Cold spray 3D Printing

فرایند cold spray، که به آن رسوب ذرات مافوق صوت نیز گفته می شود، یک پوشش حالت جامد با انرژی بالا و فرآیند تثبیت پودر است. یک روش کارآمد برای استفاده از فلز، آلیاژهای فلز و ترکیبات آن در کاربردهای مختلف است.

پرینت سه بعدی کلد اسپری از یک گاز حاملِ تحت فشار گرم شده به صورت الکتریکی مانند نیتروژن و هلیوم استفاده می کند، تا فلزهای پودری را در طول یک نازل مافوق صوت de Laval، بالاتر از سرعت بحرانی شتاب دهد. هنگام برخورد ذرات فلز با سطح قطعه، به دلیل انرژی جنبشی بالا که باعث تغییر شکل و چسبندگی ذرات به یکدیگر می شود، مکانیزم اتصال که ترکیبی از پیوند متالوژی و همبندی مکانیکی است را بوجود می آورد.

کلد اسپری می تواند با تولید مخلوطی از مواد فلزی و غیرفلزی یک پوشش سطحی یا یک قطعه مستقل را ایجاد کند، به همین دلیل از این تکنولوژی در صعنت برای پوشش دهی و ساخت قطعات بزرگ استفاده می شود.

برای مثال یک شرکت آلمانی با همکاری شرکت بریتانیایی پروژه ای برای آزمایش کاربرد cold spray در صنعت ساخت موتور جت های تجاری راه اندازی کرده اند.

موتورهای موشک تجاری جدید به فرآیندهای سریع و کم هزینه AM ( Additive Manufacturing ) نیاز دارند که انعطاف کافی برای واکنش به تقاضای در حال تغییر پرتاب ها را فراهم کند. در چند سال گذشته، به دلیل آزادی طراحی و رواج آن در بازار، توجه قابل توجهی به پودر بستر فیوژن ( PBF ) شده است. با این حال، تکنیک‌های PBF می‌تواند چالش‌هایی را برای تولید محفظه احتراق ایجاد کند، مانند ابعاد محفظه ساخت محدود، مواد محدود و در نتیجه زبری سطح بالا ( به ویژه در دیواره‌های کانال خنک‌کننده ) که می‌تواند راندمان را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

فرآیند cold spray  توانایی غلبه بر این محدودیت ها را دارد و راه حلی بالقوه برای تولید محفظه های احتراق با خواص برتر بدون محدودیت اندازه محفظه ارائه می دهد. برای امتحان این موضوع، یک محفظه احتراق به همراه منیفولد ورودی مطابق با دستورالعمل های خاص طراحی شده که جنس لایه داخلی آلیاژی از مس با استحکام بالا است و جنس پوشش بیرونی از اینکونل ( Inconel ) .

نمونه آزمایشی نشان می دهد که فرایند پرینت سه بعدی کلد اسپری موثر تر از دیگر فرآیندها شناسایی شده است. مزایای این روش در مقایسه با دیگر روش ها به شرح زیر است:

1. بدون نیاز به محفظه محافظ
2. تکنیک اتصال ساده مواد غیر مشابه مانند آلیاژها
3. تنش حرارتی ناچیز
4. رفع مشکل زبری کانال خنک کننده
5. امکان بررسی مجدد در طول پروسه تولید
6. قابلیت تعمیر نمونه های اولیه
7. امکان اتصال قطعات اضافی بدون جوشکاری ( مانند سر انژکتور، پایه های محرک )

با به کارگیری تکنولوژی پرینت سه بعدی کلد اسپری می توان بر بسیاری از محدودیت ها در صنعت غلبه کرد و قطعاتی دقیق تر و کارآمد تر ساخت.

پرینت سه بعدی تیتانیوم

تیتانیوم مستحکم تر اما سبک تر از فلزهای دیگر است. کار با تیتانیوم کمی پیچیده است اما برای پرینت سه بعدی بسیار مناسب است.

تیتانیوم رایج ترین فلز مورد استفاده در صنعت ساخت افزایشی است. تیتانیوم به صورت گسترده در هوافضا، جایگزینی مفاصل و ابزار جراحی، ماشین های مسابقه و بدنه دوچرخه، الکترونیک و دیگر محصولات کارآمد کاربرد دارد. تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم استحکام مکانیکی بالا، نسبت استحکام به وزن بالا و مقاومت در برابر خوردگی بالاتر از استیل ضد زنگ دارند. این موجب می شود که راکت ها و هواپیماها سبکتر شده و سوخت کمتری مصرف کنند و توانایی بازده آن ها افزایش یابد.

در صنایع هوافضا چندین  قطعه تولید شده با ساخت افزودنی بر پایه تیتانیوم که توسط FAA آمریکا تأیید شده اند، مورد استفاده تجاری و نظامی هستند و همچنین قطعات جدیدی در انتظار أخذ گواهی نامه هستند. تیتانیوم پرینت سه بعدی به علت نسبت پایین خرید به وزن خود در هوافضا بسیار ارزشمند است. نسبت خرید به وزن یک اصطلاح هوافضا است که به ارتباط بین وزن ماده اولیه و وزن قطعه چاپ شده اشاره دارد.

در صعنت دارویی، پرینت سه بعدی ایمپلنت های تیتانیوم مثل ستون فقرات، لگن، زانو و سایر اندام‌ها به دلیل زیست سازگاری ذاتی فلز و خواص مکانیکی خوب همراه با توانایی پرینت سه‌بعدی در ایجاد ساختارهای متخلخل که امکان یکپارچه‌سازی استخوان و سفارشی‌سازی انبوه را برای بیمار بهتر فراهم می‌کند، موفقیت‌آمیز بوده است. ایمپلنت‌های تیتانیوم پرینت سه‌بعدی هم در تأییدیه‌های نظارتی و هم از نظر تقاضا در حال افزایش هستند. از آنجایی که بیشتر ایمپلنت های پزشکی به صورت گسترده برای افرادی که بیماری یکسانی دارند به صورت مشابه تولید می شود، اما باید ذکر شود که این ایمپلنت ها برای تمام افراد ایده آل نیستند. افرادی که از شرایط نادر رنج می برند اغلب نادیده گرفته می شوند. در حال حاضر، با پرینت سه بعدی، امکان تولید ایمپلنت هایی که به طور انحصاری برای بیماران خاص طراحی شده اند، وجود دارد.

برای پرینت سه بعدی تیتانیوم و آلیاژهای آن چندین تکنولوژی پرینت سه بعدی وجود دارد اما فرآیند هم جوشی بر بستر پودر ( همجوشی بر بستر لیزر پودر، همجوشی بر بستر پرتو الکترونی پودر) و استفاده از پودر تیتانیوم بیشتر مورد استفاده قرار میگرد.

همجوشی بستر پودر لیزری (LPBF) یک فناوری تولیدی مبتنی بر رسوب مواد است که با ذوب موضعی یک ماده توسط لیزر پرقدرت شروع می شود. LPBF با افزودن یک لایه مواد روی لایه قبلی، قطعه ای را تولید می کند. این فرآیندی است که در آن مواد و قطعه هر دو به طور همزمان ایجاد می شوند. بر اساس خواص آلیاژ مبتنی بر تیتانیوم برای پردازش، پارامترهای پروسه LPBF باید برای کنترل تخلخل، ریزساختار و خواص مواد نهایی بهینه و تنظیم شوند. همجوشی بستر پودر پرتو الکترونی فرآیندی مشابه است اما از پرتو الکترونی به جای لیزر استفاده می شود. به گفته AMPower، دمای بالای فرآیند پرتو الکترونی منجر به خنک‌ شدن آهسته‌تر  هرلایه می شود.

در فرآیندهای همجوشی بستر پودری، پرینترهای سه بعدی فلزی از یک بستر پودر فلزی شروع به کار می کنند که به صورت انتخابی اسکن می شود. تمام اطلاعات هندسی از یک مدل CAD که قبلاً در نرم افزار مدلسازی سه بعدی تعریف شده بود به سیستم چاپ داده می شود. مواد پودری عمدتاً با ویژگی هایی مانند مورفولوژی ذرات (نامنظم یا کروی) و توزیع اندازه ذرات مشخص می شوند. مورفولوژی کروی مطلوب تر است زیرا پس از ادامه فرآیند چاپ، امکان جریان پذیری خوب پودر فراهم می شود. فرآیندی که از آن پودر ایجاد می شود ویژگی های نهایی آن را تعیین می کند. پودرهای فلزی را می توان با اتمیزه کردن گاز، اتمیزه کردن چرخشی، فرآیند الکترود دوار پلاسما و اتمیزه کردن آب تولید کرد. نکته اصلی این است که پودر با کیفیت، قطعات با کیفیت تولید می کند. سایر روش‌های تولید افزودنی مناسب برای تیتانیوم شامل رسوب مستقیم انرژی (DED)، رسوب سریع پلاسما (RPD) و جت بایندر است.

پرینت سه بعدی مس

مس یکی از جدید ترین و امیدوار کننده ترین حوزه های پرینت سه بعدی فلز برای همه چیز از موتورهای الکتریکی گرفته تا سینک های حرارتی است. پیش از این پرینت سه بعدی مس به دلیل بازتاب پذیری و رسانایی حرارتی بالا، چالش برانگیز بوده. اما پیشرفت های پرینترها و متریال سه بعدی تا حد زیادی با این چالش ها رو به رو شده است. امروزه پیشرانه های مسی پرینت سه بعدی راکت ها را به فضا می فرستند، سینک های حرارتی را خنک نگاه میدارند و کویل های مسی را برای عملکر بهتر موتور الکتریکی پرینت سه بعدی می کنند.

مس به دلیل توانایی بالا در انتقال گرما و الکتریسته، مقاومت در برابر خوردگی و حتی کشتن باکتری ها و ویروس ها، همیشه یک فلز بسیار مفید بوده است. امروزه تقاضا برای قطعات با هندسه پیچیده افزایش یافته ، زیرا پرینت سه بعدی کاربرد های بیشتری را برای این فلز ارائه می دهد. پرینت سه بعدی قطعات فلزی را دقیق و با جزئیات بیشتر تولید می کند که این باعث کاهش وزن، افزایش کارایی و کاهش زمان ساخت و مونتاژ می شود، زیرا یک مجموعه چند قسمتی را می توان به صورت یک واحد تولید کرد.

پرینتر سه بعدی همچنین باعث کاهش ضایعات این فلز می شود و تولید قطعات را با این فلز گران قیمت کارآمدتر می کند. در این صورت هزنیه ها به صورت چشمگیری کاهش می یابند.

تمام پرینتر های سه بعدی قابلیت پرینت مس را ندارند اما هنوز هم تنوع زیادی در فناوری و قیمت پرینتر ها برای پرینت مس وجود دارد.

بسته به کاربرد های مختلف می توان از پرینتر های متفاوت استفاده کرد برای مثال شما می توانید با فیلامنت های پلاستیکی که پودر مس به آن ها افزوده شده است به وسیله پرینتر سه بعدی FDM جواهرات مسی، اقلام دکوری و قطعات دیگری با ظاهر مسی تولید کنید. اما برای تولیدات پیشرفته تر می توان از پرینتر هایی که از پودر مسی و یا دوغاب مس و پلیمر برای پرینت سه بعدی قطعات صنعتی با خواص مکانیکی بالا و رسانایی عالی استفاده کرد که می توانند استانداردهای بین‌المللی مانند IACS (استاندارد بین‌المللی مس آنیل شده) را برآورده کنند.

پرینتر سه بعدی همجوشی بر بستر پودر یکی از رایج ترین روش های پرینت فلزات، مس را نیز به متریال پرینت سه بعدی خود اضافه کرده است. به دلیل بازتاب پذیر بودن مس امکان استفاده از لیزر برای این فلز امکان پذیر نیست از این رو پرینترهای سه بعدی بر بستر پودر با استفاده از لیزر سبز اقدام به ساخت قطعات مس و آلیاژهای آن کرده اند.

یکی دیگر از انواع پرینترها که برای پرینت مس استفاده می شود بایندر جت است که قطعات فلزی را بدون نیاز به ساپورت تولید می کند. این پرینتر ذرات پودر مس را با استفاده از یک مایع اتصال دهنده بدون نیاز به حرارت طبق الگوی از پیش تعیین شده به یک دیگر می چسباند.

پرینتر سه بعدی DED

 ( DED ) Directed Energy Deposition روش پرینتر سه بعدی است که از منابع انرژی متمرکز برای ذوب و ارجاع همزمان مواد به نازل استفاده می کند، به عنوان مثال انرژی پرتو لیزر، پرتو الکترون و قوس پلاسما. DED همانند سایر فرآیندهای ساخت افزودنی ( AM )، برای تعمیر یا ساخت قطعه جدید به کار می رود.

DED با توجه به منبع انرژی اسامی دیگری نیز دارد، که در زیر اشاره شده است:

1. Laser Engineered Net Shaping (LENS)
2. Direct Metal Deposition (DMD)
3. Electron Beam Additive Manufacturing (EBAM)
4. Directed Light Fabrication
5. 3D Laser Cladding

پرینتر سه بعدی DED با به کارگیری یک منبع گرما، پودر یا فیلامنت را ذوب می کند و طبق الگوی مشخص شده، مواد را روی یک سطح رسوب گذاری می کند تا لایه ها باهم جوش بخورند و ساختار مورد نظر را تشکیل دهند. پرینترهای سه بعدی  DED معمولا نازل هایی را به کار می برند که بر روی یک بازوی چند محوره نصب شده اند و می توانند در جهات مختلف امکان رسوب گذاری متغیر را فراهم کنند. این فرآیند معمولا در یک محفظه کنترل شده با کاهش سطح اکسیژن شکل می گیرد. مواقعی که منبع انرژی پرینتر پرتو الکترونی باشد، فرآیند الزاما باید در خلأ شکل گیرد. درحالی که سیستم های مبتنی بر لیزر هنگام کار با فلزات واکنش پذیر از یک محفظه کاملا بی اثر استفاده می کنند. همچنین می توان از یک گاز محافظ برای پوشاندن قطعه و جلوگیری از آلوده شدن آن در هنگام پرینت سه بعدی فلزی استفاده کرد. معمولا متریال مورد استفاده در این پرینتر سه بعدی، فلز است اگرچه در فرآیند مذکور  موادی مثل پلیمر و سرامیک نیز کاربرد دارد. در کل، هر نوع فلز قابل جوشکاری را می توان در DED  به کار برد؛ از جمله آلومینیوم، اینکونل ( Inconel )، نیوبیم ( niobium )، فولاد ضد زنگ، تانتالیوم ( tantalum ) ، تیتانیوم، آلیاژهای تیتانیوم و تنگستن.

 در این پرنیتر سه بعدی لایه ها 0.25 تا 0.5 میلیمتر ضخامت دارند و سرعت سرد شدن بسیار بالا حدود 1000 تا 5000 درجه سانتی گراد بر ثانیه است.

پرینتر سه بعدی DOD 

Drop on Demand (DOD) یکی از انواع پرینتر سه بعدی است که از یک جفت نازل، به طور هم زمان استفاده می کند. یکی از نازل ها ماده اولیه ساخت را رسوب گذاری می کند که معمولا مواد مشابه موم است. و دیگری برای مواد حل شدنی ساپورت گذاری استفاده می شود.

همانند دیگر پرینتر های سه بعدی، DOD نیز با پیروی از یک الگوی از پیش تعیین شده، لایه به لایه جسم را تولید می کند.

همچنین DOD از یک مگس برش برای صاف کردن سطح مقطع هر لایه استفاده می کند تا از کاملا صاف بودن سطح قبل از شروع لایه جدید اطمینان حاصل کند.

تکنولوژی DOD معمولا برای ساخت قالب های lost-wax casting یا investment casting و دیگر کاربردهای قالب سازی مناسب است.

پرینتر سه بعدی EBAM

( EBAM ) Electron Beam Additive Manufacturing پروسه شبیه به LENS دارد با این تفاوت که منبع انرژی آن پرتو الکترونی است که با توجه به نام آن کاملا واضح است. و هردو می توانند از منبع تغذیه مواد اولیه پودر و سیم استفاده کنند. همچنین EBAM نازل های جدا گانه برای مواد اولیه و منبع انرژی دارد.

فرآیند EBAM معمولا در خلأ انجام می گیرد این کار باعث کاهش مواد آلاینده و عدم نیاز به گازهای بی اثر می شود. پرتو الکترونی با ایجاد حوضچه مذاب و اضافه کردن مواد به جایی که دستور می گیرد، لایه ها را یکی پس از دیگری می سازد.

فلزات رایجی که در این روش استفاده می شوند عبارت اند از: آلیاژهای مس، تیتانیوم، کبالت و نیکل. تیتانیوم و تانتالیوم ( tantalum )خالص نیز استفاده می شود.

آلیاژ تیتانیوم پرمصرف ترین ماده برای استفاده از این روش پرینت سه بعدی برای ساخت قطعاتی مثل ایمپلنت های پزشکی ( به عنوان مثال تعویض مفصل ران ) است.  

پرینتر سه بعدی EBM 

( EBM ) Electron Beam Melting یکی از روش های پرینت سه بعدی بر پایه پودر است که متمایز از سایر روش ها از پرتو انرژی بالا یا الکترون برای القای ذوب بین ذرات پودر فلز استفاده می کند.

یک پرتو الکترون متمرکز شده در میان یک لایه نازک پودری می گذرد و فلز را به صورت متمرکز ذوب و پس از آن بر روی یک سطح مقطع خاص منجمد می کند، این سطوح، جسم جامد را می سازند. در این پرینتر از یک نازل برای خروج پودر و پرتوی الکترونی استفاده می شود.

تکنولوژی EBM در مقایسه با پرینتر های سه بعدی DMLS و SLM از سرعت پرینت بالاتری، به علت چگالی انرژی بالاتر برخوردار است . اما در عین حال مینیمم سایز ، سایز ذرات پودر، ضخامت لایه بزرگتر و همچنین نیاز به پرداخت سطحی بیشتر است. بنابراین نمی تواند به دقتی مشابه با دقت لیزر در پرینتر های سه بعدی مذکور دست پیدا کند .

همچنین  جنس متریال باید رسانا باشد زیرا پرتو های الکترونی بر پایه نیروی الکتریکی کار می کنند. لازم به ذکر است تمام پروسه پرینت قطعات EBM الزاما در خلأ صورت می گیرد زیرا، فلزات هنگام ذوب شدن در دمای بالا تمایل به اکسیداسیون در آنها بیشتر می شود که این موجب شکنندگی قطعه تولید شده می گردد. در حالی که پرینتر سه بعدی EMB با انجام فرآیند در خلأ با دمای بالا و محیطی بدون اکسیژن که باعث کاهش تنش درونی شده و موجب تولید قطعه ای، دارای خاصیت فنری بیشتر و منعطف تر می شود.

پرینتر سه بعدیMJ

Material Jetting ( MJ ) مانند پرینتر های سه بعدی معمولی است با این تفاوت که به جای پرینت تنها یک لایه، چندین لایه را هم زمان روی یک دیگر، برای ساخت قطعه پرینت می کند.

نازل پرینت، صدها قطره فوتوپلیمری بسیار کوچک را پرتاب می کند و آنها را توسط نور فرا بنفش سفت می کند. پس از آنکه یک لایه رسوب گذاری شد، بستر ساخت به اندازه ضخامت یک لایه پایین می رود و این پروسه تکرار می شود تا قطعه ساخته شود.

رسوب گذاری و پخت مواد در MJ متفاوت از سایر پرینتر های سه بعدی است. در این پرینتر سه بعدیبرای دیپوزیت یا پخت، به جای استفاده از یک نقطه که الگوی شکل دهنده سطح مقطع لایه ها را دنبال می کند، از رسوب گذاری نقطه ای استفاده می کند. این پرینترها مواد را به صورت سریع و خطی رسوب گذاری می کنند.

برتری رسوب گذاری خطی در پرینتر سه بعدی MJ این است که، می تواند چند قطعه را در یک خط تولید کند بدون هیچ تاثیری بر سرعت ساخت. تا زمانی که مدل ها صحیح چیده شوند و فضای درون هر خطِ ساخت بهینه شده باشد؛ پرینتر MJ سریعتر از سایر پرینتر های سه بعدی خواهد بود.

قطعات ساخته شده توسط MJ نیاز به ساپورت گذاری دارند که این ساپورت ها از مواد حل شدنی در طول پرینت همزمان با قطعه ساخته می شوند و در مرحله پرداخت حذف می شوند.

MJ تنها نوع پرینتر سه بعدی است که برای پرینت قطعاتی با چند نوع متریال و رنگ، پیشنهاد می شود.

پرینتر سه بعدی MJF

تکنولوژی Multi Jet Fusion یکی از رایج ترین پرینتر ها برای ساخت قطعاتی با دقت و دوام بالا است. این پرینت سه بعدی بر پایه پودر است اما لیزر ندارد و پروسه ای مشابه با binder jetting دارد.

در پرینتر سه بعدی مولتی جت سر پرینتر یک لایه نازک از مواد پودری را بر روی بستر چاپ می ریزد سپس نازل در سرتاسر مواد پودری حرکت کرده و دو نوع مختلف عامل مایع را روی لایه پودری رسوب گذاری می کند، عامل ذوب و عامل جزئیات. بعد از آن واحد گرمایشی( نورUV ) از سرتاسر بستر پودری عبور کرده و هرجایی که عامل ذوب اضافه شده باشد، لایه زیرین آن را ذوب کرده و به یک شکل خاص فرم می دهد. درحالی که عامل جزئیات بدون آنکه ذوب شود، مانند پودر، باقی می ماند. کاربرد عامل جزئیات، تعیین کردن درستی و دقت ابعادی قطعه در حال پرینت است. سپس قسمت های پودری ریخته می شوند و قسمت های چاپ شده با هندسه مورد نظر را به جا می گذارند. همچنین نیاز به مدل سازی ساپورت ها را از بین می برد، زیرا لایه های زیرین نقش ساپورت را برای لایه های بالایی خود ایفا می کنند.

مولتی جت با دیگر تکنولوژی های پرینت سه بعدی متفاوت است زیرا درحالی که لایه های قبلی در حال ذوب شدن هستن، لایه های جدید جایگذاری می شود و این باعث می شود که هردو لایه کاملا ذوب شوند و قطعه ای با دوام تر و با جزئیات بیشتری را تولید کنند.

بعد از کامل شدن پروسه پرینت، مواد پودری ذوب نشده توسط دستگاه وکیوم جمع آوری شده و دوباره مورد استفاده قرار می گیرند.

MJF یک پروسه پرینتر سه بعدی است که قطرات مواد را به صورت انتخابی بر روی بستر ساخت رسوب گذاری و سخت می کند. MJF از موادی مثل فوتوپلیمر یا موم که با در معرض نور UV قرار گرفتن سخت می شوند برای ساخت هر لایه در یک زمان استفاده می کند. در MJF می توان برای ساخت یک قطعه از چندین ماده مختلف در یک زمان استفاده کرد و به این علت می توان قطعات را در رنگ ها و بافت های متعدد پرینت کرد.

پرینتر سه بعدی SHS

فرآیند ( SHS ) Selective Heat Sintering rapid prototyping برای پرینت اجسام سه بعدی شبیه به تکنولوژی SLS است با این تفاوت که، به جای لیزر پرقدرت از یک هد چاپ حرارتی که به صورت خطی تاثیر می گذارد، استفاده می کند.

این پرینتر تنها برای استفاده از پودر ترموپلاستیک طراحی شده است. یک غلتک لایه ای از پودر پلاستیک را روی بستر ساخت گرم شده می ریزد. هد چاپ حرارتی سطح مقطع جسم را بر روی پودر ترسیم می کند و مقدار کافی حرارت، برای سفت شدن لایه اول پودری اعمال می کند. با کامل شدن لایه اول، این پروسه تکرار می شود تا جسم مورد نظر شکل بگیرد. پودرهای اضافی اطراف جسم به آماده کردن ساپورت برای کامل کردن شکل و برآمدگی های جسم کمک می کند. همچنین پودرهای اضافی برای پرینت بعدی دوباره استفاده می شود.

به دلیل اینکه هد چاپ حرارتی ارزان تر از لیزر است، هزینه کلی SHS مقرون به صرفه تر از SLS است. همچنین در پرینتر SLS اجسام  با رسوب گذاری تولید می شوند در حالی که در پرینتر SHS با گرم کردن، ماده اولیه جامد شده و شکل می گیرد.

پرینتر سه بعدیSLA سرعت بالا

3D System، پرینتر سه بعدی رزینی جدیدی عرضه کرده است به نام SLA 750 Dual و ادعا می کند که این پرینتر سه بعدی ترکیبی از اندازه، سرعت، دقت، وضوح، پرداخت و کیفیت مکانیکی عالی را برای قطعات نهایی ارائه می کند. این دستگاه بر تولید قطعات رزینی بزرگ و تولید انبوه برای صنایع از حمل نقل گرفته تا هوافضا و مراقبت های بهداشتی تمرکز کرده است.

هیجان انگیز ترین جنبه پرینتر سه بعدی SLA 750 Dual لیزرهای 4 واتی همگام دوگانه آن است که می تواند قطعات را با دقت بالا پرینت کند. واضح است که وجود دو لیزر سرعت پرینتر سه بعدی را افزایش می دهد اما با این وجود پرینتر سه بعدی SLA 750 dual با یک لیزر همچنان 30 درصد سریعتر از سایر پرینتر های سه بعدی است.

تکنولوژی جدید در پس این بهبود سرعت و عملکرد قابل توجه این پرینتر، الگوریتم اسکن جدید و اختصاصی Hyper-Scan است. ویژگی کنترل لیزر، فوکوس لیزر، قدرت و حرکت شناسی موتور برداری را بهینه می کند.

به گفته این شرکت، این سیستم همچنین دارای یک recoater دوگانه ریلی خود کالیبره شده است که برای بهبود قابلیت اطمینان فرآیند پرینت سه بعدی و خواص مکانیکی قسمت نهایی طراحی شده است.

مشخصات دستگاه:

تکنولوژی :  Stereolithography (SLA)

بزرگترین سایز قابل پرینت: 750*750*550 mm

منبع انرژی: یک یا دو لیزر 4 واتی

بیشترین وضوح: 2000 dpi

پرینتر سه بعدی با اکسترودر Bowden

در پرینتر سه بعدی FDM با سیستم Bowden، اکسترودر دور تر از هات اند بر روی قاب پرینتر سه بعدی نصب شده و توسط یک لوله Bowden به نازل وصل می شود. این فاصله زیاد از نازل موجب می شود که اکسترودر به یک موتور قوی تر برای هل دادن فیلامنت به داخل نازل نیاز داشته باشد. همچنین وجود اصطکاک در لوله Bowden موجب تاخیر قابل توجهی بین اکسترودر و نازل می شود. بنابراین نیاز به شتاب بیشتری در خروجی و retraction دارند تا از Stringing  جلوگیری کنند و رسوب گذاری مناسبی داشته باشند. علاوه بر این بعضی از فیلامنت های منعطف و ساینده ممکن است در لوله Bowden پیچ بخورند یا خم شوند؛ مخصوصا در ورژن قدیمی تر پرینتر های سه بعدی. 

 اما از آنجایی که اکسترودر به جای هد چاپ بر روی قاب پرینتر سه بعدی نصب شده است به همین دلیل وزن کمتری را تحمل می کند. این کاهش وزن به معنای سرعت بیشتر، صدای کمتر و کیفیت بهتر است. در نتیجه قطعه پرینت سه بعدی نهایی کیفیت بهتر خواهد داشت.

پرینتر سه بعدی بایندر جت ( Binder Jetting ) 

چگونه مواد پودری صنعتی را به قطعات و ابزار تبدیل کنیم؟

Binder Jetting یکی از چندین روش پرینت سه بعدی است. روش کار آن به این صورت است که یک تیغه یک لایه نازک مواد پودری را بر روی سطح پخش می کند، سپس یک نازل حرارتی (همانند نازلی که در پرینت دو بعدی از آن استفاده می شد ) و یک مایع اتصال دهنده ( قطرات چسب ) را در حین حرکت روی لایه نازک مواد پودری بر اساس مدل از پیش تعیین شده نشست می دهد به این ترتیب مواد پودری به یک دیگر چسبیده و سخت می شوند. پس از تکمیل لایه اول بستر چاپ کمی پایین تر رفته، تیغه دوباره یک لایه مواد را پخش می کند و مجددا تمام فرآیند تکرار می شود تا قطعه تکمیل شود. پس از چاپ قطعه در پودر محصور می شود تا خشک شود و استحکام پیدا کند. سپس قطعه از پودر خارج شده و با هوای تحت فشار تمیز می شود.

پس از این قطعات معمولا به یک مرحله پس پردازش نیاز دارند زیرا هنگام خروج از پرینتر اصطلاحا در حالت خام ( green state ) بوده، در این حالت از نظر خواص مکانیکی ضعیف بوده و شکننده و متخلخل هستند و نیاز به پرداخت حرارتی دارند. قطعات فلزی معمولا به دو روش sintering و Infiltration ( با فلز برنز خلل و فرج پر می شود) پرداخت می شوند.

چگونه پرینت سه بعدی یک مدل معماری را بسازیم؟

پیشرفت در تکنولوژی پرینت سه بعدی شیوه کار بسیاری از صنایع را تغییر داده است، بخش معماری نیز از این قاعده مستثنی نیست. شرکت های معماری از مزایایی پرینتر سه بعدی از نظر سرعت، هزینه، کارایی و دقت، بیشترین سود را می برند. ارائه دهندگان خدمات مدل سازی سنتی نیز به سرعت از این فناوری استفاده می کنند که به آنها کمک می کند مدل های دقیق تر، سریع تر و ارزان تر تولید کنند.

هیچ کدام از نقشه ها، طرح های اولیه و حتی مدل های سه بعدی دیجیتال نمی توانند تجسم واقعی از مدل را آنگونه که پرینت سه بعدی نشان می دهد، تکرار کنند. با استفاده از پرینتر سه بعدی می توانید بارها و بارها مدل خود را پرینت کرده و آن را عیب یابی کنید تا بهترین مدل با کمترین اشتباه را ارائه دهید.

برای پرینت سه بعدی مدل معماری خود به کمک یک نرم افزار طراحی، مدل سه بعدی خود را طراحی کنید و سپس آن را به نرم افزار اسلایسر پرینتر سه بعدی تحویل دهید. پس از پرینت مدل خود را با مونتاژ قطعات، سباده زنی و رنگ آمیزی اصلاح کنید.

پرینتر های مناسب برای معماران

انتخاب پرینتر به بودجه، آشنایی شما با ماشین ها و عوامل دیگری که مختص کار شما است، بستگی دارد. در اینجا ما به معرفی سه نوع از پرینتر ها که بیشتر در معماری استفاده می شود می پردازیم.

پرینتر سه بعدی FDM

طیف گسترده ای پرینتر های ارزانِ FDM که یک حلقه فیلامنت را برای ساخت اکسترود می کنند، رایج ترین پرینتر های خانگی هستند. مزیت اصلی پرینتر سه بعدی FDM (جدا از ارزان بودن آن) توانایی استفاده از فیلامنت در رنگ ها و انواع مختلف است. با این پرینتر به راحتی می توان انواع فیلامنت را با خواص مختلف پرینت کرد. همچنین امکان پرینت با یک یا چند فیلامنت به طور همزمان وجود دارد.

بسته به کیفت ( و معمولا قیمت ) پرینتر FDM کارهای بیشتری برای از حذف ساپورت ها و سنباده زدن لایه برای رسیدن به کیفیت مطلوب برای رنگ آمیزی یا افزودن سطوح دیگر نیاز داشته باشد. پرینتر های سه بعدی با اکستروژن دوگانه وجود دارد که توانایی پرینت با دو متریال مختلف به طور همزمان را دارند. با استفاده از این پرینتر ها می توان ساختار ساپورت ها را با متریالی که قابل حل باشند پرینت کرد که در این صورت کیفت سطح مدل ما افزایش خواهد یافت.

 پرینتر سه بعدی SLA

این پرینتر از رزین پلیمری مایع استفاده می کند که توسط لیزر UV پخت می شود. پرینتر سه بعدی SLA سطح بالای از جزئیات و سطوحی صاف و با دوام را ارائه می دهد. پرینتر های سه بعدی SLA کوچک و رومیزی در بازار موجود می باشند اما برای پرینت کامل مدل های معماری پرینتر هایی حرفه ای در مقیاس بزرگ بیشتر مورد استفاده قرار میگیرند. حجم بزرگ ساخت، امکان تولید مدل ها را به صورت کامل را دارد که این به معنای صرف زمان کمتر برای پنهان کردن خطوط اتصال و کیفت بهتر آن است. با پرینتر SLA هر بار فقط می توانید با یک ماده کار کنید همچنین تنوع متریال کمتری برای پرینتر های رزینی نسبت به FDM وجود دارد.

بایندر جت رنگی

با استفاده از پودر پلاستیک به عنوان متریال سه بعدی، پرینتر سه بعدی بایندرجت می تواند به صورت رنگی و با جزئیات دقیق و همچنین بدون نیاز به ساپورت مدل شما را پرینت کند. این پرینتر کارهای پس از پرینت شما را کاهش می دهد زیرا دیگر نیازی به رنگ کردن مدل خود ندارید. پس از حذف پودرهای اضافی مدل در یک چسب تثبت کننده فرو می رود تا سطوح بیرونی را ببند و استحکام بیشتری به آن اضافه کند.

پرینتر های FDM رنگی نیز وجود دارد اما برای مدل های معماری از تکنولوژی بایندر جت استفاده می کنند یا فناوری Multi Jet Fusion رنگی انجام می‌شود. برخی از شرکت‌ها چاپ با این فناوری را به صورت تک رنگ انتخاب می‌کنند تا به رنگی شفاف و مات دست پیدا کنند تا کیفیتی مانند مجسمه داشته باشند.

پرینتر سه بعدی FDM

Fused deposition modeling یا پرینتر سه بعدی FDM یک روش ساخت افزودنی است که مواد به صورت لایه ای طبق الگوی از پیش تعیین شده رسوب گذاری می شوند تا جسم مورد نظر ما شکل بگیرد. متریال بعد از گذشت از دمای انتقال شیشه خود ذوب می شوند و طبق الگوی تعیین شده اکسترود می شوند تا جسم را لایه به لایه بسازند.

به زبان ساده یک پرینتر سه بعدی FDM با فشردن فیلامنت پلاستیکی درون هات اند و ذوب کردن آن، فیلامنت را به صورت لایه هایی روی بستر چاپ پرینتر، اکسترود می کند. این لایه ها در یک دیگر ذوب شده و در نهایت جسم مورد نظر مارا می سازند.

بسیاری از انواع متریال وجود دارد که می توان با تکنیک های FDM استفاده کرد از جمله رایج ترین آن ها: ترموپلاستیک ها، شکلات، خمیرها و حتی مواد عجیب مثل ترموپلاستیک مخلوط شده با چوب (فیلامنت چوب) است.

پرینتر سه بعدی FDM ارزان ترین و سریع راه برای رسیدن به پرینت سه بعدی است، اگرچه مزایای زیادی نسبت به سایر روش های پرینت سه بعدی دارد اما نقاط ضعفی نیز دارد که در ادامه به آن ها اشاره می کنیم.

مزایا و معایب

اصلی ترین مزیت پرینتر سه بعدی FDM نسبت بسیار عالی هزینه به ساخت آن است به طوری که با قیمت پایین امکان پرینت قطعات بزرگ وجود دارد. یکی از معایب اصلی پرینتر سه بعدی FDM این است که با افزایش حجم قطعه پرینت سه بعدی، کیفیت آن کاهش می یابد.

از دیگر مزایای پرینتر سه بعدی می توان به مقرون به صرفه بودن آن اشاره کرد. اکثر پرینتر های سه بعدی رایج در بازار گران نیستند. همچنین مواد اولیه آن ها یعنی فیلامنت ها نیز ارزان هستند. همه ی این موارد کار با پرینتر سه بعدی FDM را مقرون به صرفه می کنند. همچنین پرینتر FDM پیچیدگی چندانی ندارد در عوض یکی از آسان ترین پرینتر های سه بعدی است که هر فردی می تواند با آن کار کند.

پرینتر سه بعدی FDM جای کمی را اشغال می کند و با طیف گسترده ای از انواع فیلامنت تغذیه می شود که این باعث می شود امکان پرینت هر قطعه ای در رنگ ها و جلوه های مختلف را داشته باشد حتی قطعاتی با ظاهر فلزی یا چوبی. (با استفاده از فیلامنت چوب یا فیلامنت فلزی).

اما از معایب پرینتر سه بعدی FDM می توان به ناصاف بودن سطح قطعه پس از پایان پروسه پرینت اشاره کرد. بنابراین قطعات پرینت سه بعدی نهایی به پرداخت نیاز دارند. همچنین زمان زیاد پرینت ،گرفتگی نازل و نچسبیدن لایه اول به صفحه چاپ از دیگر معایب رایج پرینتر سه بعدی FDM است.

پرینتر سه بعدی SLA

پرینتر سه بعدی (SLA) Stereolithography یا پرینتر سه بعدی رزینی به خاطر توانایی در تولید نمونه هایی با دقت بالا، کاملا همگرا، آب بندی شده و قطعاتی با ویژگی های ظریف و سطح صاف معروف است.

استریولیتوگرافی متعلق به خانواده ای از فناوری های تولید افزودنی است که به عنوان فوتوپلیمریزاسیون vat نام گذاری می شوند که معمولاً ما به عنوان چاپ سه بعدی رزین می شناسیم . همه این ماشین‌ها بر اساس یک اصل ساخته شده‌اند و از یک منبع نور ( لیزر یا پروژکتور ) برای تبدیل رزین مایع به پلاستیک سخت شده استفاده می‌کنند. تمایز اصلی فیزیکی در آرایش اجزای هسته مانند منبع نور، پلت فرم ساخت و مخزن رزین نهفته است. پرینتر های سه بعدی SLA از پلاستیک ترموست واکنش پذیر به نور به نام رزین استفاده می کنند. هنگامی که رزین‌های SLA در معرض طول موج‌های خاصی از نور قرار می‌گیرند، زنجیره‌های مولکولی کوتاه به هم می‌پیوندند و مونومرها و الیگومرها را به شکل هندسه‌های سفت یا انعطاف‌پذیر پلیمریزه می‌کنند.

قطعات SLA بالاترین وضوح، دقت، واضح ترین جزئیات و صاف ترین سطح را در میان تمام تکنولوژی های پرینتر سه بعدی دارند اما بزگترین مزیت SLA در تطبیق پذیری آن است.

سازندگان مواد، فرمولاسیونی جدید در رزین SLA با طیف گسترده ای از خواص نوری، مکانیکی و دمایی ایجاد کرده اند تا با استاندارهای مهندسی و صنعتی مطابقت داشته باشد.

چگونگی کارکرد پرینتر سه بعدی SLA

بعد از طراحی قطعه خود در نرم افزارهای CAD در این روش با استفاده از تاباندن نور لیزر ماوراء بنفش ( UV ) به سطح یک ماده پلیمری مایع ، قطعه مورد نظر ساخته می شود. این ماده نوعی پلیمر مایع است که بر اثر تابیده شدن نور ماوراء بنفش منعقد می شود. ساخت قطعه در چنین پرینتر های سه بعدی به این صورت است که: نور لیزر به سطح پلیمر مایع حساس به نور و به شکل لایه اول قطعه مورد نظر تابیده و به سطح میز کار می چسبید سپس میزکار به اندازه ضخامت لایه بعدی به سمت بالا حرکت می کند و دوباره لیزر بر اساس شکل لایه دوم به سطح رزین تابیده شده و به همین صورت تا لایه آخر پیش می رود و در نهایت قطعه از داخل مایع ساخته می شود.      

به محض اینکه پرینت کامل شد، لازم است قطعه در isopropyl alcohol (IPA)  شسته شود تا هرگونه رزین اضافی و پخته نشده از آن جدا شود. بعد از شست و شو و خشک کردن قطعه بعضی از مواد نیاز به بازپخت دارند؛ یک فرآیند که به قطعات کمک می کند تا به بالاترین حد استحکام و پایداری خود دست یابند و در آخر ساپورت ها را از قطعه جدا می کنیم.

                                                                                   نمونه ای از پرینتر سه بعدی SLA                                                             روش پرینت سه بعدی FDM

پرینتر سه بعدی SLS

پرینتر سه بعدی selective laser sintering یا به اختصار SLS یکی از انواع روش های پرینت سه بعدی است که به دلیل ساخت قطعات مستحکم و کاربردی مورد استفاده مهندسان و تولیدکنندگان قطعات صنعتی قرار می گیرد. پرینتر سه بعدی SLS بر پایه پودر است و این یعنی مواد اولیه این دستگاه به صورتی پودری است. در این مقاله ما به شرح چگونگی کارکرد این پرینتر خواهیم پرداخت.

روش کار پرینتر سه بعدی SLS سه مرحله دارد که شامل:

1. پروسه پرینت: ابتدا پودر به صورت یک لایه نازک بر روی یک پلتفرم درون محفظه چاپ، پراکنده می شود. پرینتر پودر را تا دمایی زیر دمای ذوب ماده گرم می کند بنابراین پرتوی لیزری راحتتر می تواند قسمت های خاصی از بستر پودر را برای ترسیم و ساخت قطعه، گرم کند. لیزر سطح مقطع مدل را اسکن می کند و پودر را تا نقطه ذوب یا کمی پایین تر از نقطه ذوب حرارت می دهد تا طبق الگوی از پیش تعیین شده، ذرات به صورت مکانیکی با یکدیگر ترکیب شوند تا یک جسم صلب شکل گیرد. پودر های ترکیب نشده به عنوان ساختار ساپورت در طول پرینت از جسم پشتیبانی می کنند و نیاز به ساختار ساپورت گذاری به صورت جداگانه را از بین می برند. سپس پلتفرم یک لایه درون محفظه ساخت پایین تر می رود ( معمولا بین 5 تا 200 میکرون ) و پروسه تکرار می شود. این پروسه برای هر لایه به صورت جداگانه تکرار می شود تا زمانی که قطعه کامل شود.

2. سرد کردن: بعد از پروسه پرینت، لازم است قطعه هم داخل محفظه ساخت و هم بیرون از پرینتر سرد شود تا از خواص مکانیکی مطلوب برخوردار شود و از تاب برداشتن قطعات جلوگیری شود.

3. پرداخت: لازم است که قطعه نهایی از محفظه ساخت بیرون آورده شود و از پودر های اضافی تمیز شود. این پودر ها را می توان بازهم استفاده کرد. قطعه پرینت شده را می توان با Media blasting یا Media tumbling پرداخت کرد.

همان طور که اشاره کردیم پودر های ترکیب نشده می توانند به عنوان ساختار ساپورت عمل کرده و نیاز به ایجاد ساختار ساپورت جدا گانه را از بین ببرند. این موضوع موجب شده است که پرینتر سه بعدی SLS برای پرینت سه بعدی هندسه های پیچیده که شامل: جزئیات داخلی، دیواره های نازک، برش های کوچک و... روشی ایده آل باشد. لازم به ذکر است که قطعات پرینت شده با پرینتر سه بعدی SLS به اندازه قطعات تزریقی مستحکم و بادوام هستند.

مواد مورد استفاده در پرینتر سه بعدی SLS

رایج ترین ماده برای پرینتر سه بعدی SLS نایلون است. یک ترمو پلاستیک مهندسی با توانایی بالا که هم برای نمونه سازی کاربردی و هم ساخت قطعه نهایی کاربرد دارد. نایلون برای اسمبلی های پیچیده و قطعات بادوام و با پایداری محیطی بالا مناسب است.

قطعات پرینت سه بعدی نایلون مستحکم، خشک، بادوام و ضد ضربه هستند و همچنین می توانند در برابر سایش ها و گسستن های مداوم، مقاوم باشند. نایلون در برابر اشعهUV، نور، گرما، رطوبت، حلال ها، دما و آب مقاوم است.علاوه بر این قطعات پرینت سه بعدی نایلون حساسیت زا نیستند به همین دلیل برای پوشیدن و بسیاری از موارد مناسب هستند. لازم به ذکر است که نایلون با محیط زیست سازگار نیست و تجزیه نمی شود.

کاربرد های پرینتر سه بعدی SLS

پرینتر سه بعدی SLS نوآوری را سرعت می بخشد و از کسب و کار ها در طیف گسترده ای از صنایع، از جمله مهندسی، ساخت و ساز و تجهیزات پزشکی پشتیبانی می کند.

مهندسی:

1. نمونه سازی سریع
2. مدل های از محصولات برای بازخورد مشتریان
3. تست عملکردی دقیق
4. نمونه سازی کاربردی

ساخت و ساز:

1. تولید محصولات نهایی
2. برای گروه ساخت و ساز های کوچک
3. تولید محصولات منحصر به فرد طبق سفارش هر مشتری
4. تولید قطعات جایگزین و کمیاب
5. خودرو های منحصر به فرد ، قطعات موتورسیکلت، تجهیزات نیروی دریایی و تجهیزات درخواستی ارتش

تجهیزات پزشکی:

1. نمونه سازی تجهیزات پزشکی
2. پروتز و ارتز  (Prosthetics and orthotics, به معنای بریس های جایگزین اندام)
3. ابزارهای مدل جراحی
4. قطعات مصرف نهایی

ساخت قطعه با استفاده از پودر بجای فیلامنت پرینتر سه بعدی sls

روش های پرینت سه بعدی

تکنولوژی پرینت سه بعدی یک روش ساخت افزایشی است که شامل چندین فناوری می شود که قطعات پلاستیکی و فلزی را به صورت لایه به لایه می سازند. انواع روش پرینت سه بعدی می تواند در انتخاب مواد، پرداخت سطح، دوام، سرعت ساخت و هزینه متفاوت باشند. پرینت سه بعدی آینده عصر ساخت و ساز است. زیرا که هر ماده ای را می توان با انواع فرآیندهای پرینت سه بعدی ساخت.

پرینتر سه بعدی به وسیله اکسترود مواد، اقدام به ساخت و ساز می کند. مواد از طریق یک نازل اکسترود می شوند اکثر مواقع این مواد، پلاستیکی هستند. این مواد در هات اند ذوب شده و از طریق نازل، بر روی یک پلتفرم و در امتداد مسیری از پیش تعیین شده قرار می گیرند. جایی که فیلامنت ذوب شده، سرد می شود و لایه به لایه جسم مورد نظر را تشکیل می دهد. پرینتر سه بعدی می تواند طیف وسیعی از مواد مانند: فلز، بتن، بایو ژل و... را اکسترود کند که البته پلاستیک رایج ترین آن ها است.

تعداد زیادی از انواع پرینتر های سه بعدی وجود دارد که در زیر به چند مورد از آن ها اشاره می کنیم:

 1. Fused Deposition Modeling ( FDM )

 2. Stereolithography ( SLA )

 3. Digital Light Processing ( DLP )

 4. Selective Laser Sintering ( SLS )

 5. Masked Stereolithography ( MSLA )

 6. Electron Beam Melting ( EBM )

 7. Multi Jet Fusion ( MJF )

 8. Material Jetting ( MJ )

 9. Drop on Demand ( DOD )

10. Directed Energy Deposition ( DED )

11. Electron Beam Additive Manufacturing ( EBAM )

12. Selective Heat Sintering rapid prototyping ( SHS )

13. Binder Jetting

14. Micro 3D Printing

15. Cold Spray

روشهای پرینت سه بعدی فیلامنت پرینتر سه بعدی

پرینتر سه بعدی یک روش ساخت افزایشی است که از طریق اکسترود لایه به لایه مواد روی یک صفحه چاپ، با روش های مختلفی قطعه مورد نظر را می سازد. . انواع روش پرینت سه بعدی می تواند در انتخاب مواد، پرداخت سطح، دوام، سرعت ساخت و هزینه متفاوت باشند. برای مثال پرینتر سه بعدی که مواد اولیه آن می تواند رزین باشد یا فیلامنت های با انواع مختلف.

فرآیند همجوشی بر بستر پودر ( Powder Bed Fusion ( PBF ) 3D printing )

فرآیند همجوشی بربستر پودر ( PBF )  شامل تکنیک های پرینت زیر است:

جوش لیزری مستقیم فلز( DMLS )، ذوب پرتو الکترونی( EBM ) ،پخت حرارتی انتخابی ( SHS )،ذوب لیزری انتخابی( SLM )، مولتی جت ( MJF ) و جوش لیزری انتخابی ( SLS ).

همجوشی بر بستر پودر ( PBF ) از لیزر یا پرتو الکترونی برای ذوب و ترکیب مواد پودری استفاده می کند. روش های ذوب پرتو الکترونی ( EMB )، نیازمند خلأ هستند اما می توانند با فلزات و آلیاژها در ایجاد قطعات کاربردی استفاده شوند. تمام فرآیندهای PBF شامل پخش مواد پودری روی لایه های قبلی است. در اینجا مکانیسم های مختلفی برای فعال کردن این کار وجود دارد، از جمله یک غلتک یا یک تیغه. یک قیف یا یک مخزن زیر بستر کناری، مواد تازه را تامین می کند. پخت مستقیم لیزر فلزات ( DMLS ) که مشابه SLS است، اما با این تفاوت که از فلزات استفاده می کند و نه پلاستیک. این فرآیند لایه به لایه پودر را جوش می دهد. جوش حرارتی انتخابی از طریق استفاده از سر پرینت حرارتی گرم شده برای ذوب مواد پودری با سایر فرآیندها متفاوت است. مانند قبل، پودر فلز برای هر لایه با یک غلتک در بین همجوشی لایه ها اضافه می شوند.

یک پلتفرم مدل را دقیقا بر این اساس پرینت می کند: ابتدا  یک لایه، معمولاً به ضخامت 0.1 میلی متر از مواد روی سکوی ساخت پخش می شود. لیزر اولین لایه یا اولین مقطع مدل را ذوب می کند.سپس لایه جدیدی از پودر با استفاده از یک غلتک روی لایه قبلی پخش می شود. لایه ها یا مقاطع بیشتر ذوب شده و اضافه می شوند. و در آخر قسمت های ذوب نشده لایه ها و شل شده در موقعیت خود باقی می مانند اما در طول پردازش بعدی حذف می شوند.