ماهي الطباعة ثلاثية الابعاد 3d printing؟ وكيف تعمل؟
ماهي الطباعة ثلاثية الابعاد؟
الطباعة ثلاثية الأبعاد أو التصنيع الإضافي هي عملية صنع كائنات صلبة ثلاثية الأبعاد من ملف رقمي.
يتم إنشاء كائن مطبوع ثلاثي الأبعاد باستخدام عمليات مضافة. في عملية مضافة ، يتم إنشاء كائن عن طريق وضع طبقات متتالية من المواد حتى يتم إنشاء الكائن. يمكن رؤية كل طبقة من هذه الطبقات على أنها مقطع عرضي مقطوع إلى شرائح رفيعة من الكائن.
الطباعة ثلاثية الأبعاد هي عكس التصنيع الطرحي الذي يقطع / يفرغ قطعة من المعدن أو البلاستيك باستخدام آلة طحن على سبيل المثال.
تمكنك الطباعة ثلاثية الأبعاد من إنتاج أشكال معقدة باستخدام مواد أقل من طرق التصنيع التقليدية.
كيف تعمل الطابعة ثلاثية الابعاد؟
برنامج للتصميم ثلاثي الابعاد
هناك العديد من أدوات البرامج المختلفة المتاحة. من الدرجة الصناعية إلى المصدر المفتوح. لقد أنشأنا نظرة عامة على صفحة البرامج ثلاثية الأبعاد الخاصة بنا.
غالبًا ما نوصي المبتدئين بالبدء بـ Tinkercad. Tinkercad مجاني ويعمل في متصفحك ، لست مضطرًا لتثبيته على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. يقدم Tinkercad دروسًا للمبتدئين ولديه ميزة مضمنة لتصدير نموذجك كملف قابل للطباعة مثل STL أو .OBJ.
الآن بعد أن أصبح لديك ملف قابل للطباعة ، فإن الخطوة التالية هي إعداده للطابعة ثلاثية الأبعاد. هذا يسمى التقطيع.
التقطيع: من ملف قابل للطباعة إلى طابعة ثلاثية الأبعاد
يعني التقطيع بشكل أساسي تقسيم نموذج ثلاثي الأبعاد إلى مئات أو آلاف الطبقات ويتم ذلك باستخدام برنامج التقطيع.
عندما يتم تقسيم ملفك إلى شرائح ، يكون جاهزًا للطابعة ثلاثية الأبعاد. يمكن تغذية الملف إلى طابعتك عبر USB أو SD أو Wi-Fi. ملف شرائح جاهز الآن للطباعة ثلاثية الأبعاد طبقة تلو الأخرى.
الصناعة في الطباعة ثلاثية الأبعاد
لقد وصل اعتماد الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى الكتلة الحرجة حيث أن أولئك الذين لم يدمجوا التصنيع الإضافي في مكان ما في سلسلة التوريد الخاصة بهم أصبحوا الآن جزءًا من أقلية تتقلص باستمرار. عندما كانت الطباعة ثلاثية الأبعاد مناسبة فقط للنماذج الأولية والتصنيع لمرة واحدة في المراحل المبكرة ، فإنها تتحول الآن بسرعة إلى تقنية إنتاج.
معظم الطلب الحالي على الطباعة ثلاثية الأبعاد صناعي بطبيعته. تتوقع Acumen Research and Consulting أن يصل سوق الطباعة ثلاثية الأبعاد العالمية إلى 41 مليار دولار بحلول عام 2026.
مع تطورها ، تم تصميم تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لتحويل كل صناعة رئيسية تقريبًا وتغيير الطريقة التي نعيش بها ونعمل ونلعب في المستقبل.
أمثلة على الطباعة ثلاثية الأبعاد
تشمل الطباعة ثلاثية الأبعاد العديد من أشكال التقنيات والمواد حيث يتم استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد في جميع الصناعات تقريبًا التي قد تفكر فيها. من المهم أن نراها كمجموعة من الصناعات المتنوعة مع عدد لا يحصى من التطبيقات المختلفة.
بعض الأمثلة:
- المنتجات الاستهلاكية (نظارات ، أحذية ، تصميم ، أثاث)
- المنتجات الصناعية (أدوات التصنيع والنماذج الأولية وأجزاء الاستخدام النهائي الوظيفية)
- منتجات طب الأسنان
- الأطراف الصناعية
- مجسمات معمارية وماكيتات
- إعادة بناء الحفريات
- تكرار القطع الأثرية القديمة
- إعادة بناء الأدلة في علم الأمراض الشرعي
- دعائم الفيلم
النماذج الأولية السريعة والتصنيع السريع
استخدمت الشركات الطابعات ثلاثية الأبعاد في عملية التصميم الخاصة بها لإنشاء نماذج أولية منذ أواخر السبعينيات. يسمى استخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد لهذه الأغراض بالنماذج الأولية السريعة.
لماذا استخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد للنماذج الأولية السريعة؟
باختصار: إنها سريعة ورخيصة نسبيًا. من الفكرة إلى النموذج ثلاثي الأبعاد إلى حمل النموذج الأولي بين يديك هي مسألة أيام بدلاً من أسابيع. التكرارات أسهل وأرخص ، ولا تحتاج إلى قوالب أو أدوات باهظة الثمن.
إلى جانب النماذج الأولية السريعة ، تُستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد أيضًا للتصنيع السريع. التصنيع السريع هو طريقة جديدة للتصنيع حيث تستخدم الشركات الطابعات ثلاثية الأبعاد للتصنيع المخصص على المدى القصير / على دفعات صغيرة.
السيارات
يستخدم مصنعو السيارات الطباعة ثلاثية الأبعاد لفترة طويلة. تقوم شركات السيارات بطباعة قطع الغيار والأدوات والتركيبات والتركيبات وأيضًا قطع الغيار ذات الاستخدام النهائي. أتاحت الطباعة ثلاثية الأبعاد التصنيع حسب الطلب مما أدى إلى انخفاض مستويات المخزون وقصر دورات التصميم والإنتاج.
يستخدم عشاق السيارات في جميع أنحاء العالم الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد لاستعادة السيارات القديمة. أحد الأمثلة على ذلك هو عندما قام المهندسون الأستراليون بطباعة أجزاء لإعادة Delage Type-C إلى الحياة. وبذلك ، كان عليهم طباعة الأجزاء التي توقف إنتاجها لعقود.
الطيران
تستخدم صناعة الطيران الطباعة ثلاثية الأبعاد بعدة طرق مختلفة. يمثل المثال التالي علامة بارزة في مجال تصنيع الطباعة ثلاثية الأبعاد: قامت GE Aviation بطباعة ثلاثية الأبعاد لثلاثين ألف فوهة وقود من الكروم الكوبالت لمحركات الطائرات LEAP. لقد حققوا هذا الإنجاز في تشرين الأول (أكتوبر) 2018 ، وبالنظر إلى أنهم ينتجون 600 أسبوعيًا على أربعين طابعة ثلاثية الأبعاد ، فمن المحتمل أن يكون الإنتاج أعلى بكثير من ذلك الآن.
تم دمج حوالي عشرين جزءًا فرديًا كان يجب أن يتم لحامها معًا في مكون واحد مطبوع ثلاثي الأبعاد يزن 25٪ أقل وأقوى بخمس مرات. يعد محرك LEAP هو المحرك الأكثر مبيعًا في صناعة الطيران نظرًا لمستواه العالي من الكفاءة وتوفر GE 3 ملايين دولار لكل طائرة عن طريق الطباعة ثلاثية الأبعاد لفوهات الوقود ، لذلك فإن هذا الجزء الفردي المطبوع ثلاثي الأبعاد يولد مئات الملايين من الدولارات من الفوائد المالية.
شقت فوهات الوقود الخاصة بشركة جنرال إلكتريك طريقها إلى طائرة بوينج 787 دريملاينر ، ولكنها ليست الجزء الوحيد المطبوع ثلاثي الأبعاد في طائرة 787. والتركيبات الهيكلية التي يبلغ طولها 33 سم والتي تمسك المطبخ الخلفي بهيكل الطائرة تم طباعتها ثلاثية الأبعاد بواسطة شركة تدعى Norsk التيتانيوم. اختارت نورسك التخصص في التيتانيوم لأنه يحتوي على نسبة عالية جدًا من القوة إلى الوزن وهو مكلف نوعًا ما ، مما يعني أن تقليل النفايات التي تتيحها الطباعة ثلاثية الأبعاد له تأثير مالي أكبر مقارنة بالمعادن الأرخص تكلفة حيث تكون تكاليف نفايات المواد أسهل في الامتصاص. بدلاً من تلبيد مسحوق المعادن بالليزر مثل معظم الطابعات ثلاثية الأبعاد المعدنية ، تستخدم Norsk Merke 4 قوس بلازما لإذابة سلك معدني في عملية تسمى Rapid Plasma Deposition (شكل من أشكال ترسيب الطاقة الموجهة) التي يمكن أن تودع ما يصل إلى 10 كجم من التيتانيوم في الساعة. يتطلب جزء تيتانيوم بوزن 2 كجم بشكل عام كتلة 30 كجم من التيتانيوم لاستخدامها في الماكينة ، مما ينتج عنه 28 كجم من النفايات ، ولكن الطباعة ثلاثية الأبعاد للجزء نفسه لا تتطلب سوى 6 كجم من سلك التيتانيوم.
البناء
تركز معظم قصص الطباعة الملموسة التي ننظر إليها على هذا الموقع على أنظمة طباعة خرسانية واسعة النطاق مع فوهات كبيرة إلى حد ما لمعدل تدفق كبير. إنه رائع لوضع طبقات خرسانية بطريقة سريعة وقابلة للتكرار إلى حد ما. ولكن بالنسبة للعمل الملموس المعقد حقًا الذي يستفيد بشكل كامل من إمكانات الطباعة ثلاثية الأبعاد ، فإن ذلك يتطلب شيئًا أكثر ذكاءً مع لمسة أدق.
وغيرها من المجالات كالاشياء القابلة للارتداء (الاحذية ,الاساور,النظارات,الخ..)
ومجالات التعليم والصحة.
أنواع تقنيات وعمليات الطباعة ثلاثية الأبعاد
طورت الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (ASTM) مجموعة من المعايير التي تصنف عمليات التصنيع المضافة إلى 7 فئات. وهذه هي:
- البلمرة الضوئية في ضريبة القيمة المضافة
- الطباعة الحجرية المجسمة (SLA)
- معالجة الضوء الرقمي (DLP)
- الإنتاج المستمر للواجهة السائلة (CLIP)
- النفث المادي
- بيندر النفث
- بثق المواد
- نمذجة الترسيب المنصهر (FDM)
- تصنيع الخيوط المنصهرة (FFF)
- مسحوق بودرة الانصهار
- Multi Jet Fusion (MJF)
- التلبيد الانتقائي بالليزر (SLS)
- تلبيد المعادن بالليزر المباشر (DMLS)
- تصفيح الورقة
- ترسيب الطاقة الموجهة
البلمرة الضوئية في ضريبة القيمة المضافة
تحتوي الطابعة ثلاثية الأبعاد التي تعتمد على طريقة Vat Photopolymerisation على حاوية مملوءة براتنج فوتوبوليمير. يتم تقوية الراتينج بمصدر ضوء الأشعة فوق البنفسجية.
النفث المادي
في هذه العملية ، يتم تطبيق المادة في قطرات من خلال فوهة ذات قطر صغير ، على غرار الطريقة التي تعمل بها طابعة ورق نفث الحبر الشائعة ، ولكن يتم تطبيقها طبقة تلو طبقة على منصة بناء ثم يتم تقويتها بواسطة ضوء الأشعة فوق البنفسجية.
بيندر النفث
بثق المواد
المواد المستخدمة
مواقع الطباعة الجاهزة
تمكّن Hubs المهندسين من إنشاء منتجات ثورية من خلال جعل التصنيع المخصص أكثر سهولة. نحن نستفيد من الأتمتة للسماح بالوصول السريع وبأسعار معقولة إلى إمكانات التصنيع من جميع أنحاء العالم.
3- sculpteo
تم إنشاء خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد عبر الإنترنت من Sculpteo في عام 2009 بواسطة Eric Carreel و Clément Moreau وسرعان ما أصبح أحد رواد الطباعة ثلاثية الأبعاد. في عام 2019 ، استحوذت BASF 3D Printing Solutions ، وهي شركة تابعة لـ BASF New Business GmbH ، على Sculpteo ، مما يوفر للعملاء إمكانية الابتكار بفضل المواد والتقنيات الجديدة ، التي تلبي متطلبات الصناعات الأكثر تطلبًا.
4- all3dp
في عام 2014 ، رأينا مستقبلًا مشرقًا للطباعة ثلاثية الأبعاد ، ولذا أسسنا All3DP.
اليوم ، All3DP.com هي مجلة الطباعة ثلاثية الأبعاد الرائدة في العالم مع أكثر من 2 مليون مستخدم شهريًا.
يهدف موقع All3DP.com إلى المبتدئين والمحترفين على حد سواء ، ويوفر محتوى مقنعًا مفيدًا وتعليميًا وترفيهيًا.
Craftcloud ، خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد الشاملة لدينا تساعد الشركات والمستخدمين الخاصين في العثور على خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد المناسبة لمشروعهم.
All3DP هي شركة مقرها ألمانيا ، يتم تمويلها بشكل جيد من قبل كبار المستثمرين الألمان HighTech-Gründerfonds و Bayern Kapital و Deutsche Balaton AG وملائكة الأعمال الخاصة.
5- thingiverse
يعد Thingiverse من MakerBot مجتمع تصميم مزدهرًا لاكتشاف الأشياء ثلاثية الأبعاد القابلة للطباعة وصنعها ومشاركتها. بصفتنا أكبر مجتمع للطباعة ثلاثية الأبعاد في العالم ، نعتقد أنه يجب تشجيع الجميع على إنشاء وإعادة مزج الأشياء ثلاثية الأبعاد ، بغض النظر عن خبرتهم التقنية أو خبراتهم السابقة. في إطار الحفاظ على نظام أساسي مفتوح ، يتم تشجيع جميع التصميمات على الحصول على ترخيص بموجب ترخيص المشاع الإبداعي ، مما يعني أنه يمكن لأي شخص استخدام أي تصميم أو تغييره.
6- pinshape
في Pinshape ، مهمتنا هي جعل الطباعة ثلاثية الأبعاد بسيطة وممتعة! نحن نسعى جاهدين لتزويد مستخدمينا بمنصة سهلة الاستخدام تتيح لهم استكشاف ومشاركة وتنزيل تصميمات ثلاثية الأبعاد عالية الجودة قابلة للطباعة. نهدف إلى بناء مجتمع متفاعل من صانعي ومصممين مبتكرين من جميع مستويات الخبرة ، والذين يساعدون في نهاية المطاف في تشكيل مستقبل الطباعة ثلاثية الأبعاد.
إرسال تعليق