การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์

ในยุคของการพัฒนาเทคโนโลยีอย่างรวดเร็วการพิมพ์ 3 มิติซึ่งเป็นตัวแทนที่สำคัญของเทคโนโลยีการผลิตขั้นสูงกำลังค่อยๆเปลี่ยนโฉมหน้าของการผลิตแบบดั้งเดิม ด้วยการครบกำหนดอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีและการลดต้นทุนเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติได้แสดงให้เห็นถึงโอกาสในการใช้งานที่กว้างขวางในหลายสาขาเช่นการบินและอวกาศการผลิตรถยนต์อุปกรณ์การแพทย์และการออกแบบสถาปัตยกรรมและได้ส่งเสริมนวัตกรรมและการพัฒนาอุตสาหกรรมเหล่านี้

เป็นที่น่าสังเกตว่าผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติในสนามไฮเทคของเซมิคอนดักเตอร์กำลังโดดเด่นมากขึ้นเรื่อย ๆ ในฐานะที่เป็นรากฐานที่สำคัญของการพัฒนาเทคโนโลยีสารสนเทศความแม่นยำและประสิทธิภาพของกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพและต้นทุนของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ ต้องเผชิญกับความต้องการของความแม่นยำสูงความซับซ้อนสูงและการวนซ้ำอย่างรวดเร็วในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่มีข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์ได้นำโอกาสและความท้าทายมาสู่การผลิตเซมิคอนดักเตอร์และค่อย ๆ แทรกซึมเข้าไปในลิงก์ทั้งหมดของห่วงโซ่อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์แสดงให้เห็นว่าอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์กำลังจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่ลึกซึ้ง

ดังนั้นการวิเคราะห์และสำรวจการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติในอนาคตในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์จะไม่เพียง แต่ช่วยให้เราเข้าใจการพัฒนาของเทคโนโลยีที่ทันสมัยนี้ แต่ยังให้การสนับสนุนทางเทคนิคและการอ้างอิงสำหรับการอัพเกรดอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ บทความนี้วิเคราะห์ความคืบหน้าล่าสุดของเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติและแอพพลิเคชั่นที่มีศักยภาพในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และหวังว่าเทคโนโลยีนี้จะส่งเสริมอุตสาหกรรมการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ได้อย่างไร

เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ

การพิมพ์ 3 มิติเรียกอีกอย่างว่าเทคโนโลยีการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ หลักการของมันคือการสร้างเอนทิตีสามมิติโดยการซ้อนวัสดุทีละชั้น วิธีการผลิตที่เป็นนวัตกรรมนี้จะล้มล้างโหมดการประมวลผลแบบ "ลบ" หรือ "วัสดุเท่ากัน" ของการผลิตแบบดั้งเดิม และสามารถ "รวม" ผลิตภัณฑ์ขึ้นรูปได้โดยไม่ต้องอาศัยความช่วยเหลือจากแม่พิมพ์ เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติมีหลายประเภท และแต่ละเทคโนโลยีก็มีข้อดีในตัวเอง

ตามหลักการขึ้นรูปของเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ มีอยู่สี่ประเภทหลักๆ

✔ เทคโนโลยีการถ่ายภาพด้วยแสงขึ้นอยู่กับหลักการของพอลิเมอไรเซชันอัลตราไวโอเลต วัสดุที่ไวต่อแสงของของเหลวจะถูกบ่มด้วยแสงอัลตราไวโอเลตและซ้อนกันทีละชั้น ในปัจจุบัน เทคโนโลยีนี้สามารถขึ้นรูปเซรามิก โลหะ และเรซินได้ด้วยความแม่นยำในการขึ้นรูปสูง สามารถใช้ในอุตสาหกรรมการแพทย์ ศิลปะ และการบินได้

✔ เทคโนโลยีการสะสมแบบหลอมละลายผ่านหัวพิมพ์ที่ขับเคลื่อนด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อให้ความร้อนและละลายเส้นใย แล้วรีดตามวิถีรูปร่างเฉพาะ ทีละชั้น และสามารถสร้างวัสดุพลาสติกและเซรามิกได้

✔ เทคโนโลยีการเขียนโดยตรงของ Slurry ใช้สารละลายที่มีความหนืดสูงเป็นวัสดุหมึก ซึ่งถูกเก็บไว้ในกระบอกและเชื่อมต่อกับเข็มอัดขึ้นรูป และติดตั้งบนแพลตฟอร์มที่สามารถเคลื่อนไหวสามมิติได้สำเร็จภายใต้การควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ ด้วยแรงดันเชิงกลหรือแรงดันลม วัสดุหมึกจะถูกผลักออกจากหัวฉีดเพื่อพ่นบนพื้นผิวอย่างต่อเนื่องเพื่อสร้างรูปร่าง จากนั้นจึงดำเนินการหลังการประมวลผลที่เกี่ยวข้อง (ตัวทำละลายระเหย การบ่มด้วยความร้อน การบ่มด้วยแสง การเผาผนึก ฯลฯ) ตามคุณสมบัติของวัสดุเพื่อให้ได้ส่วนประกอบสามมิติสุดท้าย ปัจจุบันเทคโนโลยีนี้สามารถประยุกต์ใช้กับสาขาไบโอเซรามิกและการแปรรูปอาหารได้

✔เทคโนโลยีฟิวชั่นผงเบดสามารถแบ่งออกเป็นเทคโนโลยีการหลอมแบบเลือกด้วยเลเซอร์ (SLM) และเทคโนโลยีการเผาแบบคัดเลือกด้วยเลเซอร์ (SLS) เทคโนโลยีทั้งสองใช้วัสดุที่เป็นผงเป็นวัตถุในการแปรรูป พลังงานเลเซอร์ของ SLM นั้นสูงกว่า ซึ่งทำให้ผงละลายและแข็งตัวได้ในเวลาอันสั้น SLS สามารถแบ่งออกเป็น SLS โดยตรงและ SLS ทางอ้อม พลังงานของ SLS โดยตรงนั้นสูงกว่า และอนุภาคสามารถถูกเผาหรือละลายได้โดยตรงเพื่อสร้างพันธะระหว่างอนุภาค ดังนั้น SLS โดยตรงจึงคล้ายกับ SLM อนุภาคผงได้รับความร้อนและความเย็นอย่างรวดเร็วในเวลาอันสั้น ซึ่งทำให้บล็อกที่ขึ้นรูปมีความเค้นภายในสูง ความหนาแน่นโดยรวมต่ำ และคุณสมบัติทางกลไม่ดี พลังงานเลเซอร์ของ SLS ทางอ้อมต่ำกว่า และสารยึดเกาะในผงจะถูกละลายโดยลำแสงเลเซอร์และอนุภาคจะถูกพันธะกัน หลังจากการขึ้นรูปเสร็จสิ้น สารยึดเกาะภายในจะถูกเอาออกโดยการสลายไขมันด้วยความร้อน และสุดท้ายก็ทำการเผาผนึก เทคโนโลยีฟิวชั่นแบบผงเบดสามารถสร้างโลหะและเซรามิกได้ และปัจจุบันมีการใช้ในด้านการผลิตการบินและอวกาศและยานยนต์

รูปที่ 1 (a) เทคโนโลยีการถ่ายภาพด้วยแสง; (b) เทคโนโลยีการทับถมแบบหลอมรวม (c) เทคโนโลยีการเขียนโดยตรงของ Slurry (ง) เทคโนโลยีฟิวชั่นเบดผง [1, 2]

ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ข้อดีของเทคโนโลยีนี้จึงแสดงให้เห็นอย่างต่อเนื่องตั้งแต่การสร้างต้นแบบไปจนถึงผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ประการแรก ในแง่ของอิสระในการออกแบบโครงสร้างผลิตภัณฑ์ ข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดของเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติก็คือ สามารถสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนของชิ้นงานได้โดยตรง ต่อไป ในแง่ของการเลือกวัสดุของวัตถุการขึ้นรูป เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติสามารถพิมพ์วัสดุได้หลากหลาย รวมถึงโลหะ เซรามิก วัสดุโพลีเมอร์ ฯลฯ ในแง่ของกระบวนการผลิต เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติมีความยืดหยุ่นสูงและ สามารถปรับกระบวนการผลิตและพารามิเตอร์ตามความต้องการที่แท้จริงได้

อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์

อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์มีบทบาทสำคัญในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีและเศรษฐกิจสมัยใหม่และความสำคัญของมันสะท้อนให้เห็นในหลาย ๆ ด้าน เซมิคอนดักเตอร์ใช้ในการสร้างวงจรขนาดเล็กซึ่งช่วยให้อุปกรณ์สามารถทำการคำนวณที่ซับซ้อนและงานประมวลผลข้อมูล และเป็นเสาหลักที่สำคัญของเศรษฐกิจโลกอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ให้งานจำนวนมากและผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจสำหรับหลายประเทศ ไม่เพียง แต่ส่งเสริมการพัฒนาอุตสาหกรรมการผลิตอิเล็กทรอนิกส์โดยตรง แต่ยังนำไปสู่การเติบโตของอุตสาหกรรมเช่นการพัฒนาซอฟต์แวร์และการออกแบบฮาร์ดแวร์ นอกจากนี้ในเขตทหารและการป้องกันเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์เป็นสิ่งสำคัญสำหรับอุปกรณ์สำคัญเช่นระบบการสื่อสารเรดาร์และการนำทางดาวเทียมเพื่อให้มั่นใจถึงความมั่นคงของชาติและข้อได้เปรียบทางทหาร

แผนภูมิ 2 "แผนห้าปีที่ 14" (ตัดตอนมา) [3]

ดังนั้นอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ปัจจุบันจึงกลายเป็นสัญลักษณ์สำคัญของความสามารถในการแข่งขันระดับชาติและทุกประเทศกำลังพัฒนาอย่างแข็งขัน แผน "ห้าปีที่ 14 ของประเทศของฉันเสนอให้มุ่งเน้นไปที่การสนับสนุนการเชื่อมโยง" คอขวด "ที่สำคัญต่าง ๆ ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ส่วนใหญ่รวมถึงกระบวนการขั้นสูงอุปกรณ์สำคัญเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามและสาขาอื่น ๆ

แผนภูมิที่ 3 กระบวนการประมวลผลชิปเซมิคอนดักเตอร์ [4]

กระบวนการผลิตชิปเซมิคอนดักเตอร์มีความซับซ้อนมาก ดังแสดงในรูปที่ 3 โดยส่วนใหญ่จะประกอบด้วยขั้นตอนสำคัญต่อไปนี้:การเตรียมเวเฟอร์, การพิมพ์หิน,การแกะสลักการสะสมของฟิล์มบาง การฝังไอออน และการทดสอบบรรจุภัณฑ์ แต่ละกระบวนการต้องมีการควบคุมอย่างเข้มงวดและการวัดที่แม่นยำ ปัญหาในการเชื่อมต่อใดๆ อาจทำให้ชิปเสียหายหรือประสิทธิภาพลดลง ดังนั้นการผลิตเซมิคอนดักเตอร์จึงมีความต้องการอุปกรณ์ กระบวนการ และบุคลากรสูงมาก

แม้ว่าการผลิตเซมิคอนดักเตอร์แบบดั้งเดิมจะประสบความสำเร็จอย่างมาก แต่ก็ยังมีข้อจำกัดบางประการ ประการแรก ชิปเซมิคอนดักเตอร์ได้รับการบูรณาการและย่อขนาดให้เล็กลง ด้วยความต่อเนื่องของกฎของมัวร์ (รูปที่ 4) การบูรณาการชิปเซมิคอนดักเตอร์ยังคงเพิ่มขึ้น ขนาดของส่วนประกอบยังคงหดตัว และกระบวนการผลิตจำเป็นต้องรับประกันความแม่นยำและความเสถียรที่สูงมาก

รูปที่ 4 (ก) จำนวนทรานซิสเตอร์ในชิปยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเมื่อเวลาผ่านไป (b) ขนาดชิปยังคงหดตัว [5]

นอกจากนี้ความซับซ้อนและการควบคุมต้นทุนของกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ กระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์มีความซับซ้อนและอาศัยอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำ และแต่ละจุดเชื่อมต่อต้องได้รับการควบคุมอย่างถูกต้อง ต้นทุนอุปกรณ์ ต้นทุนวัสดุ และต้นทุนด้านการวิจัยและพัฒนาที่สูง ทำให้ต้นทุนการผลิตผลิตภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์สูง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องสำรวจและลดต้นทุนต่อไปพร้อมทั้งรับประกันผลผลิตของผลิตภัณฑ์

ในขณะเดียวกัน อุตสาหกรรมการผลิตเซมิคอนดักเตอร์จำเป็นต้องตอบสนองความต้องการของตลาดอย่างรวดเร็ว ด้วยการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของความต้องการของตลาด รูปแบบการผลิตแบบดั้งเดิมมีปัญหาเรื่องวงจรที่ยาวนานและความยืดหยุ่นต่ำ ซึ่งทำให้ยากต่อการทำซ้ำอย่างรวดเร็วของตลาด ดังนั้นวิธีการผลิตที่มีประสิทธิภาพและยืดหยุ่นมากขึ้นจึงกลายเป็นทิศทางการพัฒนาของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์

การประยุกต์ใช้ของการพิมพ์ 3 มิติในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์

ในด้านเซมิคอนดักเตอร์ เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติยังได้สาธิตการใช้งานอย่างต่อเนื่อง

อย่างแรกเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติมีอิสระในระดับสูงในการออกแบบโครงสร้างและสามารถบรรลุการขึ้นรูปแบบ "บูรณาการ" ซึ่งหมายความว่าสามารถออกแบบโครงสร้างที่ซับซ้อนและซับซ้อนได้มากขึ้น รูปที่ 5 (a), ระบบ 3D ปรับโครงสร้างการกระจายความร้อนภายในผ่านการออกแบบเสริมเสริมช่วยเพิ่มความเสถียรทางความร้อนของเวเฟอร์เวทีลดเวลาเสถียรภาพความร้อนของเวเฟอร์และปรับปรุงผลผลิตและประสิทธิภาพของการผลิตชิป นอกจากนี้ยังมีท่อที่ซับซ้อนภายในเครื่อง lithography ผ่านการพิมพ์ 3 มิติโครงสร้างท่อที่ซับซ้อนสามารถ "รวม" เพื่อลดการใช้ท่อและเพิ่มประสิทธิภาพการไหลของก๊าซในท่อซึ่งจะช่วยลดผลกระทบด้านลบของการรบกวนเชิงกลและการสั่นสะเทือนและปรับปรุงความเสถียรของกระบวนการประมวลผลชิป

รูปที่ 5 ระบบ 3D ใช้การพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างชิ้นส่วน (a) เวเฟอร์เครื่องหิน (b) ท่อร่วมท่อ [6]

ในแง่ของการเลือกวัสดุเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติสามารถตระหนักถึงวัสดุที่ยากต่อการสร้างโดยวิธีการประมวลผลแบบดั้งเดิม วัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์มีความแข็งสูงและจุดหลอมเหลวสูง วิธีการประมวลผลแบบดั้งเดิมนั้นยากต่อการก่อตัวและมีวงจรการผลิตที่ยาวนาน การก่อตัวของโครงสร้างที่ซับซ้อนต้องใช้การประมวลผลแบบช่วยแม่พิมพ์ Sublimation 3D ได้พัฒนาเครื่องพิมพ์ 3D Dual-Nozzle 3D อิสระ UPS-250 และเรือคริสตัลซิลิกอนคาร์ไบด์ที่เตรียมไว้ หลังจากการเผาปฏิกิริยาความหนาแน่นของผลิตภัณฑ์คือ 2.95 ~ 3.02g/cm3

รูปที่ 6เรือคริสตัลซิลิกอนคาร์ไบด์[7]

รูปที่ 7 (a) อุปกรณ์การพิมพ์ร่วมแบบ 3 มิติ; (b) แสงยูวีใช้ในการสร้างโครงสร้างสามมิติ และใช้เลเซอร์เพื่อสร้างอนุภาคนาโนเงิน (c) หลักการของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์การพิมพ์ร่วมแบบ 3 มิติ[8]

กระบวนการผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์แบบดั้งเดิมนั้นซับซ้อนและจำเป็นต้องมีขั้นตอนกระบวนการหลายขั้นตอนจากวัตถุดิบไปจนถึงผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป Xiao et al. [8] ใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ร่วม 3 มิติเพื่อคัดเลือกโครงสร้างของร่างกายหรือฝังโลหะนำไฟฟ้าบนพื้นผิวอิสระเพื่อผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ 3 มิติ เทคโนโลยีนี้เกี่ยวข้องกับวัสดุการพิมพ์เพียงชิ้นเดียวซึ่งสามารถใช้ในการสร้างโครงสร้างพอลิเมอร์ผ่านการบ่ม UV หรือเพื่อเปิดใช้งานสารตั้งต้นโลหะในเรซินที่ไวต่อแสงผ่านการสแกนด้วยเลเซอร์เพื่อผลิตอนุภาคนาโนโลหะเพื่อสร้างวงจรนำไฟฟ้า นอกจากนี้วงจรนำไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะแสดงความต้านทานที่ยอดเยี่ยมต่ำถึง 6.12µΩm โดยการปรับสูตรวัสดุและพารามิเตอร์การประมวลผลความต้านทานสามารถควบคุมได้เพิ่มเติมระหว่าง 10-6 ถึง10Ωm จะเห็นได้ว่าเทคโนโลยีการพิมพ์ร่วม 3 มิติแก้ปัญหาความท้าทายของการสะสมวัสดุหลายวัสดุในการผลิตแบบดั้งเดิมและเปิดเส้นทางใหม่สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ 3 มิติ

บรรจุภัณฑ์แบบชิปเป็นส่วนสำคัญในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ เทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์แบบดั้งเดิมยังมีปัญหา เช่น กระบวนการที่ซับซ้อน ความล้มเหลวในการจัดการระบายความร้อน และความเครียดที่เกิดจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนระหว่างวัสดุไม่ตรงกัน ซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลวของบรรจุภัณฑ์ เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติสามารถทำให้กระบวนการผลิตง่ายขึ้นและลดต้นทุนโดยการพิมพ์โครงสร้างบรรจุภัณฑ์โดยตรง เฟิง และคณะ [9] เตรียมวัสดุบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับการเปลี่ยนเฟสและรวมเข้ากับเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติเพื่อบรรจุชิปและวงจร วัสดุบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์แบบเปลี่ยนเฟสที่จัดทำโดย Feng และคณะ มีความร้อนแฝงสูงถึง 145.6 J/g และมีเสถียรภาพทางความร้อนอย่างมีนัยสำคัญที่อุณหภูมิ 130°C เมื่อเทียบกับวัสดุบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์แบบดั้งเดิม ผลการทำความเย็นอาจสูงถึง 13°C

รูปที่ 8 แผนผังของการใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติเพื่อห่อหุ้มวงจรอย่างแม่นยำด้วยวัสดุอิเล็กทรอนิกส์แบบเปลี่ยนเฟส (b) ชิป LED ทางด้านซ้ายถูกห่อหุ้มด้วยวัสดุบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์แบบเปลี่ยนเฟส และชิป LED ทางด้านขวาไม่ได้ถูกห่อหุ้ม (c) ภาพอินฟราเรดของชิป LED ที่มีและไม่มีการห่อหุ้ม (d) เส้นโค้งอุณหภูมิภายใต้กำลังเดียวกันและวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่แตกต่างกัน (e) วงจรที่ซับซ้อนโดยไม่มีแผนภาพบรรจุภัณฑ์ชิป LED (f) แผนผังการกระจายความร้อนของวัสดุบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์แบบเปลี่ยนเฟส [9]

ความท้าทายของเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์

แม้ว่าเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิตินั้นมีศักยภาพที่ดีในไฟล์อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์- อย่างไรก็ตาม ยังมีความท้าทายอีกมากมาย

ในแง่ของความแม่นยำในการขึ้นรูปเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติในปัจจุบันสามารถบรรลุความแม่นยำของ20μm แต่ก็ยังยากที่จะทำตามมาตรฐานที่สูงของการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ในแง่ของการเลือกวัสดุแม้ว่าเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติสามารถสร้างวัสดุที่หลากหลาย แต่ความยากลำบากในการหล่อของวัสดุบางอย่างที่มีคุณสมบัติพิเศษ (ซิลิกอนคาร์ไบด์, ซิลิกอนไนไตรด์ ฯลฯ ) ยังคงค่อนข้างสูง ในแง่ของต้นทุนการผลิตการพิมพ์ 3 มิติทำงานได้ดีในการผลิตแบบปรับแต่งชุดขนาดเล็ก แต่ความเร็วในการผลิตค่อนข้างช้าในการผลิตขนาดใหญ่และต้นทุนอุปกรณ์สูงซึ่งทำให้ยากที่จะตอบสนองความต้องการของการผลิตขนาดใหญ่ . ในทางเทคนิคแม้ว่าเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติจะได้รับผลการพัฒนาที่แน่นอน แต่ก็ยังคงเป็นเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่ในบางสาขาและต้องมีการวิจัยและพัฒนาและพัฒนาและปรับปรุงเพิ่มเติมเพื่อปรับปรุงความมั่นคงและความน่าเชื่อถือ