ماهي الطباعة ثلاثية الأبعاد

تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد إحدى تقنيات التصنيع ، حيث يتم تصنيع الأجزاء عن طريق تقسيم التصميم ثلاثي الأبعاد إلى طبقات صغيرة جدًا باستخدام برنامج كمبيوتر ، ثم استخدام طابعة ثلاثية الأبعاد لتصنيعها عن طريق طباعة طبقة واحدة على طبقة أخرى حتى يتم تشكيل الشكل النهائي. يختلف هذا النظام عن أنظمة التشكيل والحفر ، التي تهدر أكثر من 90٪ من مواد التصنيع ، والطابعات ثلاثية الأبعاد بشكل عام أسرع وأكثر اقتصادا وأسهل في الاستخدام من تقنيات التصنيع الأخرى. تتيح الطابعات ثلاثية الأبعاد للمطورين طباعة الأجزاء المتداخلة المعقدة ، والتي يمكن تصنيعها من مواد مختلفة بمواصفات ميكانيكية وفيزيائية مختلفة ، ثم تجميعها مع بعضها البعض. يشبه مظهر ومظهر ووظيفة النموذج الذي تنتجه تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد المتقدمة إلى حد بعيد النموذج الأولي للمنتج. في السنوات الأخيرة ، أصبحت الطباعة ثلاثية الأبعاد مجدية اقتصاديًا على مستوى المؤسسات الصغيرة والمتوسطة ، لذلك تحولت النمذجة من الصناعة الثقيلة إلى البيئات المكتبية ، وسعر الطابعة ثلاثية الأبعاد يصل إلى 5000 دولار. يمكن الآن أيضًا تطبيقه على مجموعات مواد مختلفة في نفس الوقت. توفر الطباعة ثلاثية الأبعاد أيضًا مزايا هائلة لتطبيقات الإنتاج. تُستخدم التكنولوجيا في صناعة المجوهرات والأحذية والتصميم الصناعي والبناء والهندسة والبناء والسيارات والطائرات وطب الأسنان والصناعات الطبية. طابعة ORDbot Quantum 3D. الملف: Hyperboloid Print.ogv يُظهر فيديو Time Labs جسمًا فائق السطح مصنوعًا من حمض polylactic (صممه George W. Hart) باستخدام طابعة Prusa Mendel ثلاثية الأبعاد لترسيب البوليمر المصهور. منذ الستينيات ، أظهر العديد من العلماء اهتمامًا واضحًا بالطباعة ثلاثية الأبعاد ، مثل Kodama و Hull و Carl Deckard ، ولكن ظهرت هذه التقنية لأول مرة في الثمانينيات عندما حصل Hull على براءة اختراعه الأولى لطابعات SLA ، ثم تم اختراعها والبحث عنها و حصل على عدد من براءات الاختراع. يعتقد المتنبئ المستقبلي جيريمي ريفكين أن الطباعة ثلاثية الأبعاد هي الثورة الصناعية الثالثة بعد الميكنة والتجميع في القرنين التاسع عشر والعشرين ، لأنها يمكن أن تنتج أي شكل وأي مادة مستخدمة في التصنيع ، كما أنها تمكن الشخص من طباعة النموذج بنفسك دون ما يسمى ب “افعل ذلك بنفسك” تحت المصنع

منذ وقت ليس ببعيد ، بدت فكرة الطباعة ثلاثية الأبعاد – إنشاء كائنات ثلاثية الأبعاد باستخدام آلات تضيف طبقات من المواد فوق بعضها البعض – فكرة جديدة. إذا قلت أنك تريد طباعة شيء ما من جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، فلا يزال معظم الناس يفكرون في الطباعة ثنائية الأبعاد ، أو وضع الحبر أو الحبر على قطعة من الورق. الآن ، على الرغم من أن العديد من الأشخاص ربما لم يجربوا الطباعة ثلاثية الأبعاد بأنفسهم ، فقد يعرفون ما الذي تتحدث عنه. أصبحت الطابعات ثلاثية الأبعاد أرخص وأرخص ثمناً ويمكن أن تبدأ في الظهور في المنازل وأماكن التصنيع والفصول الدراسية. تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد سلسلة من تقنيات التصنيع تسمى التصنيع الإضافي (AM). AM هي طريقة لإنشاء كائنات عن طريق إضافة نسيج إلى كائن طبقة تلو طبقة. AM هو المصطلح الحالي الذي أنشأته ASTM International (الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد سابقًا) [المصدر: Gibson et al.]. على مدار تاريخها ، غالبًا ما يكون للتصنيع الإضافي أسماء مختلفة: الطباعة الحجرية ، والطبقات ثلاثية الأبعاد ، والطباعة ثلاثية الأبعاد. تستخدم هذه المقالة مصطلح الطباعة ثلاثية الأبعاد لأنها أكثر شيوعًا. يمكنك أن ترى بعض المبادئ الأساسية وراء AM في الكهف ؛ لآلاف السنين ، تشكلت المياه المتساقطة طبقة بعد طبقة من الرواسب ، والتي تتراكم لتشكل الصواعد والهوابط. على عكس هذه التكوينات الطبيعية ، فإن الطباعة ثلاثية الأبعاد أسرع بكثير وتتبع جدولًا محددًا مسبقًا يوفره برنامج الكمبيوتر. يوجه الكمبيوتر الطابعة ثلاثية الأبعاد لإضافة كل طبقة جديدة كمقطع عرضي دقيق للكائن النهائي. يستمر التصنيع الإضافي ، وخاصة الطباعة ثلاثية الأبعاد ، في النمو. أصبحت التكنولوجيا التي تم استخدامها في الأصل لبناء نماذج أولية سريعة الآن طريقة لإنشاء منتجات للصناعات الطبية وطب الأسنان وصناعات الطيران والسيارات. تدخل الطباعة ثلاثية الأبعاد أيضًا في صناعة الألعاب والأثاث والفن والأزياء. تتناول هذه المقالة مجموعة واسعة من الطباعة ثلاثية الأبعاد ، من تاريخها وتقنيتها إلى نطاق استخدامها الواسع ، بما في ذلك طباعة النماذج ثلاثية الأبعاد الخاصة بك في المنزل. أولاً ، دعنا نلقي نظرة على كيفية بدء الطباعة ثلاثية الأبعاد وكيف تطورت اليوم.

سلبيات الطباعة ثلاثية الأبعاد

من الناحية التاريخية ، كانت الطباعة ثلاثية الأبعاد تقنية باهظة الثمن. تكلفة اتفاقية مستوى الخدمة (SLA) الخاصة بـ PTCAM ، الموصوفة سابقًا في المقالة ، تزيد عن 250 ألف دولار ؛ تبلغ تكلفة البلاستيك السائل حوالي 800 دولار للغالون الواحد. قد تبيع المنظمات التي تمتلك هذا النوع من المعدات خدمات الطباعة الحجرية المجسمة للآخرين أو تسمح للشركات بشراء فترات زمنية لاستخدام المعدات.

اليوم ، لا تزال العديد من آلات AM الصناعية الكبيرة باهظة الثمن ، على الرغم من أنها أقل من ذي قبل. على سبيل المثال ، في سبتمبر 2019 ، تم بيع ProJet CPX 3000MJP 3600 لشركة 3D Systems بأقل من 100000 دولار ويمكن أن تنتج نماذج بدقة عالية تصل إلى 11.75 بوصة × 7.3 بوصة × 8 بوصات (298 ملم × 185 ملم × 203 ملم) [المصادر: BasTech].

بالإضافة إلى السعر ، هناك بعض العيوب الأخرى في الطابعات ثلاثية الأبعاد. إنهم يستخدمون الكثير من الطاقة ، حوالي 100 مرة من الطاقة الكهربائية مثل التصنيع العادي. وجد الباحثون أيضًا أنها يمكن أن تنبعث منها الكثير من الجسيمات المسببة للسرطان والمركبات العضوية المتطايرة ، خاصة عند استخدامها في مساحة صغيرة مثل المنزل. البلاستيك المستخدم في معظم المشاريع ثلاثية الأبعاد له أيضًا مشاكله الخاصة. من المحتمل أن تنتهي المخلفات البلاستيكية من المشاريع ثلاثية الأبعاد في مدافن النفايات وتساهم في أزمة الأرض بالبلاستيك القابل للتصرف. تختلف قوة البلاستيك الإضافية وقد لا تكون الأفضل لجميع الأجزاء المكونة للمشروع. الطابعات ثلاثية الأبعاد بطيئة أيضًا وقد يستغرق المشروع عدة أيام أو ساعات للطباعة [المصدر: ثلاثي الأبعاد من الداخل].

من المحتمل أن يتم معالجة العديد من هذه المشكلات بمرور الوقت ، مع تحسن التكنولوجيا. لكن قد تستمر المشاكل الأخرى. على سبيل المثال ، صنع الناس بالفعل أسلحة باستخدام طابعات ثلاثية الأبعاد ، بما في ذلك رجل حُرم من الحصول على تصريح بندقية في وقت سابق. هل يمكن اتخاذ خطوات لمنع الناس من استخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد لصنع البنادق والسكاكين والأسلحة الأخرى؟ هناك أيضا قلق بشأن انتهاكات حقوق التأليف والنشر. يمكن للأشخاص الحصول على مخططات وطباعة كائن بدلاً من شرائه من صاحب براءة الاختراع أو حقوق الطبع والنشر. قد يكون من الصعب على صاحب براءة الاختراع تعقب الشخص (أو مئات الأشخاص) الذي يطبع شيئًا محميًا ببراءة ويدعي انتهاك حقوق الطبع والنشر.

طباعة ثلاثية الأبعاد في المنزل

على الرغم من أن الطابعات ثلاثية الأبعاد لا تزال غير شائعة ، إلا أنها تظهر في المزيد من المنازل والمكتبات والمدارس ومساحات العمل.

كما انخفضت أسعار هذه الآلات مع نضوج التكنولوجيا. على سبيل المثال ، اعتبارًا من عام 2019 ، يبدأ MakerBot Replicator Mini + بسعر 1،299 دولارًا أمريكيًا [المصدر: MakerBot]. تبيع الشركة مكبات صغيرة من مادة PLA الخاصة بها بـ 12 لونًا قياسيًا بدءًا من 18 دولارًا ، وألوانًا محدودة الإصدار (توهج في الظلام ، أي شخص؟) مقابل تكلفة إضافية.

إذا كنت لا ترغب في التبذير في شراء آلة للاستخدام المنزلي ، فيمكنك دائمًا بناء واحدة بنفسك. على سبيل المثال ، قام الفيزيائي والمدون Windell Oskay ببناء طابعة ثلاثية الأبعاد خاصة به في عام 2007 تصنع أشياء من السكر باستخدام نهج التلبيد. يحتوي المشروع ، المسمى CandyFab ، على موقع ويب مخصص على CandyFab.org. على الرغم من إغلاق المشروع ، لا يزال بإمكانك القراءة عنه وكيف أنجزه.

للحصول على نهج أكثر احترافًا ، يمكنك شراء خدمات الطباعة ثلاثية الأبعاد بدلاً من ذلك. تتيح لك هذه الخدمات إرسال ملفات CAD الخاصة بك واستعادة إنتاج عالي الجودة لكائن أو كائنات تم إنشاؤها بواسطة طابعة صناعية ثلاثية الأبعاد. تشمل الشركات عبر الإنترنت التي تقدم خدمات الطباعة ثلاثية الأبعاد Shapeways و Ponoko. تمنحك هذه المواقع أيضًا خيار إنشاء متجر عبر الإنترنت ، مما يتيح لك جني الأموال عندما يشتري الآخرون مطبوعات ثلاثية الأبعاد لتصميمك. [المصدر: Shapeways، Ponoko]

تستمر الطباعة ثلاثية الأبعاد في التحسن مع انخفاض تكلفتها. ربما ستكون هذه الآلات في المستقبل أدوات مألوفة تُستخدم لمعالجة المشاكل اليومية مثل طباعة المشاريع المدرسية أو طباعة مفتاح منزل جديد بدلاً من القيادة إلى متجر الأجهزة لاستبدالها.

قد يعجبك ايضا
نحن نستخدم ملفات تعريف الارتباط لنمنحك أفضل تجربة ممكنة على موقعنا. بالمتابعة في استخدام هذا الموقع، فإنك توافق على استخدامنا لملفات تعريف الارتباط.
قبول
سياسة الخصوصية