کمک به طراحی خلاقانه تر دلیلی است که استفاده از این روش روز به روز مقبولیت بیشتری در بین مهدسین پیدا می کند. در طی سالیان متمادی، صنعتگر و مصرف کننده در یک نکته به اشتراک رسیده اند که انتظار سطح بالایی از کیفیت و اطمینان محصول داشته باشند. برای آن که بتوان در سطح جهانی قابلیت رقابت داشت، کمپانی ها بطور ممتد تحت فشار برای ارائه محصولات و فرایند های جدید به بازار مصرف در زمان کوتاه تر و در عین حال با کیفیت و عملکرد بالاتر هستند. آنچه که از اهمیت ویژه ای برخوردار است، اطمینان از انطباق دقیق قطعات برای تولید یک محصول جدید و حصول مشخصه های اولیه آن در کوتاه ترین زمان ممکن می باشد. این انتظارات با بکارگیری روش های سنتی که در طی سال ها، حداکثر توان خود را نشان داده اند، امکان پذیر نیست و مستلزم به خدمت گرفتن فناوری های پیشرفته ساخت جهت افزایش قابلیت، کیفیت و سرعت است. یکی از این فناوری ها نمونه سازی سریع یا "Rapid Prototyping" می باشد. نمونه‌سازی سریع به ساخت و ساز خودکار از اشیاء فیزیکی با استفاده از تکنولوژی ساخت آن می‌گویند. اولین تکنیک برای نمونه‌سازی سریع در اواخر دهه ی ۱۹۸۰ در دسترس قرار گرفت و در تولید مدل‌ها و قطعات نمونه از آن استفاده شد. معمولاً بااین روش می توان از روی یک فایل سه بعدی کامپیوتری، یک قطعه واقعی و ملموس تولید نمود.
روش SLA (Stereo lithography) : این روش از اولین روشهای نمونه سازی است. در این سیستم، ساخت از پایین ترین لایه مدل آغاز می گردد. در این روش لایه ها از تابش اشعه (گاما) بر روی سطحی از رزین مایع حساس به نور تشکیل می شوند. پس از ساخت لایه اول، پلتفرم به اندازه ضخامت لایه پایین می رود و تیغه پوشش دهنده سطح مایع را هماهنگ و ضخامت آن را به طور یکسان تنظیم می کند. با تابش اشعه لیزر به رزین مایع لایه دوم نیز جامد شده و به لایه اول متصل می شود. بقیه لایه ها نیز به همین ترتیب ایجاد می شود تا قطعه تکمیل گردد. پس از اتمام ساخت قطعه با دقت از روی پلتفرم برداشته شده و رزین مایع روی سطح آن توسط یک حلال مناسب شسته می شود. پس از این کار عملیات پخت نهایی(جامد سازی) در یک کوره روی مدل یا قطعه انجام می شود. موادی که در این روش برای ساخت مدل ها به کار می روند، دامنه وسیعی از پلیمرهای حساس به نور از قبیل پلیمرهای شفاف، ضدآب و رزین های نرم می باشند.
مزایا:
- این فرایند بالاترین کیفیت سطح را برای ما به وجود می آورد.
- سرویس دهی خوب به کاربر
- دارای حجم های ساخت متفاوت است
- دقت بالا
- دامنه وسیع مواد
معایب:
- نیاز به پخت نهایی برای جامد شدن کامل
- نیاز به پردازش مثل جدا کردن تکیه گاه و مواد زائد از قطعه
- نیاز به تکیه گاه
روش SLS (Selective laser sintering) : در این فرایند ذرات پودر متناظر با مقطع قطعه به وسیله پرتو های لیزر در محل ذوب شده و مطابق با طرح روی سطح به هم جوش می خورند و مواد مذاب جامد شده یک لایه جامد را تشکیل می دهد. سیلندر حاوی قطعه مطابق با طرح پایین می آید و پودر برای لایه بعدی توسط حرکت غلتک روی سطح کار قرار می گیرد و دوباره عملیات قبل انجام می شود و این کار ادامه می یابد تا قطعه تکمیل شود.
مزایا
- سریع بودن بودن این روش
- دقت بالا
- کیفیت مناسب این قطعات
معایب
- کم بودن تیراژ
روش LOM (Laminated Object Manufacturing) : در این روش یک پرتوی لیزر(مثل برش چاقو) برای بریدن طرحی که روی هر یک از لایه ها در نظر گرفته شده است استفاده می شود. پس از برش یک لایه پلتفرم کمی پایین می آید و غلتک کاغذ حرکت می کند و لایه جدیدی برای ما آماده می کند و مجدد پلتفرم بالا می رود تا با سطح لایه بعد مماس شود و به همین ترتیب این عملیات تا پایان یافتن قطعه ادامه می یابد.
مزایا
- گستره وسیع مواد مثل کاغذ، پلاستیک ها، فلزات، کامپوزیت ها و سرامیک ها
- زمان سریع ساخت بنابراین برای قطعات بزرگ مناسب است.
- نیاز به تکیه گاه ندارد.
- قطعه ساخته شده عاری از هرگونه تنش و دیگر تغییر شکل ها است. بنابراین به پخت نهایی نیاز ندارد.
معایب
- برای تنظیم دقیق دستگاه به اپراتور ماهر نیاز است.
- یکپارچگی نمونه توسط چسب و حرارت
- جدا کردن مواد اضافی وقت گیر است.
روش FDM (Fused Deposition Modeling): این روش شبیه فرایند اکستروژن است. در این فرایند رشته قابل ارتجاع (از مواد ترموپلاست) گداخته شده از داخل نازل گرم شده بیرون می آید و روی قطعه به صورت طرحی که به آن داده شده به صورت لایه لایه می نشیند و این لایه ها ادامه پیدا می کنند تا قطعه مورد نظر ساخته شود.
مزایا
- حداقل اتلاف مواد
- راحتی تغییر مواد
- جدا شدن راحت تکیه گاه از قطعه
- ساخت قطعات عملکردی
- ساده بودن عملکرد
معایب
- دقت محدود در مقایسه با روش SLA
- غیر قابل پیش بینی بودن انقباض
روش SDP (System Demonstration Platform) : این روش در امریکا بنیان نهاده شد. این روش شبیه چاپ جت جوهر است با این تفاوت که به جای جوهر از چسب مایع استفاده می شود. در این روش یک لایه پودر با ضخامت کنترل شده روی سطح پلتفرم پخش می شود. از طریق سر چاپگر(نازل) و متناظر با اولین مقطع قطعه روی پودر چسب پخش می شود بنابراین لایه اول ساخته می شود. پلتفرم به اندازه ضخامت یک لایه پایین رفته و پودر لایه بعد ریخته می شود. متناظر با مقطع بعدی روی لایه جدید چسب ریزی می شود و به لایه قبلی متصل می گردد و به همین ترتیب ادامه می یابد تا قطعه کامل شود.
مزایا
- سرعت زیاد
- کاربرد چند گانه
- سادگی کار یعنی به اپراتور ماهر نیاز ندارد.
- عدم اتلاف مواد اولیه
- ساخت قطعات رنگی
معایب
- محدودیت در استحکام
صافی سطح نامناسب