در طبیعت مواد کامپوزیتی بی‌نظیری مانند چوب، استخوان، دندان و ... وجود دارند که علیرغم وزن کم و دانسیته‌ی پایین از خواص مکانیکی فوق العاده‌ای مانند استحکام، سفتی و تحمل آسیب (Damage tolerance) برخوردارند. از زمان تمدن‌های باستان که برای اولین بار از ترکیب کاه و گل برای ساخت خشت استفاده شده، کامپوزیت‌های مهندسی شده زیادی با افزایش قابلیت عملکرد و پیچیدگی ساخته شده است. اما ایجاد خواص مکانیکی فوق‌العاده و ریزساختارهای پیچیده مواد موجود در طبیعت در مواد ساخته دست بشر همیشه چالش برانگیز بوده است.
اخیرا تیمی از محققان دانشکده مهندسی و علوم کاربردی دانشگاه Harvard John A. Paulson روش جدیدی از پرینتر سه بعدی را مطرح کرده‌اند که از قابلیت بی‌نظیری برای کنترل نحوه توزیع الیاف کوتاه در یک زمینه پلیمری برخوردار است. آنها از این تکنیک شکل‌دهی افزایشی برای برنامه ریزی نحوه جهتگیری الیاف در مکان‌های مشخص در زمینه یک کامپوزیت اپوکسی استفاده کردند که امکان تولید یک ساختار بهینه شده از نظر استحکام، سفتی و تحمل آسیب را فراهم می‌کند. از این روش تحت عنوان پرینتر سه بعدی چرخشی (Rotational 3-D Printing) یاد می‌شود که دارای کاربردهای زیادی می‌باشد.
پارامتر اصلی در این روش، تعیین دقیق سرعت چرخش نازل پرینتر سه بعدی برای برنامه ریزی نحوه قرارگیری الیاف در یک زمینه پلیمری است. این رویکرد با تجهیز هد سیستم پرینتر با یک موتور مرحله‌ای (Stepper motor) جهت کنترل سرعت زاویه‌ای نازل در حین اکسترود امکان‌پذیر می‌شود. تکنیک پرینتر سه بعدی چرخشی می‌تواند برای دستیابی به جهتگیری بهینه و یا نزدیک به بهینه الیاف در مکان‌های چاپ شده مورد نظر استفاده شده و موجب افزایش استحکام و سفتی شود. طبق گفته یکی از اعضای تیم تحقیقاتی در این روش هدایت الیاف و نحوه جهتگیری آنها در زمینه بجای استفاده از میدان الکتریکی یا مغناطیسی با کنترل جریان جوهر چاپ صورت می‌گیرد.
(A) سیستم پرینتر سه بعدی چرخشی، (B) شماتیک نحوه جهتگیری الیاف در حین فرآیند چاپ، (C-F) ریزساختارهای حاصله با استفاده از مد چرخشی و بدون چرخش
با این روش امکان طراحی و ساخت مواد مهندسی با اهداف خاص ممکن خواهد بود. برای مثال جهتگیری الیاف می‌تواند بصورت موضعی بگونه‌ای بهینه سازی شود که باعث افزایش تحمل آسیب در مناطقی از قطعه شود که در حین سرویس و بارگذاری در معرض بیشترین تنش قرار دارند و به شدت مستعد به شکست هستند. طبق گفته این عضو تیم تحقیقاتی، یکی دیگر از ویژگی‌های جالب این روش امکان تولید ریزساختارهای پیچیده و یا ریزساختارهای متغییر در مناطق مختلف است. این بدان معنی است که با کنترل بیشتر ریزساختار امکان دستیابی به خواص مورد نظر بیشتر خواهد بود.
