عرضه می‌کند. این شرکت در مقایسه با سایر سازندگان و فروشندگان فعال در حوزه چاپ سه‌بُعدی مدل تجاری کاملا متفاوتی را اداره می‌کند، و در این مدل هزینهٔ مصرفی برای ماشین در حد متوسط است، اما تاکید خیلی بیشتری روی منبع مادهٔ مصرفی مقرون به صرفه‌ای تمرکز می‌یابد که بصورت محلی خریداری می‌شود و به راحتی نیز بدست می‌آید. مدلهایی که چاپ سه‌بُعدی آنها با کاغذ انجام می‌شود کاملا ایمن هستند، دوستدار محیط زیست هستند، به راحتی بازیافت می‌شوند، و به عمل آوری ثانویه نیاز ندارند.
مواد زیستی
در زمینهٔ پتانسیل ِمواد زیستی که برای چاپ سه‌بُعدی مصرف می‌شوند و برای مجموعه‌ای از کاربردهای پزشکی (و سایر کاربردها) قابل استفاده هستند تحقیقات زیادی انجام شده‌است. در چندین موسسهٔ مهم و با توجه به کاربردهای رو به گسترش ِچاپِ بافت زنده (این کاربردها چاپ اندامهای انسان به منظور پیوند، و نیز چاپ بافتهای خارجی به منظور جایگزینی بخشهایی از بدن انسان را شامل می شوند)، مطالعات وسیعی روی بافت زنده انجام شده‌است. سایر تحقیقات در این حوزه روی ساخت مواد غذایی (که گوشت اصلی‌ترین مثال این گروه محسوب می‌شود) تمرکز دارند.

غذا

آزمایشات مربوط به بیرون دهنده‌های فشاری به منظور چاپ سه‌بُعدی مواد غذایی در چند سال اخیر شدیدا افزایش یافته‌است. شکلات متداولترین (و جذاب‌ترین) آنها است. چاپگرهایی نیز وجود دارند که با شکر کار می‌کنند، آزمایشاتی نیز با پاستا و گوشت انجام شده‌است. با نظری به آینده، تحقیقات همچنان انجام می‌شوند تا از فناوری چاپ سه‌بُعدی به منظور تولید غذاهای کاملی استفاده شود که کاملا متعادل هستند.
سایر موارد
و نهایتا، شرکتی که پیشنهاد ماده‌ای منحصربفرد (تخصصی) را ارائه می‌کند Stratasys نام دارد که مواد دیجیتال را برای بستر چاپ سه‌بُعدی با افزونه Objet Connex عرضه می‌کند. این پیشنهاد به این معنی است که مواد چاپ سه‌بُعدی Objet استاندارد میتوانند در حین چاپ (در غلظتهایی متنوع و بخصوصی) مخلوط شوند تا مواد جدیدی را تشکیل دهند که از ویژگیهای دلخواه و مورد نظر سازندگان برخوردار هستند. از ترکیب مواد اولیهٔ موجود به شیوه‌های مختلف بیش از 140 ماده دیجیتال جدید حاصل می‌شوند.