تقنيةمنوعات تقنية
ما هي الطباعة ثلاثية الأبعاد؟
محتويات
أصبح التصنيع الإضافي مؤخرًا مهمًا للغاية، وغالبًا ما يشار إليه بمصطلح الطباعة ثلاثية الابعاد ، وهي عملية تعتمد على ترتيب عدة طبقات في نموذج رقمي، وتجسد النموذج في النهاية بأسلوب ثلاثي الأبعاد، تتم إضافة أجزاء جديدة إلى المنتج النهائي، لذلك يطلق عليه الصناعة الاضافية.
مفهوم الطباعة ثلاثية الابعاد
من الممكن تعريف الطباعة ثلاثية الأبعاد على أنها تقنية تقوم على الأساليب العادية لاستخدام أقل عدد ممكن من المواد في التصنيع لإنتاج أشكال معقدة للغاية، أي عملية إنتاج مواد جديدة من خلال أجهزة الكمبيوتر القائمة على الملفات الرقمية.
يطلق عليه عملية إنشاء نموذج طباعة، بإضافة المواد طبقة تلو الأخرى، يتم أخيرًا تكوين مادة ثلاثية الأبعاد، تظهر في شكل شرائح أو مقاطع أفقية.
كيفية عمل الطابعات ثلاثية الأبعاد
تمر عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد بعدة مراحل على النحو التالي:
- استخدام برامج الكمبيوتر لبناء نموذج ثلاثي الأبعاد: يستخدم المصمم عددًا من برامج الكمبيوتر لرسم النموذج مبدئيًا قبل تحويل النموذج إلى نموذج ثلاثي الأبعاد.
- وعادة ما يستخدم برنامج AutoCAD وبرنامج خاص لإكمال هذه العملية.
- إنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد: في هذه المرحلة، بدأت خطوات إنشاء نموذج من خلال وضع طبقة إطار صوره الرقمية طبقة تلو الأخرى واستخدام طابعة لتجسيدها.
- عرض مباشر ثلاثي الأبعاد: في هذه الخطوة، يبدأ تشكيلها الفعلي بإضافة طبقة تلو الأخرى لتشكيل مجموعة من الطبقات المتراكبة.
- ويبدأ الشكل في التكون بطريقة معينة تمت برمجتها بواسطة الطابعة.
- قطع المجسم إلى طبقات رقيقة ثنائية الأبعاد: الآن، يبدأ جهاز الطباعة ثلاثية الأبعاد في تنفيذ الأوامر والتعليمات المرسلة إليه من قبل البرنامج.
- وبالتالي تقسيم النموذج وتقطيعه إلى طبقات رقيقة جدًا ثنائية الأبعاد، ثم الدخول في مرحلة الإضافة لمزيد من الطبقات.
اقرأ أيضًا:
أهمية الطباعة ثلاثية الابعاد
- تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد مهمة جدًا لأنها تساعد في بناء النماذج والأشكال المعقدة بأبسط الطرق وأسهلها،
- كما يمكنها أيضًا توفير تكاليف المواد. لأنها لا تحتاج إلى استهلاك مواد وأدوات هندسية، بل تستخدم مواد أقل، لذلك تكلفتها هي منخفضة.
- ولا تحتاج إلى توفير أي أموال لبدء التشغيل، هذه فقط كمية المواد المستخدمة بالفعل والوقت اللازم لبناء النموذج.
- بالإضافة إلى ما سبق؛ نظرًا لسهولة التخصيص، يمكن استخدام هذا النوع من الطباعة لتلبية متطلبات المستخدم دون تكبد أي تكاليف مادية ضخمة في عملية التصنيع.
- ومن الممكن أيضًا إنشاء التصنيع والتعديل قبل البدء في التنفيذ.
- عادة ما يحتاج النموذج الأولي إلى المرور بعدة مراحل: التصميم والاختبار والتحسين وإعادة التصميم إذا لزم الأمر.
تاريخ الطباعة ثلاثية الأبعاد
- في عام 1981، حصلت شركة Kodama Hideo اليابانية على أول براءة اختراع مع اختراع تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد.
- لذلك ظهر جهاز يعتمد على الأشعة فوق البنفسجية لتقوية بوليمر حساس للضوء في ذلك الوقت، وبناءً على ذلك، تم إنشاء شكل مبتكر.
- لقد أحدث مبدأ الإضافة، من حيث ولدت هذه الفكرة، العديد من التطورات.
- بعد ثلاث سنوات، اخترعت مجموعة من المخترعين الفرنسيين تقنية التصوير المجسم وتقدموا بطلب للحصول على براءة اختراع هي الأولى من نوعها لهذا الغرض، ولكن الأكثر انتشارًا حتى الآن هو تقنية الطباعة اليابانية كوداما.
- في عام 1987، تقدم Carl Deckard بطلب للحصول على براءة اختراع مقابل طابعة ليزر انتقائية (SLS). لجأ إلى تصميم نموذج مثالي واستخدامه كمشروع تخرج، اعتماد طريقة تصنيع مضافة تعتمد على تقنية الليزر الملبد وتكنولوجيا DMLS.
استخدامات الطباعة ثلاثية الابعاد
- كان أول استخدام لتصنيع الاضافي هو تقنية النماذج الأولية السريعة (RP) في أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات.
- توفر النماذج الأولية للمصنعين الفرصة لعرض تصميم الكائن بشكل أكثر وضوحًا وحتى اختباره قبل تصنيع المنتج النهائي.
- تسمح هذه التقنية للمصنعين بإنتاج نماذج أولية أسرع بكثير من ذي قبل، عادة في غضون أيام أو حتى ساعات من تصور التصميم.
- يستخدم المصممون برنامج التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) لإنشاء النماذج.
- وتستخدم الآلات الخاصة هذه النماذج لتحديد كيفية بناء الكائنات من خلال طباعة طبقة مقطعة إلى شرائح، تسمى الطباعة ثلاثية الأبعاد.
- بدأت تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في التطور، بدءًا من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) وشركة تسمى 3D Systems.
- في أوائل التسعينيات، طور معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا عملية تحت العلامة التجارية “الطباعة ثلاثية الأبعاد”.
- يتم اختصار الطباعة ثلاثية الأبعاد رسميًا إلى 3DP.
- منذ فبراير 2011، منح المعهد تراخيص لست شركات لتمكينها من استخدام وترويج 3DP في منتجاتها (مصدر MIT).
- تأسست شركة 3D Systems Inc في عام 1986 (روك هيل، ساوث كارولينا) وكانت رائدة في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد والأساليب المبتكرة، وهي أيضًا علامة تجارية لبعض تقنياتها، بما في ذلك الصور المجسمة.
- على الرغم من احتفاظ MIT و 3D Systems بمكانة رائدة في الطباعة ثلاثية الأبعاد، فإن شركات أخرى مثل Z Corporation و Object Geometrics و Stratasys أيضًا منتجات مبتكرة جديدة يتم تقديمها إلى السوق بناءً على تكنولوجيا التصنيع المضافة المذكورة أعلاه.
