كل ما تحتاج إلى معرفته عن الماضي والحاضر والمستقبل للطباعة النمطية

كانت البلمرة الضوئية في الحوض، وتحديدًا الطباعة الضوئية المجسمة بالليزر أو SL/SLA، أول تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد في السوق. اخترعها تشاك هال عام ١٩٨٤، وحصل على براءة اختراعها عام ١٩٨٦، وأسس شركة ثري دي سيستمز. تستخدم هذه العملية شعاع ليزر لبلمرة مادة أحادية نشطة ضوئيًا في حوض. تلتصق الطبقات المبلمرة ضوئيًا (المُعالَجة) بلوحة بناء تتحرك لأعلى أو لأسفل حسب نوع الجهاز، مما يسمح بتكوين طبقات متتالية. كما يمكن لأنظمة SLA إنتاج قطع صغيرة جدًا ودقيقة باستخدام قطر شعاع ليزر صغير، في عملية تُعرف باسم micro SLA أو µSLA. كما يمكنها إنتاج قطع كبيرة جدًا باستخدام قطر شعاع أكبر وأوقات إنتاج أطول، ضمن أحجام بناء تزيد عن مترين مكعبين.

تم طرح طابعة SLA-1 Stereolithography (SLA)، وهي أول طابعة ثلاثية الأبعاد تجارية، بواسطة 3D Systems في عام 1987.

تتوفر اليوم عدة أنواع من تقنية البلمرة الضوئية في الحوض. أول ما ظهر بعد تقنية SLA كان تقنية DLP (معالجة الضوء الرقمية)، التي طورتها شركة Texas Instruments وطُرحت في السوق عام ١٩٨٧. بدلاً من استخدام شعاع الليزر للبلمرة الضوئية، تستخدم تقنية DLP جهاز عرض ضوئي رقمي (يشبه جهاز عرض التلفزيون القياسي). هذا يجعلها أسرع من تقنية SLA، إذ يمكنها بلمرة طبقة كاملة من الجسم ضوئيًا دفعة واحدة (ما يُسمى عملية "مستوية"). مع ذلك، تعتمد جودة الأجزاء على دقة جهاز العرض، وتتدهور مع زيادة حجمها.

مثل عملية بثق المواد، أصبحت الطباعة الحجرية المجسمة أكثر سهولة مع توفر الأنظمة منخفضة التكلفة. استندت الأنظمة منخفضة التكلفة الأولى إلى عمليات SLA وDLP الأصلية. ومع ذلك، في السنوات الأخيرة، ظهر جيل جديد من الأنظمة المدمجة منخفضة التكلفة للغاية القائمة على مصادر ضوء LED/LCD. يُعرف التطور التالي للبلمرة الضوئية في الأحواض باسم البلمرة الضوئية "المستمرة" أو "عديمة الطبقات"، والتي تعتمد عادةً على بنية DLP. تستخدم هذه العمليات غشاءً، عادةً ما يكون الأكسجين، لتمكين معدلات إنتاج أسرع وأكثر استمرارية. تم تسجيل براءة اختراع هذا النوع من الطباعة الحجرية المجسمة لأول مرة في عام 2006 من قبل شركة EnvisionTEC، وهي شركة DLP والتي أعيدت تسميتها منذ ذلك الحين باسم ETEC، بعد استحواذ شركة Desktop Metal عليها. ومع ذلك، كانت شركة Carbon، وهي شركة مقرها وادي السيليكون، أول من قام بتسويق هذه التقنية في عام 2016 وأثبتت نفسها منذ ذلك الحين كشركة رائدة في السوق. تُقدم تقنية شركة كاربون، المعروفة باسم DLS (التوليف الضوئي الرقمي)، معدلات إنتاجية أعلى بكثير وقدرة على إنتاج قطع من مواد هجينة متينة، تجمع بين المواد الصلبة بالحرارة والبوليمرات الضوئية. كما طرحت شركات أخرى، مثل ثري دي سيستمز (الشكل 4)، وأوريجن (وهي الآن جزء من ستراتاسيس)، ولوكس كريو، وكاريما، وغيرها، تقنيات مماثلة في السوق.