تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد واحدة من الهدايا الرائعة للتكنولوجيا التي تسمح لنا بطباعة النماذج ثلاثية الأبعاد لمختلف الكائنات. كانت عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد مفيدة في قطاعات مختلفة. ومع ذلك ، إلى أي مدى نفهم حقًا عن الطباعة ثلاثية الأبعاد؟ إذا كنت تريد معرفة المزيد عن هذا الموضوع الرائع ، فلا تنظر إلى أبعد من ذلك. هنا كل ما تحتاج لمعرفته عن الطباعة ثلاثية الأبعاد.
ما هي الطباعة ثلاثية الأبعاد؟
الطباعة ثلاثية الأبعاد هي عملية مضافة مبتكرة تتضمن وضع طبقة من المواد حسب الطبقة لتشكيل كائنات ثلاثية الأبعاد باستخدام ملف رقمي. في عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد ، حتى يتم تشكيل الكائن المطلوب بالكامل ، تضع "الطابعة ثلاثية الأبعاد" طبقات متسلسلة من المواد.
كيف تعمل الطباعة ثلاثية الأبعاد
تمامًا مثل الطابعات التقليدية ، تستخدم الطابعات ثلاثية الأبعاد تقنيات مختلفة ، والأكثر شيوعًا تُعرف باسم نمذجة الترسيب المصورة (FDM. برنامج التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) ، ثم طباعته طبقة حسب الطبقة باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد.
اعتمادًا على التقنيات ، يمكن للطابعات ثلاثية الأبعاد استخدام مواد مختلفة ، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر
(الفولاذ المقاوم للصدأ ، لحام ، الألومنيوم ، وتيتانيوم ، من بين أمور أخرى) ، والمواد البلاستيكية والبوليمرات (بما في ذلك المركب الذي يجمع بين البلاستيك والمعادن والخشب والمواد الأخرى) ؛ السيراميك ، الجص ، الزجاج ، إلخ.
أنواع مختلفة من الطابعات ثلاثية الأبعاد
تتوفر الطابعات ثلاثية الأبعاد في أنواع مختلفة ، ومعظم العمل من خلال إنشاء طبقة مكون تلو الأخرى. الفرق هو بشكل كبير في المواد الخام والتقنيات المستخدمة لدمج كل طبقة لتعويض الجزء النهائي.
- نمذجة ترسب تنصهر (FDM): يتم تسليم البلاستيك كخيوط على بكرة لهذه الطابعة. من أجل ذوبان البلاستيك ، يتم دفع الشعيرة من خلال تجويف ساخن. فوهة تدفع البلاستيك من خلال فوهة ، والتي تودع طبقة واحدة في وقت واحد.
- تصوير الاستواءات (SLA): تقوم هذه الطابعة بتحويل بليمر ضوئي سائل إلى جزء صلب. يتتبع الليزر عالي الطاقة الصورة المستعرضة للجزء في 2D. هذا الضوء البلمرة الطبقة البلاستيكية على طبق السرير. بعد ذلك ، هناك حركة طفيفة من لوحة البناء ، تليها طبقة جديدة من تطبيق البوليمر الضوئي ، ثم تستمر عملية الليزر. ثم يعززها إلى الطبقة السابقة.
- تلبد الليزر الانتقائي (SLS): تبدأ عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد هذه بوضع طبقة رقيقة من المسحوق على طبق. ثم يسخن ليزر خاص المسحوق لجعله صلبًا وتكوينه في شكل الكائن المطبوع. تتكرر هذه العملية طبقة حسب الطبقة حتى يكتمل الكائن بأكمله.
- معالجة الضوء الرقمي (DLP): هذه الطابعة تنتج بسرعة أجزاء البوليمر الضوئي. إنه يشبه طابعة تصوير الاستوسم (SLA) ، مع اختلاف كبير واحد فقط. على عكس آلات SLA ، التي تستخدم الليزر لتتبع الطبقات ، تستخدم آلات DLP الضوء المسقط لعلاج الطبقة بأكملها. يتم تشكيل الجزء طبقة حسب الطبقة. بسبب علاج DLP الطبقة بأكملها في وقت واحد ، فهي أسرع بكثير من SLA. يمكن لمطابعات DLP طباعة عناصر تصميم راتنج معقدة مثل الألعاب والمجوهرات والأسنان والتماثيل ذات التفاصيل الدقيقة.
تطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد
يطبق تطبيق الطباعة ثلاثية الأبعاد عبر مختلف الصناعات بسبب التنوع الملحوظ للعملية. والجدير بالذكر أن السيارات والفضاء والطبية والروبوتات وخدمات الطباعة والعديد من الصناعات تستخدم تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد. أفضل التطبيقات للطباعة ثلاثية الأبعاد هي:
- النماذج الأولية والتصنيع
يقلل الطباعة ثلاثية الأبعاد من أوقات الرصاص في التصنيع ، مما يتيح الانتهاء من النماذج الأولية في غضون ساعات قليلة وبتكاليف أقل. هذا يجعلها مثالية بشكل خاص للمشاريع التي يجب على المستخدمين ترقية التصميم مع كل التكرار.
كما أنه مناسب لمنتجات التصنيع التي لا تحتاج إلى إنتاج كبير أو يتم تخصيصها عادة. غالبًا ما يستخدم SLS لتصنيع المنتجات النهائية ، وليس فقط النماذج الأولية.
- السيارات
صناعات السيارات ، وخاصة تلك المتخصصة في سباق السيارات ، مثل تلك المستخدمة في F1 ، والاستفادة من الطباعة ثلاثية الأبعاد للنماذج الأولية وتصنيع مكونات محددة. تستكشف المؤسسات في هذا المجال أيضًا إمكانية استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لتلبية الطلب بعد السوق من خلال إنتاج قطع الغيار حسب طلب العملاء.
- بناء
البناء هو واحد من التطبيقات الرئيسية للطباعة ثلاثية الأبعاد. وتشمل التطبيقات المحددة للطباعة ثلاثية الأبعاد في البناء اللحام الإضافي ، وترابط المسحوق ، والبثق.
في الآونة الأخيرة ، تم استخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد على نطاق واسع المصممة لطباعة الخرسانة لصب الأسس وجدران منتصبة. كما أنها قادرة على طباعة أقسام الخرسانة المعيارية للتجميع في الموقع. تتيح هذه الحلول دقة أعلى ، وأكثر تعقيدًا ، وبناء أسرع ، وتحسين التكامل الوظيفي مع خفض تكاليف العمالة وتقليل النفايات. الطباعة ثلاثية الأبعاد مفيدة أيضًا لإنتاج نماذج المقياس المعماري.
- الرعاية الصحية
فيما يتعلق بصناعة الرعاية الصحية ، تخلق الطباعة ثلاثية الأبعاد نماذج أولية لتطوير المنتجات الجديدة في مجالات الطبية والأسنان. في طب الأسنان ، تساعد الطباعة ثلاثية الأبعاد في إنشاء أنماط لتصوير تيجان الأسنان المعدنية وأدوات التصنيع لإنشاء محاذاة الأسنان.
كما أنه مفيد لتصنيع يزرع الركبة والورك مباشرة وغيرها من عناصر الأسهم وإنشاء عناصر خاصة بالمريض مثل الأطراف الاصطناعية المخصصة وأدوات السمع والنعال العظمي. يتم استكشاف إمكانية وجود أدلة جراحية ثلاثية الأبعاد لعمليات معينة والعظام المطبوعة ثلاثية الأبعاد والجلد والأنسجة والأعضاء والمستحضرات الصيدلانية.
- الفضاء
في الفضاء ، يتم استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد للنماذج الأولية وتطوير المنتج. كما أنها مفيدة للغاية في تطوير الطائرات ، حيث إنها تساعد الباحثين على مواكبة المتطلبات الشاقة للبحث والتطوير دون المساومة على معايير الصناعة العالية. يتم طباعة بعض مكونات الطائرات غير الحرجة أو القديمة ثلاثية الأبعاد للرحلة.
بالإضافة إلى ذلك ، اكتسبت الطباعة ثلاثية الأبعاد شعبية في سوق المستهلكين ، مما يتيح إنشاء عناصر مخصصة ، وملحقات الموضة ، وحتى الديكور المنزلي.
خاتمة
تشمل الطباعة ثلاثية الأبعاد العديد من التقنيات والتقنيات التي توفر بشكل جماعي قدرات مختلفة لإنتاج المكونات باستخدام مواد مختلفة. تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد أيضًا تقنية متطورة ذات إمكانات هائلة ، ويتم استكشاف المزيد من المواد يوميًا لتحسين عمليات الطباعة وتوسيع القدرات المثيرة للإعجاب بالفعل للطابعات ثلاثية الأبعاد.
مع توسع هذه التقنية الرائدة ، من المتوقع أن تؤثر بشكل كبير على مختلف الصناعات ، بما في ذلك الرعاية الصحية والتصنيع والبناء. استعد لنفسك لمستقبل حيث يتم دفع حدود ما يمكن إنشاؤه إلى حدود غير عادية.