ما هي الطباعة ثلاثية الأبعاد؟

نايلون

اشتهر النايلون بكونه مادة صلبة وشبه مرنة توفر مقاومة عالية للتآكل والتآكل. يكون هذا مفيدًا لطباعة الأجزاء المتينة والمنسوجات والملحقات. إنه خيار مثالي للهندسات المعقدة أو الحساسة. وهي غير مكلفة وواحدة من أقوى المواد البلاستيكية مع أدنى حد من الالتواء وسهولة الصبغ أو التلوين. ومع ذلك فهي عرضة للماء وتحتاج إلى أن تبقى جافة. قد يتقلص أيضًا أثناء التبريد ، مما يجعل المطبوعات أقل دقة. تتطلب خيوط النايلون عادةً درجات حرارة للطارد تتراوح بين 220 - 250 درجة مئوية (428 درجة - 482 درجة فهرنهايت).

مادة صمغية

هذه أيضًا مادة طباعة ثلاثية الأبعاد شائعة أخرى تستخدم الراتنج البلاستيكي كمادة خام. تتميز بخاصية انكماش منخفضة ومقاومة عالية للمواد الكيميائية. كما أنها توفر عملية طباعة أسرع مقارنة بالطباعة باستخدام الفتيل. ويمكن استخدامه لصنع التماثيل وقطع الشطرنج والخواتم والاكسسوارات والتركيبات. تتم طباعة النماذج ثلاثية الأبعاد باستخدام الراتنج بدرجات حرارة تتراوح بين 200-300 درجة مئوية (392 درجة -572 درجة فهرنهايت). الراتنج على الجانب المكلف

المواد البلاستيكية الأخرى التي يشيع استخدامها في الطباعة ثلاثية الأبعاد

• TPU أو البولي يوريثين الحراري هو لدائن حرارية مرنة ومقاومة للتآكل. يمكن أن يساعد في إنشاء كائنات مطبوعة ثلاثية الأبعاد متينة ولديها القدرة على تحمل درجات الحرارة المحيطة التي تصل إلى 80 درجة مئوية (176 درجة فهرنهايت). إنه رائع لصنع أغطية الهاتف ، والسجاد المطاطي ، ولعب الإجهاد.
• بولي إيثيلين تيرفثالات أو البوليستر الجلوكولزي هو مادة أقوى نسبيًا من مادة أكريلونتريل بوتادين ستايرين التي تعتبر آمنة للطعام. ولكن لديها عيوب انكماش منخفضة. ومع ذلك ، يمكن أن تلتصق بسطح الطباعة وتستخدم لصنع حاويات تخزين الطعام ، والتغليف ، والأجهزة الاصطناعية.
• تأتي ASA بخصائص مقاومة قوية للأشعة فوق البنفسجية والكيميائية. من السهل المعالجة اللاحقة ولكنها تتطلب درجات حرارة طباعة عالية. غالبًا ما تستخدم في صناعة أغطية ممتص الصدمات ومعدات الحدائق والتركيبات.
• تعتبر PEI (ULTEM) أو (Polyetherimide) خيارًا جيدًا لبناء الأسطح لأي طابعة ثلاثية الأبعاد. السطح ذو اللون الكهرماني مقاوم للهجوم الكيميائي ولا يتحلل عند تعرضه للظروف الخارجية. هذا يجعلها مثالية لصنع أنظمة التهوية والمزالج وقنوات الكابلات.

استخدام المعادن للطباعة ثلاثية الأبعاد

تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن ، والمعروفة أيضًا باسم تلبيد المعادن بالليزر المباشر (DMLS) شعاع ليزر لإذابة 20-60 ميكرون طبقة من مسحوق المعادن لصنع أجزاء متينة من مساحيق المعادن. إنها تساعد في الغالب في إنشاء مكونات الأدوات والأجزاء النهائية لصناعات الطيران والسيارات. من خلال هذه المعادن ، يمكنك إنتاج مكونات ذات وزن وتكلفة أقل.

الألومنيوم

ربما تكون المادة الأكثر استخدامًا في الطباعة المعدنية للألمنيوم تستخدم بشكل رئيسي في شكل سبيكة. إنه مفيد لأنه يوفر خصائص ذات مقاومة جيدة ويتحمل الفولتية العالية أثناء كونه خفيفًا. يتم استخدامه بشكل أساسي عندما يكون الحفاظ على الوزن أمرًا ضروريًا ، كما هو الحال في صناعات الطيران والسيارات. باستخدامه ، يمكنك عمل تفاصيل عالية في التصميم لإنشاء أشكال هندسية معقدة. درجة انصهار الألومنيوم هي 670 درجة مئوية (1238 درجة فهرنهايت) مما يجعلها مادة مثالية للنماذج الأولية. إلى جانب التكلفة المرتفعة نسبيًا ، يتطلب الأمر عادةً العديد من التصميمات لضبط تصميم الجزء للإنتاج الضخم من خلال الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد.

ستانلس ستيل

الفولاذ المقاوم للصدأ هو مادة معدنية أخرى بطباعة ثلاثية الأبعاد بنقطة انصهار عالية تبلغ 1400 درجة مئوية (2552 درجة فهرنهايت). هذا يجعلها مثالية للمشاريع المتطلبة من طرق التصنيع المختلفة وكذلك للنماذج الأولية. كما أنها تقدم تطبيقات في الصناعة الطبية مثل إنتاج جراحات العظام المخصصة. تجعل خصائص مقاومة الحرارة والخلو من التآكل والتآكل من إنتاج قطع الغيار أمرًا شائعًا في صناعات الطيران والسيارات. ومع ذلك ، فإنها تستغرق وقتًا طويلاً في الطباعة ، وفي بعض الحالات على المستوى المجهري ، عادةً ما يكون الفولاذ المقاوم للصدأ المطبوع مساميًا للغاية ، مما يجعلها ضعيفة وعرضة للكسر.

مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد الشائعة الأخرى

• السيراميك: للسيراميك خصائص يمكنها تحمل الضغط الشديد ودرجة الحرارة دون التواء أو كسر. إنها أقل عرضة للتآكل ولا تتآكل بسهولة مما يمنحها ميزة على المعادن والبلاستيك. تشتهر بالأعمال عالية الدقة وتوفر تشطيبات ناعمة ولامعة. كما أنها شديدة المقاومة للحرارة والحمض والغسول. الجانب السلبي هو أنها تتطلب درجات حرارة عالية جدًا لتذوب ، وهي هشة ، وليست خيارًا رائعًا بشكل خاص لإنتاج تجميع القطع.
• الورق: يمكن استخدام الورق كمواد للطباعة ثلاثية الأبعاد ويمكن طباعته لجعله يشبه الخشب. ومع ذلك ، فإن المطبوعات الورقية ثلاثية الأبعاد تفتقر إلى المتانة والتفاصيل الموجودة مع المواد الأخرى. إنه عرضة للانكماش أثناء جفافه مما يجعل الحصول على الأبعاد الدقيقة مشكلة.
• الغذاء: يتم استخدام الطعام أيضًا كمواد في الطباعة ثلاثية الأبعاد. يمكنك صنع عدد كبير من المواد الغذائية بما في ذلك المهروس والجيلي والجبن. تستخدم ناسا هذه التكنولوجيا أيضًا ويمكن أن تساعد أيضًا في الحد من هدر الطعام.

نظرة عامة على الطباعة ثلاثية الأبعاد

يمكن أن تساعدك الطباعة ثلاثية الأبعاد التي يشار إليها أيضًا باسم Additive Manufacturing (AM) في إنشاء تصميم لكائن باستخدام برنامج ثم تقوم الطابعة ثلاثية الأبعاد بإنشاء الكائن عن طريق إضافة طبقة فوق طبقة من المواد حتى يتم تشكيل شكل الكائن. يمكن صنع الكائن النهائي باستخدام أي عدد من مواد الطباعة التي قد تشمل البلاستيك والمعادن والمساحيق والخيوط والورق.

تشمل الفوائد المستمدة من الطباعة ثلاثية الأبعاد عمليات الإنتاج القصيرة ؛ نماذج سهلة وسريعة. سرعة التخصيص والتكيف ؛ القدرة على إنشاء أشكال معقدة ؛ الفعالية من حيث التكلفة؛ وتقليل النفايات. لقد أحدثت ثورة في أنظمة الإنتاج بفضل حقيقة أنها تطبع الأجزاء في طبقات. هذا يجعل من الممكن إنشاء كائنات معقدة لها هياكل داخلية أو مجموعات فرعية في دورة واحدة والتي كان من الصعب القيام بها في السابق باستخدام وسائل الإنتاج التقليدية.

ابتكار آخر مع وسيلة الإنتاج هذه هو أن المواد تُضاف بدلاً من طرحها. تتم هنا إضافة المواد الخام لبناء كائن بدلاً من إزالة المواد أو كشطها. يتيح ذلك عمليات التصنيع بالجملة دون الحاجة إلى الأدوات الفردية أو الصناعة اليدوية. وهذا بدوره يساعد في الحفاظ على المواد الخام وإنشاء عملية تصميم وإنتاج فعالة.

بلغت قيمة صناعة الطباعة ثلاثية الأبعاد في جميع أنحاء العالم حوالي 12.6 مليار دولار في عام 2020. ومن المتوقع أن تنمو بمعدل سنوي يبلغ حوالي 17٪ بين عامي 2020 و 2023. تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد مبتكرة حقًا وظهرت كتقنية متعددة الاستخدامات تقدم نطاقًا واسعًا من التطبيقات المعتمدة من قبل مجموعة واسعة من الصناعات.

طابعات ثلاثية الأبعاد

تشبه الطابعات ثلاثية الأبعاد بشكل أساسي طابعة نافثة للحبر تقوم بإنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد صلب من مجموعة متنوعة من المواد بدلاً من إنتاج مستند ورقي بسيط. تعد الطابعات ثلاثية الأبعاد شكلاً من أشكال التصنيع الإضافي الذي يستخدم المواد والأدوات الدقيقة لإنشاء كائن ثلاثي الأبعاد من نقطة الصفر. هناك العديد من أدوات برامج الطابعة ثلاثية الأبعاد المختلفة المتاحة والتي تتراوح من الدرجة الصناعية إلى المصدر المفتوح. باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد ، يمكنك صنع أي شيء تقريبًا من الألعاب وأجزاء الآلات والمجوهرات وحتى الكعك.

إنهم يستبدلون خطوط إنتاج المصانع التقليدية بآلة واحدة. باستخدام ملف قابل للطباعة ، يمكنك استخدام جهاز كمبيوتر عادي للاتصال بطابعة ثلاثية الأبعاد والضغط على "طباعة" للحصول على الطباعة ثلاثية الأبعاد على الفور. يمكن أن توفر طابعة سطح المكتب ثلاثية الأبعاد في عملك فرصًا لا حصر لها. على الرغم من أن سرعة الطباعة قد تختلف من نموذج إلى آخر والمواد المعينة التي تستخدمها. ومع ذلك ، يظل خيارًا سريعًا لإنتاج نماذج أولية وأجزاء وإنشاء أي شيء تحتاجه في وقت قصير جدًا. يمكنهم أيضًا المساعدة في صنع أجزاء صناعية عالية الجودة بجزء بسيط من تكلفة التصنيع التقليدي. يمكنك أيضًا الحصول على القدرة على الابتكار وإضافة تعديلات على التصميم الخاص بك مما يسمح لك بتطوير المواد وتغييرها وفقًا لذلك. في الواقع ، إليك مجموعة جيدة من أفضل الطابعات ثلاثية الأبعاد للشركات الصغيرة في السوق اليوم.

تاريخ موجز للطباعة ثلاثية الأبعاد

ظهر الاهتمام الجاد فيما يتعلق بجدوى الطباعة ثلاثية الأبعاد لأول مرة في الثمانينيات عندما حصل المخترع الياباني هيديو كوداما على براءة اختراع لطابعة ثلاثية الأبعاد. استند في ذلك إلى نموذج التصنيع الإضافي لإنشاء نماذج ونماذج أولية. لكن فكرة استخدام تقنيات التصنيع المضافة لإنتاج نماذج ثلاثية الأبعاد كانت موضع نظر العلماء منذ الأربعينيات. كان يُطلق عليه سابقًا النماذج الأولية السريعة ، وقد تم تصميمه للسماح بالتصنيع السريع للأجزاء المادية أو النماذج أو التجميع باستخدام التصميم بمساعدة الكمبيوتر ثلاثي الأبعاد (CAD). اليوم ، تغلغلت التكنولوجيا في جميع الصناعات وتواصل دفع الابتكار.

ما هي الطباعة ثلاثية الأبعاد المستخدمة؟

تنتشر الطباعة ثلاثية الأبعاد في العديد من الصناعات اليوم ، من الطيران إلى التعليم والأزياء إلى الطعام. فيما يلي بعض القطاعات الرئيسية التي تناولت الطباعة ثلاثية الأبعاد.

تعليم

تقوم المدارس والجامعات الآن بدمج أساليب الطباعة ثلاثية الأبعاد في مناهجها الدراسية. وذلك لأن العملية تساعد الطلاب على إنشاء نماذج أولية دون الحاجة إلى أدوات ومعدات باهظة الثمن. باستخدامه ، يمكن للطلاب تصميم وإنتاج النماذج بسهولة عن طريق القضاء بشكل كبير على الفجوة من الأفكار والصور على الشاشة إلى كائن مادي ثلاثي الأبعاد.

يتعرف الطلاب على مجموعة متنوعة من تطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد من خلال استكشاف مبادئ التصميم والهندسة والمعمارية. يمكنهم أيضًا نسخ عناصر مثل النماذج والحفريات وتصميم نماذج البناء بسهولة ودراسة المقاطع العرضية للأعضاء وإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد للجزيئات والمركبات الكيميائية والمزيد.

صناعة الطيران

بالنسبة لصناعة الطيران ، تساعد الطباعة ثلاثية الأبعاد في تقديم حلول التصنيع والنماذج الأولية. تستخدم صناعة الطيران الطباعة ثلاثية الأبعاد لصنع أجزاء من ألواح الطائرات ، وأجزاء من محركات الطائرات ، ونماذج المحركات النفاثة ثلاثية الأبعاد ، وإنتاج مكونات معقدة في قطعة واحدة. هذا في المقابل يساعد على تبسيط التجميع مع الحفاظ على معايير الجودة. كما أنه يوفر التكاليف من خلال الاستخدام الأمثل للمواد ، وإنتاج المكونات عند الطلب وبالتالي تقليل تكاليف التخزين. وبالمثل ، فإنه يقلل من تكاليف الأدوات والنفايات.

السيارات

تستخدم صناعة السيارات الطباعة ثلاثية الأبعاد لبعض الوقت. مع ذلك ، تقوم الشركات بطباعة قطع الغيار والأدوات والتركيبات وتجربة نماذج أولية من السيارات النموذجية الجديدة. في النقطة الأخيرة ، قللت الطباعة ثلاثية الأبعاد بشكل كبير من البحث والتطوير بالإضافة إلى مراحل التصميم والإنتاج في تصنيع السيارات.

المعماري

تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد في صناعة العمارة والتشييد لإنتاج نماذج مفصلة للمباني. يتيح ذلك للمهندسين المعماريين تعديل الهياكل ثلاثية الأبعاد بسهولة واختبار إمكانات السوق المختلفة باستخدام نماذج أولية أسرع وبأسعار معقولة. يساعدهم على إنتاج نماذج مصغرة متطورة للمباني والجسور والهياكل المعمارية الأخرى بسرعة.

طبي

استفاد المجال الطبي أيضًا من الطباعة ثلاثية الأبعاد ويساعد في جلب الابتكارات في العلاج والتدريب والبحث. تُستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد اليوم في تصنيع الأطراف الاصطناعية والأطقم الصناعية والغرسات والمعينات السمعية وغير ذلك. يستخدم الجراحون نماذج مطبوعة ثلاثية الأبعاد طبق الأصل لممارسة العمليات الجراحية المعقدة أو عمليات زرع الأعضاء.

هناك تفاؤل بأنه مع الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد قد يتمكن العلماء في المستقبل القريب من طباعة الأنسجة فعليًا لصنع أجزاء من الجسم باستخدام الحمض النووي المتبرع لمنع مرضى الزرع من رفض الأعضاء. تم بالفعل تطوير تطبيقات هندسة الأنسجة المطبوعة ثلاثية الأبعاد لإجراء اختبار تجريبي فعال للعقاقير.

مجوهرات

عندما يتعلق الأمر بصنع المجوهرات ، تسمح لك الطابعات ثلاثية الأبعاد بتجربة تصميمات غير ممكنة باستخدام طرق صنع المجوهرات التقليدية. هناك طريقتان لإنتاج المجوهرات باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد. يمكنك إنشاء كائن مباشرة من التصميم ثلاثي الأبعاد أو استخدام ثلاثي الأبعاد لإنشاء قالب لصب مجوهراتك. تأتي التكنولوجيا أيضًا في متناول اليد لتصميم النماذج الأولية أيضًا.

علم الروبوتات

بدأت العديد من شركات الروبوتات بالفعل في استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد في تصميمات الروبوتات الخاصة بهم لأن التكنولوجيا توفر التصنيع الذكي من خلال المرونة والتخصيص التي تخلقها الطباعة ثلاثية الأبعاد. مع ذلك ، أصبح من الممكن إنشاء النماذج الأولية السريعة وبالتالي تمكين التصاميم السريعة على أساس الاختبار والتجربة. هذه أخبار رائعة لأنها تساعد في تطوير الروبوتات للتصنيع الذكي الذي يتطلب الدقة.

فن

يستفيد الفنانون أيضًا من فوائد الطباعة ثلاثية الأبعاد من خلال دمج نماذج ثلاثية الأبعاد في عملهم. ساعدت التكنولوجيا في جعل النحت سهلاً نسبيًا بمجرد استخدام الرسومات أو الصور الفوتوغرافية لإنشاء منحوتات مذهلة مباشرة من أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم. يتم استخدامها لإنشاء أعمال فنية واقعية مثل الدعائم والأزياء والنسخ بسهولة نسبية.

صناعة التصنيع

يتمثل السحب الرئيسي للطباعة ثلاثية الأبعاد في التصنيع في أنها تجعل عملية التصنيع بأكملها سريعة وفعالة من حيث التكلفة. يمكن للمصنعين أكثر من أي وقت مضى صنع النماذج الأولية بسرعة ، والطباعة عند الطلب ، وبالتالي تقليل نفايات الإنتاج باستخدام تقنية يمكن الوصول إليها بسهولة. نظرًا لسرعة الطباعة ثلاثية الأبعاد وتكاليفها المنخفضة ، يتم تقليل دورات حياة المنتج من قبل الشركات المصنعة لتحسين المنتجات وتحسينها في فترات زمنية أقصر.

ما هي عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد؟

ببساطة ، تتضمن الطباعة ثلاثية الأبعاد عمليات مضافة حيث يتم بناء طبقات من المواد واحدة فوق الأخرى لإنشاء كائن ثلاثي الأبعاد. قد تختلف أنواع الطباعة ثلاثية الأبعاد حسب الغرض والمواد المستخدمة. لكن عمليات الطباعة ثلاثية الأبعاد تتطلب هذه الخطوات البسيطة:

1. يمكنك استخدام جهاز الكمبيوتر الخاص بك للتصميم الرقمي أو استخدام ماسح ضوئي ثلاثي الأبعاد لمسح كائنات ثلاثية الأبعاد أو تحديد صورة ثلاثية الأبعاد لطباعتها.
2. ستحتاج إلى تصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) لتحويل صورتك إلى ملف STL بحيث تقوم الطابعة ثلاثية الأبعاد بطباعة الكائن. تتضمن برامج CAD الشائعة Morphi و BlocksCAD و TinkerCAD وغيرها.
3. ستحتاج إلى تحديد المادة التي ستستخدمها لطباعة الكائن ثلاثي الأبعاد بناءً على احتياجك الخاص ، وقد يكون ذلك من البلاستيك أو السيراميك أو المعدن أو أي مواد أخرى.
4. وأخيرًا ، تضغط على "طباعة" للسماح للطابعة ثلاثية الأبعاد بطباعة الكائن الخاص بك

ما هو أفضل برنامج ثلاثي الأبعاد؟

أدت شعبية الطباعة ثلاثية الأبعاد عبر العديد من الصناعات اليوم إلى إنشاء العديد من برامج التصميم ثلاثية الأبعاد. لكل منها استخداماته في تصميمات وطرق طباعة ثلاثية الأبعاد مختلفة. إليك مجموعة مختارة من أفضل برامج الطباعة ثلاثية الأبعاد المتوفرة اليوم.

أونشيب

يأتي Onshape مع CAD ، وسير عمل الطباعة ثلاثية الأبعاد ، والتعاون ، والتحليلات ، وأدوات الإدارة ، وواجهة برمجة التطبيقات مع أكثر من 50 تطبيقًا هندسيًا. تساعد فرق التصميم على التعاون بشكل أسرع واتخاذ قرارات العمل من خلال التحليلات في الوقت الفعلي والرؤية غير المسبوقة في عمليات التصميم والتصنيع الخاصة بشركاتهم. يستخدم برنامج CAD هذا في الغالب لنمذجة الروبوتات المتقدمة والأجهزة الطبية الحيوية والآلات الصناعية والمعدات الزراعية والمنتجات الاستهلاكية. يأتي بسعر اشتراك ضخم يبلغ 1500 دولار لكل مستخدم لمدة عام واحد.

وحيد القرن

Rhinoceros هو برنامج نمذجة قوي ومتعدد الاستخدامات لإنشاء تصميمات ثلاثية الأبعاد. يمكنك إنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد وتحريرها وتحليلها وتوثيقها وتقديمها وتحريكها بسهولة نسبية. تستخدم في الغالب من قبل المصممين المعماريين ومصممي الديكور الداخلي ، فهي تتيح لهم تصور المساحة قبل البناء. يمكنك بسهولة تحويل الرسومات التخطيطية اليدوية إلى تصورات ثلاثية الأبعاد بدون قيود على التعقيد أو الدرجة أو الحجم بما يتجاوز حدود أجهزتك عند استخدام Rhinoceros. وهي متاحة من خلال الترخيص مقابل 915 دولارًا لكل ترخيص.

فيوجن 360

يمكن أن يكون Fusion 360 لأي شخص ينتج أجزاء ثلاثية الأبعاد متقدمة ويحتاج إلى برامج متقدمة بنفس القدر لتصميمه. يوصف بأنه من بين أفضل مجموعات برامج CAD ولكنه مرتبط بشدة بالطباعة ثلاثية الأبعاد. يأتي Fusion 360 مع منصة برمجيات CAD و CAM و CAE و PCB قائمة على السحابة لتصميم المنتجات وتصنيعها. يقدم مجموعة واسعة من التطبيقات لتصميم وهندسة المنتجات المناسبة للتصميم والهندسة والإلكترونيات والتصنيع. يمكن للمستخدمين الحكيمين في الدفع اختيار 60 دولارًا أمريكيًا رسوم الترخيص شهريًا بدون التزام أو دفع 347 دولارًا سنويًا.

TinkerCAD

TinkerCAD by Autodesk هو برنامج مجاني للنمذجة والتشفير ثلاثي الأبعاد عبر الإنترنت تم تصميمه مع وضع المبتدئين في الاعتبار. إنه يتميز بمفهوم بناء الكتل البديهي الذي يسمح للمستخدمين بتطوير نماذج من مجموعة من الأشكال الأساسية. يأتي TinkerCAD مع مكتبة من ملايين الملفات التي تساعد المستخدمين في العثور على النماذج التي تناسب مشروعهم الخاص. يتفاعل هذا البرنامج البسيط مع خدمات الطباعة التابعة لجهات خارجية ويأتي مع خطط الدروس الجاهزة للاستخدام عبر الإنترنت أو في الفصل الدراسي. يمكن استخدامه من قبل المصممين أو الهواة أو المعلمين أو الأطفال لصنع الألعاب والنماذج الأولية وديكور المنزل ونماذج Minecraft والمجوهرات والمزيد.

اعمال صعبة

يقدم برنامج Solidworks CAD مجموعة من أدوات التحرير للتصنيع والتجميعات والمحاكاة والطباعة ثلاثية الأبعاد. إنه يتأرجح نحو الجانب الصناعي للطباعة ثلاثية الأبعاد. من خلال التصميم المعياري ، فإنه يساعد على توضيح العلاقة بين نية التصميم واستجابة التصميم. الميزة الرئيسية هي أنها تسمح للسمات المترابطة ويمكنها تغيير سماتها تلقائيًا عند تغيير سمة واحدة. تتيح عملية النمذجة هذه للمستخدمين إنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد للأجزاء والتجمعات عالية الأداء. غالبًا ما يستخدمه المصممون ثلاثي الأبعاد المحترفون ، وهو يأتي بثلاثة مستويات قياسية واحترافية ومتميزة.

تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد لأفضل تصميمات الطباعة ثلاثية الأبعاد

بمجرد إنشاء التصميم الخاص بك ، حان وقت الطباعة! ستجد مجموعة كبيرة ومتنوعة من طرق التصنيع ثلاثية الأبعاد للاختيار من بينها. ستعتمد الطريقة التي تختارها على المادة التي ترغب في طباعتها والصناعة التي يتم تصميم المنتج من أجلها. فيما يلي بعض الأمثلة الرائدة لطرق الطباعة ثلاثية الأبعاد واستخداماتها.

نمذجة الترسيب المنصهر (FDM)

يعتبر من أشهر أشكال التصنيع الإضافي ، فهو يعمل عن طريق دفع خيوط من البلاستيك الصلب أو مواد أخرى إلى طرف ساخن يقوم بعد ذلك ببثق دفق رقيق من المواد المنصهرة في طبقات لبناء القطعة ثلاثية الأبعاد المرغوبة. هنا يتم التحكم في حركة رأس الطباعة بطبقة واحدة في كل مرة لتحديد الشكل المطبوع.

تُستخدم هذه العملية للنماذج الأولية والتصنيع السريع في صناعات مثل السيارات والتصنيع والطب والطيران. تستخدم في الغالب مواد بلاستيكية للطباعة ثلاثية الأبعاد والبوليمرات مثل ABS و PolyCarbonate (PC) وحمض Polylactic (PLA) والبولي إيثيلين تيريفثاليت (PETG) وغيرها.

الطباعة الحجرية المجسمة (SLA)

الطباعة الحجرية المجسمة (SLA) أو الطباعة بالراتنج هي شكل من أشكال الطباعة ثلاثية الأبعاد طبقة تلو الأخرى باستخدام الراتنج البلاستيكي السائل الذي يتم تقويته باستخدام الضوء لإنشاء تفاعل كيميائي له لتشكيل البلاستيك المقوى. يمكن استخدامه لإنشاء نماذج أولية ونماذج ومكونات وأجهزة الكمبيوتر.

تساعد هذه العملية في إنشاء ميزات رائعة وتشطيبات سطحية ناعمة. يشمل تطبيقه التصنيع وطباعة الأدوات المخصصة والقوالب والمجوهرات والأدوية بالإضافة إلى العديد من التطبيقات الأخرى. على الرغم من أن الطباعة الحجرية الحجرية سريعة ويمكن أن تنتج أي تصميم تقريبًا ، إلا أنها قد تكون باهظة الثمن.

نفث المواد (Polyjet)

تعمل هذه العملية بطريقة مشابهة للطباعة النافثة للحبر ولكن بدلاً من وضع الحبر على الصفحة ، فإنها ترسب طبقات من المواد السائلة من رأس طباعة واحد أو أكثر. يساعد في إنتاج نماذج بصرية كاملة الألوان ودقيقة للغاية. يمكن استخدام تطبيقاتها في التدريس والسيارات والطب وصنع القوالب وأنماط الصب.

على الرغم من أنها عملية دقيقة ، إلا أنها واحدة من أغلى طرق الطباعة ثلاثية الأبعاد حيث لا تكون الأجزاء متينة ومهينة بمرور الوقت. تسمح هذه العملية أيضًا بإنشاء أجهزة إلكترونية.

الذوبان الانتقائي بالليزر والتلبيد الانتقائي بالليزر (SLM / SLS)

تستخدم تقنية الصهر الانتقائي بالليزر (SLM) ليزرًا عالي الكثافة للطاقة لإذابة المساحيق المعدنية ودمجها معًا. تستخدم في الغالب مجموعة متنوعة من المعادن بما في ذلك التيتانيوم والنحاس والنيكل والألمنيوم والكوبالت في صناعات مثل الطب والسيارات والطيران وحتى المجوهرات.

في هذه العملية ، يمكنك إنتاج أجزاء ذات خصائص فيزيائية ممتازة تكون غالبًا أقوى من المعدن التقليدي وتشطيبات الأسطح الجيدة. يأتي هذا مفيدًا في النماذج الأولية والأدوات أيضًا.

بيندر النفث

تتطلب عملية النفث الموثق وضع طبقة رقيقة من مادة المسحوق مثل المعدن أو راتينج البوليمر أو السيراميك على منصة البناء. ثم تقوم بإسقاط المادة اللاصقة التي يتم ترسيبها بواسطة رأس الطباعة لربط الجسيمات ببعضها البعض. يتم استخدام Binder Jetting في العديد من التطبيقات ، بما في ذلك إنشاء نماذج أولية ملونة كاملة ، وقوالب ، وأجزاء معدنية مطبوعة ثلاثية الأبعاد منخفضة التكلفة.

المواد المستخدمة في هذه العملية هي السيراميك والمعادن. يمكن استخدامه أيضًا في التطبيقات الصناعية ، والأجهزة الطبية والأسنان ، والفضاء ، والصب الجزئي ، والمزيد.

تصنيع الخيوط المنصهرة (FFF)

تصنيع الخيوط المنصهرة (FFF) ، هي عملية طباعة ثلاثية الأبعاد تستخدم خيوطًا مستمرة من مادة لدن بالحرارة. يتم تغذية الفتيل من بكرة كبيرة من خلال رأس بثق طابعة متحرك ومسخن ، ويتم ترسيبه في العمل المتنامي. تُستخدم هذه العملية في التطبيقات التي تشمل النماذج الأولية والتصنيع السريع في الفضاء والطب وتصميم الآلات وحتى الطعام.

تساعد هذه العملية في دمج مجموعة كبيرة من المواد ، بما في ذلك اللدائن الحرارية ، والخشب ، والبلاستيك الحراري المشبع بالمعادن ، وحتى الطعام. تعتبر هذه من بين أقل تقنيات الطابعات ثلاثية الأبعاد تكلفة لأنها تستخدم مواد غير مكلفة. من السهل أيضًا تبديل المواد ويتيح لك الطباعة باستخدام مواد مختلفة متعددة مع عملية طباعة سريعة.

ذوبان الشعاع الإلكتروني (EBM)

في ذوبان شعاع الإلكترون (EBM) ، يتم وضع مسحوق المعدن الخام أو مادة الأسلاك تحت فراغ ودمجها معًا من التسخين الناتج عن شعاع الإلكترون. تساعد العملية الساخنة على إنتاج أجزاء بدون إجهاد متبقي ويضمن الفراغ بيئة نظيفة وخاضعة للتحكم

ينتج عن هذه التقنية إنتاج منتجات عالية الكثافة حيث تستخدم مسحوق المعدن بالكامل. نتيجة لذلك ، يتم استخدامه في الغالب في الصناعات الطبية والطيران والسيارات.

معالجة الضوء الرقمي (DLP)

تشبه المعالجة الرقمية للضوء (DLP) الطباعة الحجرية المجسمة من حيث أنها تعمل مع البوليمرات الضوئية. الاختلاف الرئيسي هو مصدر الضوء. تستخدم تقنية DLP مصدر إضاءة أكثر تقليدية ، مثل مصباح القوس مع لوحة عرض بلورية سائلة. ثم يتم تطبيق ذلك على كامل سطح وعاء راتنج البوليمر الضوئي في مسار واحد ، مما يجعله بشكل عام أسرع من الطباعة الحجرية الحجرية. ونتيجة لذلك ، فإنها تنتج أجزاء مطبوعة ثلاثية الأبعاد عالية الدقة بدقة ممتازة ومثالية لإنتاج النماذج الأولية.

مستقبل الطباعة ثلاثية الأبعاد

تعمل الطباعة ثلاثية الأبعاد على تغيير التصنيع إلى الأبد. إنه يقدم حلولًا سريعة وبأسعار معقولة لكل من النماذج الأولية والتصنيع. لقد أضفى الطابع الديمقراطي على عملية التصنيع حيث كانت التخصصات والأدوات في السابق شرطًا أساسيًا للنجاح الصناعي. والطباعة ثلاثية الأبعاد تعمل الآن على سد الفجوة بسرعة. تستمر تطبيقات أفكار أعمال الطباعة ثلاثية الأبعاد في الظهور عبر الصناعات. ومع التحسن المستمر في تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد ، لا تتفاجأ إذا كانت الطابعات ثلاثية الأبعاد ستكون عناصر شائعة في منازلنا ومكاتبنا في المستقبل غير البعيد.

ما هي الطباعة ثلاثية الأبعاد بكلمات بسيطة؟

ببساطة الطباعة ثلاثية الأبعاد هي طريقة لإنشاء أجسام صلبة ثلاثية الأبعاد. يتم إنشاء الكائن ثلاثي الأبعاد عن طريق بنائه طبقة تلو الأخرى باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد مصممة خصيصًا. يمكنك استخدام مواد مختلفة لطباعة كائنات ثلاثية الأبعاد تتضمن البلاستيك والمعادن والسيراميك وحتى المواد الغذائية.

ما الفرق بين الطباعة ثلاثية الأبعاد والتصنيع التقليدي؟

يتطلب التصنيع التقليدي عمالة ماهرة ، ومواد إضافية مثل قوالب القولبة بالحقن ، والأدوات ، والمزيد لإنتاج أشياء محدودة ومتخصصة. من ناحية أخرى ، لا تتطلب الطباعة ثلاثية الأبعاد سوى برنامج CAD وجهاز كمبيوتر وطابعة ثلاثية الأبعاد ومواد طباعة لإنتاج كائن ثلاثي الأبعاد صديق للبيئة في فترة زمنية قصيرة بشكل ملحوظ.

ما هو الاستخدام الرئيسي للطباعة ثلاثية الأبعاد؟

توفر الطباعة ثلاثية الأبعاد فرصًا هائلة للشركات لتمكين النماذج الأولية السهلة. كما أنه يمنحهم القدرة على إنشاء تصميمات يصعب إنتاجها بطرق أخرى بالإضافة إلى بناء منتجات عالية الجودة.

الصورة: Depositphotos