การพิมพ์ 3 มิติหรือที่เรียกว่าการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุเป็นเทคโนโลยีการผลิตขั้นสูงที่สร้างวัตถุสามมิติ-โดยการแบ่งชั้นวัสดุตามไฟล์โมเดลดิจิทัล นับตั้งแต่ก่อตั้งขึ้นในทศวรรษ 1980 การพิมพ์ 3 มิติได้พัฒนาจากเครื่องมือสร้างต้นแบบที่รวดเร็วไปสู่เทคโนโลยีหลักที่ครอบคลุมสาขาที่หลากหลาย เช่น การแพทย์ การบินและอวกาศ ยานยนต์ และการก่อสร้าง ซึ่งขับเคลื่อนอุตสาหกรรมการผลิตไปสู่การผลิตที่ชาญฉลาดและเป็นส่วนตัว
หลักการสำคัญของการพิมพ์ 3 มิติคือการสร้าง-แบบจำลองสามมิติโดยใช้ซอฟต์แวร์-การออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CAD) จากนั้นแบ่งออกเป็นชั้นข้อมูลแบบตัดขวาง-มิติ-หลายแสนถึงสองมิติ เพื่อนำทางเครื่องพิมพ์ให้สะสมวัสดุทีละชั้น เทคโนโลยีการพิมพ์ทั่วไป ได้แก่ การสร้างแบบจำลองการสะสมหลอม (FDM), การพิมพ์หินสามมิติ (SLA) และการเผาผนึกด้วยเลเซอร์แบบเลือกสรร (SLS) ซึ่งแต่ละเทคโนโลยีเหมาะกับวัสดุที่แตกต่างกัน (เช่น พลาสติก โลหะ และเซรามิก) และข้อกำหนดด้านความแม่นยำ ตัวอย่างเช่น FDM ใช้การหลอมเทอร์โมพลาสติกที่อุณหภูมิสูง-และการอัดขึ้นรูปทีละชั้น ทำให้เหมาะสำหรับการสร้างต้นแบบที่มีต้นทุนต่ำ- ในขณะที่ SLA ใช้เลเซอร์อัลตราไวโอเลตเพื่อทำให้เรซินเหลวแข็งตัว ทำให้เกิดการสร้างชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำระดับไมครอน-
การพิมพ์ 3D มีข้อได้เปรียบที่สำคัญ ประการแรก ให้การปรับแต่งในระดับสูง ทำให้สามารถผลิตรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนโดยไม่ต้องใช้แม่พิมพ์ ตอบสนองความต้องการของการปลูกถ่ายทางการแพทย์และสินค้าอุปโภคบริโภคส่วนบุคคล ประการที่สอง มีประสิทธิภาพการใช้วัสดุสูง การผลิตแบบหักลบแบบดั้งเดิมมักก่อให้เกิดของเสียจำนวนมาก ในขณะที่การผลิตแบบเพิ่มเนื้อจะใช้เฉพาะวัสดุที่จำเป็นเท่านั้น ประการที่สาม ช่วยให้วงจรการผลิตสั้นลง ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสถานการณ์ด้านการวิจัยและพัฒนาที่เกี่ยวข้องกับการผลิตจำนวนน้อยและการทำซ้ำอย่างรวดเร็ว
อย่างไรก็ตาม การพิมพ์ 3D ยังคงเผชิญกับความท้าทาย เช่น ความเร็วในการพิมพ์ที่ช้า และความจำเป็นในการปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของชิ้นส่วนโลหะขนาดใหญ่ ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี เช่น การพิมพ์-จากวัสดุหลายชนิดและการพิมพ์ 4 มิติ (วัสดุที่แตกต่างกันตามเวลา-) การพิมพ์ 3 มิติจะบูรณาการปัญญาประดิษฐ์และ Internet of Things ต่อไป กลายเป็นเสาหลักของการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่ 4 และปรับโฉมภูมิทัศน์การผลิตทั่วโลก
