كيف تعمل طابعة الطباعة ثلاثية الأبعاد؟
ما هي الطباعة ثلاثية الأبعاد؟
تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد معدات متخصصة لإنشاء كائنات صلبة ثلاثية الأبعاد من ملف رقمي. كانت هذه الممارسة موجودة منذ الثمانينيات، عندما اخترع تشارلز دبليو هال العملية وأنشأ أول جزء مطبوع ثلاثي الأبعاد. منذ ذلك الحين، نما مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد بشكل كبير ويحمل إمكانيات لا حصر لها.
نظرة عامة على الطباعة ثلاثية الأبعاد
الطباعة ثلاثية الأبعاد هي عملية تستخدم التصميم بمساعدة الكمبيوتر، أو نذل - وغد، لإنشاء كائنات طبقة تلو الأخرى. تُستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد بشكل شائع في الصناعات التحويلية والسيارات، حيث يتم تصنيع الأدوات والأجزاء باستخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد.
مع استمرار نمو قدرات الطباعة ثلاثية الأبعاد، تزداد قيمتها أيضًا: بحلول عام 2029، من المتوقع أن تصل قيمة صناعة الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى 84 مليار دولار. ويعني هذا النمو أننا ملزمون بالتفاعل مع المنتجات - وحتى المنازل والمباني - المصنوعة بالطباعة ثلاثية الأبعاد.
الطباعة ثلاثية الأبعاد تهز أيضًا صناعة الرعاية الصحية. في عام 2020، طغت جائحة كوفيد-19 على المستشفيات وزادت الحاجة إلى معدات الحماية الشخصية. تحولت العديد من مرافق الرعاية الصحية إلى الطباعة ثلاثية الأبعاد لتزويد موظفيها بمعدات الحماية التي تشتد الحاجة إليها، بالإضافة إلى الأجزاء اللازمة لإصلاح أجهزة التنفس الصناعي الخاصة بهم. الشركات الكبيرة والشركات الناشئة وحتى طلاب المدارس الثانوية الذين يستخدمون طابعات ثلاثية الأبعاد صعدوا إلى اللوحة وأجابوا على المكالمة. لن تؤدي الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى تغيير الطريقة التي نصنع بها معدات الوقاية الشخصية والمعدات الطبية فحسب، بل ستعمل أيضًا على تبسيط الأطراف الاصطناعية والمزروعات.
على الرغم من أن الطباعة ثلاثية الأبعاد ليست بالضرورة جديدة، إلا أن هناك من لا يزال يتساءل عن ماهية الطباعة ثلاثية الأبعاد وكيف تعمل. فيما يلي دليل لفهم الطباعة ثلاثية الأبعاد.
ما هي الطابعات ثلاثية الأبعاد؟
باختصار، تستخدم الطابعات ثلاثية الأبعاد التصميم بمساعدة الكمبيوتر لإنشاء كائنات ثلاثية الأبعاد من مجموعة متنوعة من المواد، مثل البلاستيك المنصهر أو المساحيق. يمكن أن تأتي الطابعات ثلاثية الأبعاد في مجموعة متنوعة من الأشكال والأحجام بدءًا من المعدات التي يمكن وضعها على المكتب وحتى نماذج البناء الكبيرة المستخدمة في صنع المنازل المطبوعة ثلاثية الأبعاد. هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الطابعات ثلاثية الأبعاد ويستخدم كل منها طريقة مختلفة قليلاً.
أنواع الطابعات ثلاثية الأبعاد
الطابعات المجسمة، أو طابعات جيش تحرير السودان، مجهزة بالليزر الذي يشكل الراتنج السائل إلى البلاستيك.
تحتوي طابعات الليزر الانتقائية، أو طابعات SLS، على ليزر يلبد جزيئات مسحوق البوليمر في بنية صلبة بالفعل.
تعد طابعات الترسيب المنصهرة، أو طابعات FDM، هي الأكثر شيوعًا. تقوم هذه الطابعات بإصدار خيوط لدنة بالحرارة يتم صهرها من خلال فوهة ساخنة لتكوين جسم طبقة بعد طبقة.
الطابعات ثلاثية الأبعاد ليست مثل تلك الصناديق السحرية في عروض الخيال العلمي. بدلاً من ذلك، تستخدم الطابعات - التي تعمل بشكل مشابه إلى حد ما للطابعات النافثة للحبر التقليدية ثنائية الأبعاد - طريقة الطبقات لإنشاء الكائن المطلوب. إنهم يعملون من الألف إلى الياء ويتراكمون طبقة بعد طبقة حتى يبدو الكائن تمامًا كما تم تصوره
لماذا تعتبر الطابعات ثلاثية الأبعاد مهمة للمستقبل؟&نبسب;
إن مرونة الطابعات ثلاثية الأبعاد ودقتها وسرعتها تجعلها أداة واعدة لمستقبل التصنيع. اليوم، يتم استخدام العديد من الطابعات ثلاثية الأبعاد لما يسمى بالنماذج الأولية السريعة.
تستخدم الشركات في جميع أنحاء العالم الآن طابعات ثلاثية الأبعاد لإنشاء نماذجها الأولية في غضون ساعات، بدلاً من إضاعة أشهر من الوقت وربما ملايين الدولارات في البحث والتطوير. في الواقع، تدعي بعض الشركات أن الطابعات ثلاثية الأبعاد تجعل عملية النماذج الأولية أسرع بعشر مرات وأرخص بخمس مرات من عمليات البحث والتطوير العادية.
يمكن للطابعات ثلاثية الأبعاد أن تلعب دورًا في كل صناعة تقريبًا. لا يتم استخدامها فقط للنماذج الأولية. يتم تكليف العديد من الطابعات ثلاثية الأبعاد بطباعة المنتجات النهائية. تستخدم صناعة البناء في الواقع طريقة الطباعة المستقبلية هذه لطباعة منازل كاملة. تستخدم المدارس في جميع أنحاء العالم الطابعات ثلاثية الأبعاد لجلب التعلم العملي إلى الفصل الدراسي من خلال طباعة عظام الديناصورات وقطع الروبوتات ثلاثية الأبعاد. إن مرونة تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد وقدرتها على التكيف تجعلها تغير قواعد اللعبة في أي صناعة.
ما الذي يمكنك طباعته بتقنية ثلاثية الأبعاد؟
تتمتع الطابعات ثلاثية الأبعاد بمرونة شديدة فيما يتعلق بما يمكن طباعته بها. على سبيل المثال، يمكنهم استخدام البلاستيك لطباعة مواد صلبة، مثل النظارات الشمسية. ويمكنهم أيضًا إنشاء أشياء مرنة، بما في ذلك حافظات الهاتف أو مقابض الدراجة، باستخدام مسحوق هجين من المطاط والبلاستيك. تتمتع بعض الطابعات ثلاثية الأبعاد بالقدرة على الطباعة باستخدام ألياف الكربون والمساحيق المعدنية لمنتجات صناعية قوية للغاية. فيما يلي بعض التطبيقات الشائعة التي تُستخدم فيها الطباعة ثلاثية الأبعاد.
النماذج الأولية السريعة والتصنيع السريع
توفر الطباعة ثلاثية الأبعاد للشركات طريقة منخفضة المخاطر ومنخفضة التكلفة وسريعة لإنتاج نماذج أولية تسمح لها باختبار كفاءة منتج جديد وزيادة التطوير دون الحاجة إلى نماذج باهظة الثمن أو أدوات خاصة. وللمضي قدمًا إلى الأمام، تستخدم الشركات في العديد من الصناعات الطباعة ثلاثية الأبعاد للتصنيع السريع، مما يسمح لها بتوفير التكاليف عند إنتاج دفعات صغيرة أو تقصير وقت الطباعة.&نبسب;
الأجزاء الوظيفية
أصبحت الطباعة ثلاثية الأبعاد أكثر وظيفية ودقة بمرور الوقت، مما يجعل من الممكن إنشاء الأجزاء المملوكة أو التي يتعذر الوصول إليها والحصول عليها حتى يمكن إنتاج المنتج في الموعد المحدد. بالإضافة إلى ذلك، تتآكل الآلات والأجهزة بمرور الوقت وقد تحتاج إلى إصلاح سريع، وهو ما تنتج عنه الطباعة ثلاثية الأبعاد حلاً مبسطًا.
أدوات
كما هو الحال مع الأجزاء الوظيفية، تتآكل الأدوات أيضًا بمرور الوقت وقد يتعذر الوصول إليها أو تصبح قديمة أو باهظة الثمن. تتيح الطباعة ثلاثية الأبعاد إمكانية إنتاج الأدوات واستبدالها بسهولة لتطبيقات متعددة مع متانة عالية وإمكانية إعادة الاستخدام.
عارضات ازياء
في حين أن الطباعة ثلاثية الأبعاد قد لا تكون قادرة على استبدال جميع أشكال التصنيع، إلا أنها تقدم حلاً غير مكلف لإنتاج نماذج لتصور المفاهيم ثلاثية الأبعاد. من تصورات المنتجات الاستهلاكية إلى النماذج المعمارية والنماذج الطبية والأدوات التعليمية. مع انخفاض تكاليف الطباعة ثلاثية الأبعاد واستمرار إمكانية الوصول إليها، تفتح الطباعة ثلاثية الأبعاد أبوابًا جديدة لتطبيقات النمذجة.
