Тривимірний друк, також відомий як адитивне виробництво, — це вдосконалена виробнича технологія, яка створює три{1}}вимірні об’єкти шляхом шарування матеріалів на основі файлів цифрових моделей. З моменту свого створення в 1980-х роках 3D-друк розвинувся від швидкого інструменту створення прототипів до ключової технології, що охоплює різні галузі, такі як медицина, аерокосмічна промисловість, автомобілебудування та будівництво, рухаючи обробну промисловість до інтелектуального та персоналізованого виробництва.
Основний принцип 3D-друку полягає у створенні три{1}}вимірної моделі за допомогою комп’ютерного-програмного забезпечення (CAD), а потім її розділення на сотні чи тисячі дво{3}}поперечних{4}}шарів даних, керуючи друкарською машиною для нанесення матеріалу шар за шаром. Поширені технології друку включають моделювання наплавлення (FDM), стереолітографію (SLA) і вибіркове лазерне спікання (SLS), кожна з яких підходить для різних матеріалів (таких як пластик, метали та кераміка) і вимог до точності. Наприклад, FDM використовує високо{7}}температурне плавлення термопластів і екструзію шар за шаром, що робить його придатним для недорогого-прототипування; тоді як SLA використовує ультрафіолетові лазери для затвердіння рідкої смоли, що дозволяє створювати деталі з мікрон-рівнем точності.
3D-друк пропонує значні переваги: по-перше, він пропонує високий ступінь персоналізації, дозволяючи виготовляти складні геометричні форми без прес-форм, задовольняючи вимоги медичних імплантатів і персоналізованих споживчих товарів. По-друге, він може похвалитися високою матеріалоємністю. Традиційне субтрактивне виробництво часто створює значні відходи, тоді як адитивне виробництво використовує лише необхідний матеріал. По-третє, він скорочує виробничі цикли, що робить його особливо придатним для сценаріїв досліджень і розробок, що включають невеликі партії та швидкі ітерації.
Однак 3D-друк все ще стикається з проблемами, такими як низька швидкість друку та необхідність оптимізації механічних властивостей великих металевих деталей. Завдяки проривам у таких технологіях, як багато-друк матеріалів і 4D-друк (-матеріали, що змінюються), 3D-друк ще більше інтегрує штучний інтелект та Інтернет речей, ставши ключовою опорою Четвертої промислової революції та змінивши глобальний виробничий ландшафт.
