الطباعة ثلاثية الأبعاد 3D printers- ما هي؟ وكيف يمكن استخدامها؟

الطباعة ثلاثية الأبعاد 3D printers- ما هي؟ وكيف يمكن استخدامها؟

ما هي الطباعة ثلاثية الأبعاد

باختصار، تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد تقنية لتصنيع منتجات ثلاثية الأبعاد تعتمد على النماذج الرقمية بغض النظر عن التكنولوجيا المحددة، فإن جوهر العملية هو إعادة إنتاج الكائنات تدريجياً طبقة تلو الأخرى.

في هذه العملية يتم استخدام جهاز خاص -طابعة ثلاثية الأبعاد- يطبع أنواعًا معينة من المواد، والأسماء الأخرى للتكنولوجيا هي النماذج الأولية السريعة أو التصنيع الإضافي، غالبًا ما تُستخدم عبارة "التقنيات المضافة" بمعنى "تقنيات ثلاثية الأبعاد".

تم تسجيل براءة اختراع تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في الثمانينات من القرن الماضي، ولكنها اكتسبت شعبية مؤخرًا.

 تم تطوير تقنيات جديدة واعدة، ووصلت إمكانيات التقنيات ثلاثية الأبعاد إلى مستوى جديد تماماً، ومع ذلك حتى يومنا هذا هذه التقنية غير معروفة في جميع الدوائر، ولا يعرف الجميع ماهية الطباعة ثلاثية الأبعاد، وسنحاول في مقال اليوم أن نشرح بالتفصيل وبطريقة يسهل الوصول إليها ماهية الطباعة ثلاثية الأبعاد وأين يتم استخدامها.

مراحل الطباعة ثلاثية الأبعاد

لتوضيح ماهية الطباعة ثلاثية الأبعاد دعنا نلقِ نظرة على عملية الاستنساخ خطوة خطوة، فيما يأتي المراحل المحددة للطباعة ثلاثية الأبعاد، وكيف تعمل:

1. يتم تنفيذ النمذجة ثلاثية الأبعاد أو ما يسمى ملف "STL" للكائن المطلوب وفقًا لقواعد معينة (برنامج ثلاثي الأبعاد كـ SOLIDWORKS أو 3D MAX أو ماسح ضوئي ثلاثي الأبعاد)، وفحص الملف والتأكد من جاهزيته للتصنيع.
2. يتم تحميل الملف مع النموذج الرقمي في برنامج التقطيع، والذي يولد رمز التحكم للطابعة ثلاثية الأبعاد.
3. تعيين المعلومات الضرورية للطباعة ثلاثية الأبعاد.
4. كتابة الرمز على ذاكرة قابلة للإزالة تتصل بطابعة ثلاثية الأبعاد.
5. يتم إعادة إنتاج النموذج ثلاثي الأبعاد.

يحدث تكاثر الأشياء تدريجياً وفقًا للشكل المطلوب، ويتم تطبيق المادة المحددة طبقة تلو الأخرى؛ لتشكيل المنتج النهائي.

وتجدر الإشارة إلى أن إمكانيات الطباعة ثلاثية الأبعاد لا حدود لها تقريباً، أي يمكن صنع أي شيء.

في بعض التقنيات يتم توفير عناصر متدلّية رفيعة جدًا مع دعامات، وبفضل ذلك يمكن تجنبها من الترهل.

بطبيعة الحال، هذا وصف مبسط للغاية لمراحل الطباعة ثلاثية الأبعاد، لكنها تعطي فكرة واضحة جدًا عن جوهر التقنية.

تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد

تُستخدم تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد المختلفة لإعادة إنتاج كائنات مختلفة، وهي تختلف في كل من المواد الاستهلاكية المستخدمة، وفي سرعة ودقة الطباعة ندرج التقنيات الرئيسة للطباعة ثلاثية الأبعاد:

1. نمذجة الترسيب المنصهر (FDM)

واحدة من أكثر تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد شيوعًا، والمستخدمة في معظم الطابعات ثلاثية الأبعاد المكتبية، وتمثل نسبة السعر/الجودة المثالية، تحدث الطباعة عن طريق إمداد طبقة تلو الأخرى بخيط من البلاستيك المصهور.

1. الليثوغرافيا الحجرية الليزرية (الليثوغرافيا الحجرية الليزرية، SLA)

 تكوين الجسم بسبب الإضاءة طبقة تلو الأخرى لراتنج فوتو بوليمير سائل بواسطة الليزر، والذي يتصاعد تحت تأثير الإشعاع، أحد أشكال هذه التقنية هو الطباعة DLP ثلاثية الأبعاد، يستخدم جهاز عرض خاص بدلاً من الليزر، يتم استخدام كلتا طريقتي الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء كائنات بدرجة عالية من التفاصيل، في حالة طباعة DLP تعد السرعة أيضًا ميزة إضافية.

1. تلبيد الليزر الانتقائي (SLS)

يتم التكاثر عن طريق إذابة مسحوق خاص طبقة تلو الأخرى تحت تأثير أشعة الليزر، تستخدم طريقة الطباعة ثلاثية الأبعاد هذه على نطاق واسع في الصناعة لتصنيع العناصر المعدنية المتينة.

كما قد تكون فهمت بالفعل، فإن تطبيق الطباعة ثلاثية الأبعاد واسع للغاية. الاسم الثاني للتكنولوجيا -النماذج الأولية السريعة- يتحدث عن نفسه في تصنيع النماذج الأولية ونماذج النماذج، يمكن ببساطة أن تكون الطباعة ثلاثية الأبعاد أمرًا لا غنى عنه، إنه أيضًا حل فعال من حيث التكلفة للإنتاج على نطاق صغير.

في صناعات الطيران والسيارات، يتم استخدام التقنيات ثلاثية الأبعاد بالفعل بقوة وبشكل رئيس بسبب الربحية العالية، وسرعة مكونات التصنيع، حيث يعمل متخصصو الطهي على تطوير طابعات طعام ثلاثية الأبعاد، وفي الطب أصبحت الطباعة ثلاثية الأبعاد شيئًا من تكنولوجيا المستقبل بمساعدة الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد.

ومن المخطط إنتاج عظام وأعضاء وأنسجة حية، ولكن في الوقت الحالي تتم طباعة الغرسات والأدوية الكاملة على طابعات ثلاثية الأبعاد، كما يمكن استخدام طابعات سطح المكتب ثلاثية الأبعاد للأغراض المنزلية: كالإصلاحات، وصنع الأدوات المنزلية المختلفة، وما إلى ذلك.

ويقدر المصممون ومصممو الأزياء والنحاتون والفنانون إمكانيات الطباعة ثلاثية الأبعاد والنمذجة ثلاثية الأبعاد كطريقة غير عادية لإدراك مواهبهم.

كان هذا وصفًا موجزًا لماهية الطباعة ثلاثية الأبعاد، ونأمل أن نكون قادرين على توفير المعلومات اللازمة بطريقة يسهل الوصول إليها، إذا كانت لديك أسئلة إضافية لم نقم بتغطيتها فاكتب لنا.