پرینت سه بعدی فلزی یکی از فناوری های پیشرفته ساخت و تولید است. بر خلاف روشهای ماشینکاری که در آنها با براده برداری از یک حجم بزرگتر به ابعاد مورد نظر می رسند، در این روش قطعه به صورت لایه لایه ساخته می شود. گستره موادی که در این روش استفاده می شوند عبارتند از انواع پلیمرها، آلیاژهای فلزی، سرامیک و کامپوزیتها که به صورت پودر یا سیم مورد استفاده قرار می گیرند. بسته به نوع ماده و شکل آن روشهای متعددی برای ایجاد و اتصال لایه ها به یکدیگر وجود دارد. از جمله روشهای متداول در ساخت افزودنی، استفاده از پودر ماده مورد نظر و لیزر به عنوان عامل اتصال دهنده ذرات پودر و لایه ها به یکدیگر است.

فرایند ذوب گزینشی با لیزر یا SLM (selective laser melting) به گستره ای از روش ساخت افزودنی اطلاق می گردد که شماتیک عملکرد آنها به اختصار در شکل زیر نشان داده شده است. ابتدا فایل سه بعدی قطعه به صورت مجازی لایه لایه شده و به فرمت خاصی ذخیره می گردد. سپس هر لایه بوسیله حرکت لیزر ساخته شده و تدریجا قطعه ساخته می شود. در تکنیک SLM  یک لایه پودر توسط رولر بر روی محفظه ساخت قرار می گیرد. پرتو لیزر توسط دو عدد آینه بر روی سطح حرکت می کند و نقاطی از آن را که توسط نرم افزار تعیین شده است حرارت می دهد. این حرارت موجب اتصال موضعی ذرات پودر یا ذوب آنها می شود. سپس سیلندر محفظه ساخت یک گام پایین رفته و یک لایه پودر مشابه قبل بر روی آن قرار می گیرد. این مراحل به همین ترتیب تکرار می شود تا اینکه کل قطعه ساخته شود.

از این فناوری برای نمونه سازی قطعات صنعتی و تولید برخی قطعات کاربردی از جنس های مختلف استفاده می شود. در روش SLM عمدتا مواد فلزی مورد استفاده قرار می گیرند و قطعات تولید شده جنبه کاربردی خواهند داشت.

روش ساخت افزودنی که قدمتی کمتر از بیست سال در جهان دارد یکی از مهمترین فناوری های ساخت و تولید در حال توسعه است که گفته می شود آینده صنعت ساخت قطعات را تا حد زیادی تحت تاثیر قرار خواهد داد. عدم نیاز به ساخت قالب، مدل ویا فیکسچر، قابلیت فرآوری موادی که با روش های دیگر ساخت آنها غیرممکن ویا مشکل است، عدم نیاز به دستگاه خاص تولیدی، قابلیت تولید قطعات با هندسه داخلی و خارجی بسیار پیچِده و امکان اختصاصی سازی تولید از مهمترین مزیت های این تکنولوژی محسوب می گردند. با توجه به نکات فوق، چرخه طراحی تا تولید محصول با استفاده از این فناوری بسیار کوتاه می شود. روش ساخت افزودنی این قابلیت را به تولید کنندگان قطعات صنعتی می دهد که قطعات مقرون به صرفه برای درخواست حتی یک عدد محصول بسازند. و همچنین توانایی ساخت چند طرح از یک محصول بدون تحمیل هزینه مضاعف را به تولید کننده می دهد. به دلیل اینکه در روش ساخت افزودنی قطعه به صورت لایه لایه ساخته می شود بسیاری از هزینه های ساخت، مونتاژ و معاینه فنی در نظر گرفته نمی شود. قطعه تولیدی فاقد خط تقسیم، پیچیدگی ها و محدودیت های داخلی قطعه خواهد بود. نزدیک بودن قطعه ساخته شده به قطعه  نهایی (near net-shape) زمان و هزینه عملیات تکمیلی را به حداقل می رساند. از طرف دیگر کاهش دور ریز متریال، امکان تولید قطعات بسیار استراتژیک را با کمترین آسیب به محیط زیست (تولید سبز) امکانپذیر می سازد.

دستگاه های ساخت افزودنی به کمک لیزر در حالت کلی مورد نیاز همه واحدهای طراحی مهندسی هستند. قابلیتهای منحصر به فرد این دستگاه ها، آنها را به تجهیزات ضروری در صنایع هوافضا، نظامی، خودرو سازی، جواهر سازی و پزشکی تبدیل کرده است.

در این تکنیک قابلیت ساخت قطعات پیچیده و با دقت ابعادی بالا (تا ۵۰ میکرون) وجود دارد. از آنجا که از پودر فلز به عنوان ماده اولیه استفاده می شود تخلخل قطعه بدست آمده با کنترل پارامترهای دستگاه بسیار کم و حتی کمتر از قطعات ریختگی است. در نتیجه خواص مکانیکی قطعات فلزی بدست آمده با این روش شبیه و یا بعضا بهتر از قطعات بدست آمده حاصل از ریختگری است و با اعمال عملیات حرارتی امکان ارتقاء این خواص نیز وجود دارد. امکان ساخت مستقیم قطعه نهایی از فایل کامپیوتری،  دست طراح را برای اعمال پیچیدگی های بیشتر در طرح خود بدون در نظر گرفتن ملاحظات ساخت،  باز می گذارد و امکان سبک کردن قطعات ساخته شده به روش های سنتی را با استفاده از این تکنیک را فراهم می سازد.

فارسی