مقدمة
لقد ارتبط مصطلح الطباعة في أذهان الكثيرين بالمنتجات ذات البعدين (2D) وبتقنيات الزخرفة سواء على الورق أو النسيج أو حتى طباعة الصور، ولكن أن يرتبط مصطلح الطباعة بإحدى طرق التصنيع فذلك ما تعدنا به الطباعة ثلاثية الأبعاد (3D Printing) وهذا ما سنحاول أن نسلط عليه الضوء في السطور القادمة.
– ما هي الطباعة ثلاثية الأبعاد
الطباعة ثلاثية الأبعاد (بالإنجليزية: 3D printing) هي أحد أشكال تكنولوجيا التصنيع بالاضافة حيث يتم تكوين جسم ثلاثي الأبعاد بوضع طبقات رقيقة متتالية من مادة ما فوق بعضها البعض[1]. والطابعات ثلاثية الأبعاد في العادة أسرع وأوفر وأسهل في الاستعمال من التكنولوجيا الأخرى للتصنيع بالإضافة. (المصدر ويكيبيديا).
أي ببساطة الطباعة ثلاثية الأبعاد هي تكوين منتج حقيقي ثلاثي الأبعاد من ملف رقمي!
– كيف تعمل الطابعة ثلاثية الأبعاد؟
الطباعة ثلاثية الأبعاد(3D Printing)
لطباعة الجسم (A) بشكل ثلاثي الأبعاد يجب مسح الجسم (A) بماسح ثلاثي الأبعاد (3D Scanner) والذي يقوم بتحويل شكل الجسم (A) إلى ملف رقمي وحفظه لكي يسمح للطابعة بعد ذلك بتكوين نسخ من الجسم (A). وتوجد ملفات كثيرة جاهزة على مواقع انترنت عديدة مثل thingiverse.com لعمل أجسام ومنتجات مفيدة كثيرة.
كل ما عليك هو أن تقوم بتحميل ملف الجسم الذي تريده بعد ذلك تفتحه ببرامج الكمبيوتر المناسبة مثل MAKERBOT PRINT وتقوم بالتعديل عليه أو عرض مراحل الطباعة بشكل تخيلي ليسهل عليك معرفة المشكلات المتوقعة في عملية الطباعة ومحاولة التغلب عليها قبل البدء بالطباعة.
بعد ذلك تبدأ عمل الطابعة ثلاثية الأبعاد حيث تقوم بحقن المادة التي سيتكون منها الجسم (وهي في الأغلب من لدائن البلاستيك ) الى سخان يذيبها ثم يبدأ تشكيل الجسم عن طريق بنائه بشكل طبقي طبقة تلو الأخرى من الأسفل الى الأعلى عبر حركة طاولة الطابعة بشكل رأسي.
بعد إنتهاء الطباعة وبعد أن يبرد الجسم بشكل كامل نزيل الزوائد والحواف الحادة ونقوم بتنعيم السطح للوصول الى الملمس المطلوب.
– مميزات الطباعة ثلاثية الأبعاد
الطباعة ثلاثية الأبعاد
سهولة تعديل التصميم.
امكانية نسخ التصميمات باستخدام نظام مسح ضوئي رقمي scanning للنموذج الأول بواسطة حاسوب ووب كام وسوفت وير خاص. وبعد ذلك يتم تحويل البيانات إلى منتج ثلاثي الأبعاد من المادة المختارة.
امكانية الحصول على أجزاء كبيرة الحجم، الأجزاء البارزة، الأجزاء المتداخلة، والأجزاء المعشقة بزاوية أقل من 90 درجة والتي من الصعب أو المستحيل الحصول عليها بطرق التشكيل التقليدية.
نظام استرجاع متكامل للخامات.
لا تستخدم أدوات أو أجهزة كثيرة وبذلك يختصر الوقت والتكلفة.
لا توجد حدود لمدى تعقيد التصميم.
تتفوق طريقة الطباعة الثلاثية على طرق التشكيل التقليدية وذلك أن مكونات المنتج في طريقة الطباعة الثلاثية تنافس أداء مثيلاتها التي صنعت بطرق التشكيل التقليدية.
تكلفة أقل بالنسبة للأشكال المعقدة.
دورة انتاج قصيرة جدا.
الحصول على منتج مطابق لكل المواصفات القياسية.
تقوم الطابعة بتصنيع القطع التي تحتاجها للتصليح والصيانة!
– ناسا “الطباعة ثلاثية الأبعاد هي الحل”
ومن فوائد الطباعة ثلاثية الأبعاد أيضا ما تحدثت عنه وكالة الفضاء الأميريكية (ناسا) من أن الطباعة ثلاثية الأبعاد هي الحل لإرسال بعض المعدات الى محطة الفضاء الدولية في أقصر وقت ممكن وقامت بالفعل بالتجربة بإرسال ملف أداة (ratchet wrench) المعقدة التركيب والذي قام رواد الفضاء بطباعته على المحطة وإستخدامه وقد نجحت التجربة بشكل كبير. (المصدر ناسا).
وأخيراً..
بعد أن تعرفنا على مميزات الطباعة ثلاثية الأبعاد بقي أن نعرف أنه رغم وجود طابعات بسعر رخيص نسبيا (حوالى 500$) إلا أنه للحصول على مطبوعات بجودة عالية يجب إستخدام طابعات جيدة قد تصل الى الآف الدولارات وهذا ما قد يقف حاجزاً أمام إنتشار هذه التقنية الرائعة. وما نرجوه هو أن يتغير ذلك في المستقبل القريب إن شاء الله..
لقد ارتبط مصطلح الطباعة في أذهان الكثيرين بالمنتجات ذات البعدين (2D) وبتقنيات الزخرفة سواء على الورق أو النسيج أو حتى طباعة الصور، ولكن أن يرتبط مصطلح الطباعة بإحدى طرق التصنيع فذلك ما تعدنا به الطباعة ثلاثية الأبعاد (3D Printing) وهذا ما سنحاول أن نسلط عليه الضوء في السطور القادمة.
– ما هي الطباعة ثلاثية الأبعاد
الطباعة ثلاثية الأبعاد (بالإنجليزية: 3D printing) هي أحد أشكال تكنولوجيا التصنيع بالاضافة حيث يتم تكوين جسم ثلاثي الأبعاد بوضع طبقات رقيقة متتالية من مادة ما فوق بعضها البعض[1]. والطابعات ثلاثية الأبعاد في العادة أسرع وأوفر وأسهل في الاستعمال من التكنولوجيا الأخرى للتصنيع بالإضافة. (المصدر ويكيبيديا).
أي ببساطة الطباعة ثلاثية الأبعاد هي تكوين منتج حقيقي ثلاثي الأبعاد من ملف رقمي!
– كيف تعمل الطابعة ثلاثية الأبعاد؟
الطباعة ثلاثية الأبعاد(3D Printing)
لطباعة الجسم (A) بشكل ثلاثي الأبعاد يجب مسح الجسم (A) بماسح ثلاثي الأبعاد (3D Scanner) والذي يقوم بتحويل شكل الجسم (A) إلى ملف رقمي وحفظه لكي يسمح للطابعة بعد ذلك بتكوين نسخ من الجسم (A). وتوجد ملفات كثيرة جاهزة على مواقع انترنت عديدة مثل thingiverse.com لعمل أجسام ومنتجات مفيدة كثيرة.
كل ما عليك هو أن تقوم بتحميل ملف الجسم الذي تريده بعد ذلك تفتحه ببرامج الكمبيوتر المناسبة مثل MAKERBOT PRINT وتقوم بالتعديل عليه أو عرض مراحل الطباعة بشكل تخيلي ليسهل عليك معرفة المشكلات المتوقعة في عملية الطباعة ومحاولة التغلب عليها قبل البدء بالطباعة.
بعد ذلك تبدأ عمل الطابعة ثلاثية الأبعاد حيث تقوم بحقن المادة التي سيتكون منها الجسم (وهي في الأغلب من لدائن البلاستيك ) الى سخان يذيبها ثم يبدأ تشكيل الجسم عن طريق بنائه بشكل طبقي طبقة تلو الأخرى من الأسفل الى الأعلى عبر حركة طاولة الطابعة بشكل رأسي.
بعد إنتهاء الطباعة وبعد أن يبرد الجسم بشكل كامل نزيل الزوائد والحواف الحادة ونقوم بتنعيم السطح للوصول الى الملمس المطلوب.
– مميزات الطباعة ثلاثية الأبعاد
الطباعة ثلاثية الأبعاد
سهولة تعديل التصميم.
امكانية نسخ التصميمات باستخدام نظام مسح ضوئي رقمي scanning للنموذج الأول بواسطة حاسوب ووب كام وسوفت وير خاص. وبعد ذلك يتم تحويل البيانات إلى منتج ثلاثي الأبعاد من المادة المختارة.
امكانية الحصول على أجزاء كبيرة الحجم، الأجزاء البارزة، الأجزاء المتداخلة، والأجزاء المعشقة بزاوية أقل من 90 درجة والتي من الصعب أو المستحيل الحصول عليها بطرق التشكيل التقليدية.
نظام استرجاع متكامل للخامات.
لا تستخدم أدوات أو أجهزة كثيرة وبذلك يختصر الوقت والتكلفة.
لا توجد حدود لمدى تعقيد التصميم.
تتفوق طريقة الطباعة الثلاثية على طرق التشكيل التقليدية وذلك أن مكونات المنتج في طريقة الطباعة الثلاثية تنافس أداء مثيلاتها التي صنعت بطرق التشكيل التقليدية.
تكلفة أقل بالنسبة للأشكال المعقدة.
دورة انتاج قصيرة جدا.
الحصول على منتج مطابق لكل المواصفات القياسية.
تقوم الطابعة بتصنيع القطع التي تحتاجها للتصليح والصيانة!
– ناسا “الطباعة ثلاثية الأبعاد هي الحل”
ومن فوائد الطباعة ثلاثية الأبعاد أيضا ما تحدثت عنه وكالة الفضاء الأميريكية (ناسا) من أن الطباعة ثلاثية الأبعاد هي الحل لإرسال بعض المعدات الى محطة الفضاء الدولية في أقصر وقت ممكن وقامت بالفعل بالتجربة بإرسال ملف أداة (ratchet wrench) المعقدة التركيب والذي قام رواد الفضاء بطباعته على المحطة وإستخدامه وقد نجحت التجربة بشكل كبير. (المصدر ناسا).
وأخيراً..
بعد أن تعرفنا على مميزات الطباعة ثلاثية الأبعاد بقي أن نعرف أنه رغم وجود طابعات بسعر رخيص نسبيا (حوالى 500$) إلا أنه للحصول على مطبوعات بجودة عالية يجب إستخدام طابعات جيدة قد تصل الى الآف الدولارات وهذا ما قد يقف حاجزاً أمام إنتشار هذه التقنية الرائعة. وما نرجوه هو أن يتغير ذلك في المستقبل القريب إن شاء الله..
