ما هي الطباعة ثلاثية الأبعاد ؟
الطباعة ثلاثية الأبعاد . تخيل .!
تأتي في رأسك فكرة لمنتج ما يحل مشكلة معينة ومن ثم تصممه وتطبعه وتجربه مباشرة
تنكسر قطعة في أحد أجهرة المنزل ومن ثم تبحث على تصميمها في الإنترنت وتطبعها وتركبها وتعيد الحياة إلى جهازك مرة أخرى
تخيلي أنكي تريدين أن تشتري بعض الأكسسوارات الجديدة وبدلا من ذلك تبحثي على آلاف التصاميم و من ثم تطبعينها وأنتي في منزلك وترتدينها مباشرة
بدلا من أن تذهب وتشتري لعبة لطفلك فقط تجلس معه ليختار اللعبة المفضلة من الإنترنت ومن ثم تطبعها له في المنزل
إنها ليست مجرد تخيلات بل حقائق الآن . الطباعة ثلاثية الأبعاد تمكنك من تحويل الأفكار والتصاميم إلى منتجات جاهزة للاستخدام وبجودة جيدة
تعريف الطباعة ثلاثية الأبعاد
الطباعة ثلاثية الأبعاد هي إحدى طرق التصنيع الجديدة فمن خلالها يمكن تحويل التصاميم الحاسوبية إلى منتجات مادية هذه الطريقة تعرف بالتصنيع بالإضافة حيث يتم رص طبقات من المادة الخام فوق بعضها إلى أن يكتمل المنتج النهائي هذه الطبقات صغيرة جدا بسمك يصل إلى 0.05 مم ويتم التحكم في شكل وسمك الطبقات عن طريق برامج معينة . التصنيع عن طريق هذه الطبقات يميز الطباعة ثلاثية الأبعاد على الطرق الأخرى فيمكن تصميم منتجات معقدة جدا لا يمكن إنتاجها بالطرق التقليدية . وأيضا إنشاء منتجات أولية بسرعة كبيرة مما يساعد في تسريع عملية التعديل واكتشاف الأخطاء ومن ثم تسريع الإنتاج النهائي أيضا يمكنها توفير الكثير من الوقت والتكلفة خاصة عندما يتعلق الأمر بتصنيع المنتجات المخصصة والفريدة
إمكانية الاعتماد على الطباعة ثلاثية الأبعاد
تطورت الطابعات ثلاثية الأبعاد بشكل كبير وملحوظ فأصبح يمكن اقتناؤها في المنزل أو المكتب بأحجام مناسبة وأسعار مقبولة . تماما مثل طابعات الورق العادية يمكن وضعها على المكتب بكل بساطة كما أن أسعار بعض الطابعات ثلاثية الأبعاد أقل تكلفة من الطابعات الورقية.! بالنسبة لجودة المنتجات أيضا تطورت الطابعات في هذا المجال بحيث أن المنتج المصنع بالطابعة ثلاثية الأبعاد يقارب بشكل كبير المنتجات المصنعة الأخرى. بالطبع يدخل في جودة المنتج تفاصيل كثيرة نذكرها لاحقا عامل السرعة هو شيء مهم أيضا فبدلا من السرعات القليلة والتي كانت تبدأ من 30 مم/ث تصل سرعة بعض الطابعات الآن إلى 600 مم/ث مع عدم الإخلال بالجودة. في تلك النقطة أيضا يجدر الإشارة إلى توفر الطابعات ثلاثية الأبعاد متعددة الألوان بأسعار مناسبة . وبالنسبة لسهولة الاستخدام فمع التطور السريع للطابعات أصبح استخدام الطابعات اكثر سهولة فلا يحتاج منك أي شيء سوى اختيار التصميم وضغط على طباعة فبعض الطابعات تقوم بالتجهيز والضبط التلقائي بدلا من المستخدم .كما يمكن أيضا الطباعة من الجوال عن طريق الشبكة أو الخدمة السحابية
أنواع الطابعات ثلاثية الأبعاد
أنواع الطابعات ثلاثية الأبعاد كثيرة وتختلف في طرق عملها حسب المادة المواد الخام المستخدمة والغرض المطلوب فهناك طابعات للمعادن والأطعمة وحتى بعض الأنسجة الحيوية لكن دعنا نفصل في أكثر الطابعات المكتبية وأشهرها استخداما وهي الطابعات التي تستخدم البلاستيك كمادة خام
طابعات الفلمنت
أو كما تعرف بطابعات البناء بالترسيب المنصهر و فيها تكون المادة الخام على هيئة خيوط صلبة من البلاستيك وبقطر معين وتكون ملفوفة على بكرة وتدخل هذه الخيوط إلى فوهة ساخنة تقوم بصهر الخيط وتكوين طبقات المنتج فوق بعضها حتى يتكون المنتج النهائي
طابعات الرزين
وفيها تكون المادة الخام سائلة على هيئة رزين ويستخدم شعاع من الضوء أو الليزر لتصليب طبقات المنتج طبقة طبقة حتى نهاية الشكل المطلوب
مراحل عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد
أولا تصميم المنتج
لديك عدة خيارات في الحصول على تصميم جاهز للطباعة . هناك الكثير من المواقع الخاصة بالتصاميم الجاهزة للطباعة ثلاثية الأبعاد ومنها ما هو مجاني ومدفوع ومن اشهرها thingiverse وprintables وcults3d. أو يمكنك تصميم منتجك بنفسك عن طريق أحد البرامج السهلة والمخصصة لذلك مثل tinkercad. يمكنك أيضا البحث عن أي شخص على مواقع الخدمات مثل خمسات ليقوم بتصميم فكرتك. في النهاية يجب الحصول على ملف بصيغة STL وهو أشهر الامتدادات المتعارف عليها في معظم الطابعات
ثانيا تحويل التصميم إلى طبقات
هنا ندخل التصميم إلى بعض البرامج المخصصة لتقطيع التصميم إلى طبقات محددة تفهمها الطابعة ومن ثم إنتاج ملف بصيغة جي كود يحتوي على جميع الإرشادات اللازمة لإتمام عملية الطباعة مثل سمك وشكل الطبقات وسرعة الطباعة وطريقة ونسبة ملئ المجسم ودرجة الحرارة وأشياء أخرى كثيرة
تهيئة الطابعة
بعض الطابعات تحتاج إلى تجهيز مسبق مثل وزن سطح الطابعة أو تنظيفه من العمليات السابقة أو حتى تغيير المادة الخام
الطباعة الفعلية
بعد نقل ملف الجي كود إلى الطابعة عن طريق الحاسوب أو الذاكرة أو حتى الشبكة تقوم الطابعة بتكوين الطبقات واحدة تلو الأخري إلى أن يكتمل المنتج
تشطيب المنتج
وفيها يتم إزالة المنتج من سطح الطابعة وإزالة الزوائد والدعامات إن وجدت ومن ثم تلوينه أو تلميعه
أشهر استخدامات الطابعات ثلاثية الأبعاد
كما علمنا الطباعة ثلاثية الأبعاد تعني تحويل التصاميم والأفكار إلى منتجات ملموسة وهنا تأتي الكثير من الاستخدامات على حسب الأفكار المطروحة والقدرة على التصميم
صناعة النماذج الأولية
تعد من أهم ما يميز الطباعة ثلاثية الأبعاد. فالنماذج الأولية للمشاريع هي المنتج الأولي أو المصغر من المنتج النهائي ويمكنك بوقت قياسي الحصول على منتج أولي لأفكارك ومشاريعك مما يساعدك بشكل كبير على توضيح أفكارك واستكشاف الأخطاء وتطوير المنتجات
قطع الغيار
من الأشياء الرائعة جدا هو إصلاح الأشياء بدلا من إتلافها وتكون الطباعة ثلاثية الأبعاد مفيدة جدا عند عدم توفر قطع الغيار محليا أو وجود مشاكل لوجستية وهنا ظهر مصطلح المخازن الرقمية وهي عبارة مكتبة من التصاميم الرقمية لقطع غيار المنتجات لبعض الشركات حيث يتم فقط طباعة التصميم المطلوب في الفروع بدلا من الإنتاج والتخزين الفعلي للمنتجات
الأطراف الصناعية ومجسمات ما قبل العمليات
ساعدت الطباعة ثلاثية الأبعاد في إنتاج أطراف صناعية اقل كلفة وظهرت العديد من المشاريع العربية والعالمية لتقديم الأطراف المطبوعة مجانا ويستخدم الجراحون الآن في بعض المستشفيات الطابعات ثلاثية الأبعاد لطباعة ملفات الأشعة على هيئة مجسم ملموس ليساعدهم في التخطيط للعملية وأيضا تشخيص الأمراض
تركيبات الأسنان
تستخدم بعض طابعات الرزين في معامل الأسنان لإنتاج التركيبات المخصصة وكذلك القوالب في وقت قليل وبدقة عالية
التحف والهدايا
طريقة رص الطبقات الصغيرة جدا ساهمت في إنتاج مركبات اكثر تعقيدا ويمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد وبسهولة صناعة الكثير من التحف والديكورات الرائعة وبالنسبة لتخصيص الهدايا وجعلها فريدة وباسم وذوق الشخص فالطباعة ثلاثية الأبعاد هي الخيار الأمثل
ألعاب الأطفال
مع كثرة التصاميم وتنوعها يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد صناعة الكثير من لعب الأطفال وخاصة الدمى والمكعبات
الوسائل التعليمية
ساهم تجسيد بعض الوسائل التعليمية في فهم وشرح الكثير من الأمور التعليمية مثل تشريح جسم الإنسان وبعض التجارب الفيزيائية والمركبات الكيميائية
الأجهزة الإلكترونية
تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد مع البعض الدوائر الكهربية مفتوحة المصدر في إنتاج بعض الروبوتات والدرونز وأيضا في صناعة علب للمكونات الإلكترونية
عيوب الطباعة ثلاثية الأبعاد
بالطبع لكل شيء مميزاته وعيوبه والطباعة ثلاثية الأبعاد لها بعض السلبيات نذكر منها
أولا بطء الإنتاج وبالرغم من السرعات العالية التي وصلت إليها الطابعات إلا أنه عندما يتعلق الأمر بالكميات الضخمة فالطباعة ليست خيار جيد وعوضا عن ذلك عليك استخدم القوالب
ثانيا تقليد المنتجات وضياع الملكية الفكرية لك أن تتخيل أن تقوم شركة بتطوير منتج نهائي معين بعد الكثير من الوقت والجهد والتكلفة ومن ثم يأتي شخص يصمم ذلك المنتج وينشره على الإنترنت للجميع وهنا يجدر الإشارة إلى أن هناك قوانين على التصاميم المنشورة على الإنترنت ولها رخصتها الخاصة التي تحدد صلاحية امتلاكها أو إعادة نشرها أو استخدامها التجاري
ثالثا بعض الأبخرة التي تتطاير من انصهار بعض المواد ممكن أن تسبب ببعض الأمراض ولكن هناك احتياطات كثيرة ساهمت في الحد من ذلك
