Share, , Google Plus, Pinterest,

Posted in:

كيف تعمل: الطباعة ثلاثية الأبعاد

الطِباعه ثُلاثية الأبعاد من أشهر تقنيات القرن الواحد والعشرين وتُعد من التقنيات الثورية التي من المتوقع أن تُساهم في تشكيل المستقبل، ولكن لعلكم تساءلتم من قبل ما هي هذه التقنيه وكيف تعمل وكيف ستؤثر في المستقبل؟ في هذا المقال تجدون الإجابة:

الطباعة ثلاثية الأبعاد هي عملية إنتاج مجسمات صلبة حقيقية ثلاثية الأبعاد باستخدام تصاميم رقمية وطابعة ثلاثية الأبعاد وتُعرف هذه العملية أيضاً باسم additive manufacturing أو الإنتاج الجمعي الطبقي حيث يتم الحصول على المنتج عبر إضافة عدة طبقات من الخامات إلى بعضها البعض وهي عملية عكسية لما يعرف ب subtractive manufacturing أو الإنتاج الطرحي حيث يتم الحصول على المنتج عبر النحت والبرد والتقطيع وعمل القوالب وفي هذه الطريقة إهدار لكثير من الموارد المستخدمة في الإنتاج.

3D printed hand prototype, by Richard van As, South Africa, 2013.

الطباعه ثلاثية الأبعاد ليست جديدة كلياً كما هو شائع فقد ظهرت في منتصف الثمانينات حين ابتكر Chuck Hull ما يُسمى ب stereolithography أو التصوير المجسم،ومنذ ذلك الوقت والتطوير مستمر في حجم الطابعات والمواد المستخدمة فيها إلى أن ظهرت وانتشرت في عام 2010 انتشارها الذي نشهده الآن.

هناك العديد من التقنيات المستخدمة في الطباعة ثلاثية الأبعاد والفرق بينها يكمن في طريقة بناء الطبقات لتشكيل المجسم المرغوب في طباعته،وأشهر هذه التقنيات هي:

  1. (SLS (selective laser sintering
  2. (FDM (fused depostion modeling
  3. (SLA (stereolithograhpy

في الطريقه الأولى والثانية يتم الاعتماد على صهر المواد الخام لعمل الطبقات أما الطريقة الثالثة فتعتمد على معالجة صوراً تفاعلية باستخدام الليزر والأشعة فوق البنفسجية، العوامل التي يتم الاختيار بناءً عليها هي سرعة الطباعة وتكلفتها وتكلفة الطابعة نفسها والألوان التي تدعمها.

 

لننتقل الآن إلى المرحلة الأولى من مراحل طِباعة اول مُجسم لك، وهي تحديد ما تود طِباعته ثم عمل تصميم رقمي له بإستخدام برنامج تصميم على الكومبيوتر مثل Google SketchUp او Blender  “إستخدام برنامج جوجل في غاية السهوله” بعد ذلك سيقوم البرنامج بتحويل التصميم الى قطاعات متعامده وحفظها في ملف بصيغة STL “يحتوي على بيانات موزعه على ثلاث اعمده تمثل الثلاث ابعاد الرئيسيه “ لارساله الى الطابعه، الهدف من القطاعات المتعامده هو ان تستطيع الطابعه ان تطبع المجسم على شكل طبقات وفي نفس الوقت الحصول على أبعاد وشكل اكثر دقه.

إن كنت ممن لا يتقنون عمل تصاميم ثلاثية الابعاد فلا تقلق يمكنك شراء او تحميل او حتى طلب تصاميم جاهزه عبر عدة مواقع أُنشئت لهذا الغرض مثل  Shapeways و Sculpteo و Thingiverse.

cad-design

ننتقل الان للمرحله الثانيه وهي الخامات بالطبع اختيار الخامات يعتمد على نوع الطابعه وما تود طباعته وسأذكر لكم أشهر الخامات التي يمكنكم استخدامها – البلاستيك،الورق،المطاط،الفولاذ،النايلون،الزجاج،الفضه،التيتانيوم،الشمع ومواد كيميائيه اخرى. تستخدم الطابعه هذه الخامات عبر رشها او عصرها او ونقلها عبر ادوات خاصه لمنصة الطباعه لتشكيل الطبقات التي لا يتعدى سمكها في بعض الطابعات 16 ميكرومتر وتستمر العمليه ساعات او ايام بناءاً على مدى تعقيد ودقة المجسم.

بالرغم من انتشارها الا انه مازال هناك العديد من العوائق امام هذه التقنيه تظهر بشكل خاص امام غير المحترفين مثل الوقت المستهلك في الطباعه وتكلفة الطابعات والخامات المستخدمه وبرامج التصميم الإحترافيه ولكن خلال العام الماضي ظهرت اكثر من شركه تقدم طابعات للإستخدام المنزلي والهواه بأسعار معقوله تصل الى 1000 دولار في حين قد تصل اسعار الطابعات الاحترافيه الى 60 الف دولار والصناعيه الى 600 الف، اشهر هذه الشركات هي Makerbot Replicator و Botmill، ظهرت كذلك برامج تصميم مجانيه مثل برنامج جوجل سكيتش اب بالاضافه لمواقع تقدم تصاميم جاهزه مجاناً.

money-feat

الطباعه ثلاثية الابعاد تجعل من الممكن صناعة شئ معقد من العدم خلال ساعات وتسمح للمهندسين والمطورين وفئات اخرى كثيره بالانتقال من مرحلة التصميم الرقمي الى مرحلة النموذج الاولي بسرعه، لذا من الواضح ان هذه التقنيه بإستطاعتها تغيير شكل العديد من الصناعات والتأثير في عدة مجالات بشكل ملحوظ مثل الطب والفضاء والهندسه وصناعة الالعاب والمجوهرات والموضه سنجد لها تأثيراً ايضاً في العماره والفن.

human radiography scan  with bones

في المجال الطبي مثلا تمكن العلماء من صناعة اجزاء لمساعدة ضعاف السمع واطراف صناعيه والاكثر غرابه انهم تمكنو من صناعة وجه كامل “مطابق للحقيقي” لأحد المصابين في حريق فقد فيه وجهه. في مجال الفضاء نجد ان وكالة الفضاء الامريكيه ناسا ستعتمد على الطباعه ثلاثية الابعاد ليستخدمها رواد الفضاء في عمل ما يحتاجونه من ادوات قد لا تتوفر لديهم في الفضاء او تم اتلافها مثلا تخطط ايضا لتكون وسيلة تحضير الطعام لرواد الفضاء بدلا من الاساليب التقليديه المتبعه حالياً وقد تستخدم ايضاً هذه الطريقه على الارض لانتاج طعام بخصائص معينه. ظهرت في الصين شركه تقوم بطباعة منازل كامله بإستخدام طابعات ثلاثية الابعاد عملاقه !

original

وكما ان لها الكثير من المميزات نجد ان اشهر عيوب هذه التقنيه هي حقوق الملكيه فطالما تملك طابعه ثلاثية الابعاد فيمكنك ان تحصل على كل ما تستطيع ان ترسمه مهما كان بالاضافه لانها وسيله ايضاً لصناعة الاسلحه الغير قابله للتعقب ومع ذلك فهذه الصناعه مازالت في تطور مستمر.

هل ستتمكن الطباعه ثلاثية الابعاد من تغيير العالم فعلًا ؟ وما هي تصوراتكم لما يمكن ان تستغل هذه التقنيه فيه ؟

المصادر

1 2 3 4 5 6 7

Comments

comments

Written by طارق عابد

مهندس اتصالات ومترجم وكاتب علمي، أحب القراءة والكتابة.

Follow

124 posts

2 Comments

Leave a Reply

اترك رد