الطباعة ثلاثية الأبعاد هي عملية تصنيع مضافة تقوم بإنشاء أجسام ثلاثية الأبعاد من تصميم رقمي وتتم من خلال وضع طبقات متتالية من المواد حتى ينشئ الجسم المطلوب ويمكن استخدامه في مجموعه متنوعه من البلاستيك والمعادن والسيراميك والمواد المركبة.
أيضا بدأت فكرته في أواخر القرن التاسع عشر ولكن أولى التقنيات العملية ظهرت في الثمانينيات من القرن الماضي عام 1984. حيث قام تشارلز هال بتطوير أول طابعة ثلاثية الأبعاد باستخدام تقنية التصليد الضوئي وتبع ذلك تطوير تقنيات أخرى مثل التلبيد الانتقائي بالليزر ونمذجة الترسيب المنصهر وأصبحت فيما بعد الأكثر انتشارا.
طرق عمل الطباعة ثلاثية الأبعاد :
1. نمذجة الترسيب المنصهر حيث تقوم بتسخين خيوط بلاستيكية أو مواد أخرى حتى تنصهر ثم تبدأ ببث هذه المادة المنصهرة عبر فوهة صغيرة لتكوين طبقات رقيقة متتالية على منصة البناء.
ثم يتحرك رأس الطباعة أفقي وعمودي لرسم كل طبقة للتصميم الرقمي كما تتصلب كل طبقة لتشكل الجزء ثلاثي الأبعاد النهائي. أيضا من المواد الشائعة المستخدمه بلاستيك ABS والنايلون، وغيرها.
لذلك تعتبر الأكثر معرفة بسبب تكلفتها المنخفضة وسهولة استخدامها وتنوع المواد المتاحة وتحتوي علي تطبيقات النماذج الأولية السريعة، الأجزاء الوظيفية، الأدوات، التعليم.
2. التصليد الضوئي ومعالجة الضوء الرقمي يتم استخدامهم راتنج سائل حساس للضوء عن طريق استخدام شعاع ليزر فوق بنفسجي لتتبع وتصليد طبقة واحدة من الراتنج في كل مرة.
لكن في DLP يستخدم جهاز عرض رقمي لعرض صورة طبقة كاملة على سطح الراتنج حتي يحدث تصليد الطبقة بأكملها في وقت واحد ثم تتكرر هذه العملية حتى يتم تكوين الجسم ثلاثي الأبعاد.
الراتنجات السائلة المختلفة لـها خصائص متنوعة سواء القوة عالية والمرونة والشفافية حتي تكون بدقة عالية جدا في تصنيع المجوهرات، طب الأسنان، النماذج المعقدة، القوالب.
3. التلبيد الانتقائي بالليزر عبارة عن نشر طبقة رقيقة من مسحوق المواد على منصة البناء ثم دمج جزيئات المسحوق معا في المناطق المحددة لكن قد يحدث بعض الانكماش أو التشوه أثناء عملية التبريد.
تستخدم مواد النايلون، البوليسترين، الألومنيوم، التيتانيوم، الفولاذ المقاوم للصدأ لإنتاج أجزاء قوية ومتينة. لا تحتاج إلى هياكل دعم في الغالب، إمكانية استخدام مجموعة واسعة من المواد.
استكمال طرق الطباعه الثلاثية الأبعاد :
4. ربط المسحوق بالنفث تبدأ رأس طباعة بنفث مادة رابطة سائلة بشكل انتقائي على المسحوق لربط الجزيئات وبعد الطباعة يكون الجزء الناتج هش ويطلب معالجة لاحقة لزيادة قوته ومتانته.
يقوم باستعمال مساحيق المعادن، السيراميك، الرمل، البوليمرات ومن أهم المميزات في ذلك الطريقه سرعة طباعة عالية، إمكانية الطباعة بألوان متعددة وبالتحديد في الأجزاء المعدنية.
5. نفث المواد مثل البوليمرات الشبيهة بالأكريليك ثم تصليدها باستخدام ضوء الأشعة فوق البنفسجية حتي يمكن لهذه الطابعات طباعة أجزاء متعددة المواد والألوان في نفس الوقت.
عن طريق مواد بوليمرات أكريليكية ومواد شبيهة بالمطاط وأيضا الشفافة التي تستخدم في النماذج الواقعية ثم الطبية والمنتجات الاستهلاكية حيث أنها متميزة بالدقة العالية والأسطح الناعمه.
6. طباعة الصفائح عبارة عن ربط طبقات رقيقة من المواد باستخدام مواد لاصقة أو عن طريق اللحام بالموجات فوق الصوتية. ويتم قطع الشكل المطلوب من كل طبقة باستخدام ليزر أو قاطع وتتميز بتكلفة منخفضة نسبيا.
أقرأ أيضا : دور الروبوتات في الصناعة: كيف تتطور التكنولوجيا في المصانع؟
عالم التصنيع فـ الطباعة ثلاثية الأبعاد :
1. إنشاء نماذج مادية سريعة وبتكلفة أقل مقارنة بالطرق التقليدية مع إجراء التعديلات اللازمة بسرعة قبل الانتقال إلى مرحلة الإنتاج الكامل. حتي قلل من الحاجة إلى المخزون للمنتجات النهائية.
2. التقليل بشكل كبير من الوقت اللازم لدورة تطوير المنتج وإنتاج أجزاء أو منتجات بكميات صغيرة أو حتى قطعة واحدة. وذلك يتناسب وفقا لمتطلبات محددة حتي يلبي احتياجات العملاء الفردية.
3. تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء قوالب، ومثبتات، وأدوات مساعدة في عمليات التصنيع التقليدية بتكلفة وزمن أقل. مع توفر الأدوات معقدة التصميم التي تتناسب تماما مع الاحتياجات الخاصة.
4. إنتاج أجزاء ذات هندسة معقدة لا يمكن تصنيعها بالطرق التقليدية (مثل الأجزاء ذات التجاويف الداخلية أو الأشكال العضوية). ثم يتم دمج وظائف متعددة في جزء واحد لتخفيف من عمليات التجميع.
5. إنشاء مرافق إنتاج أصغر وأكثر مرونة بالقرب من المواقع النائية للحد من تكاليف النقل. ويتم استخدامه في تصنيع أطراف اصطناعية مخصصة، وزراعات طبية، ونماذج تشريحية للتدريب والتخطيط الجراحي.
Comments are closed.