الطابعات ثلاثية الأبعاد

الطابعات ثلاثية الأبعاد :

تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد تقنية ثورية أحدثت ضجة كبيرة في الآونة الأخيرة . بسبب مفهومها المبتكر الذي تم استخدامه في اختراعها ، والإمكانات الهائلة التي تؤثر على عملية التصنيع الحالية. كونه جهازًا لا يضاهى يُستخدم لصياغة كائن ثلاثي الأبعاد من ملف رقمي ؛ خلقت الطابعات ثلاثية الأبعاد معجزات في عالم الطابعات الرقمية. إن ممارسة تكوين كيان ثلاثي الأبعاد تجعل من استخدام النهج الكيميائي والعمليات المضافة. حيث يتم تصنيع كائن عن طريق تنظيم مجموعة من الطلاءات الواحدة تلو الأخرى حتى يتم تشكيل الجسم السليم. كل طبقة من هذه الطلاء عبارة عن قطعة أفقية مقطعة بشكل دقيق للغاية من كائن نهائي مطلوب من قبل الطابعة.

وتُستخدم الطابعات ثلاثية الأبعاد لإنشاء كائنات ثلاثية الأبعاد وكيانات عن طريق الطباعة. وتسمى هذه العملية أيضا عملية التصنيع المضافة. في هذه الطابعات ، يتم وضع طبقات متتالية من مادة معينة تحت سيطرة الكمبيوتر. يمكن أن تكون الكائنات التي يتم إنشاؤها في هذه الطابعات بأي أشكال أو أحجام أو أشكال هندسية. وضعت الطابعات المواد على سرير مسحوق متعاقبًا بها رؤوس طابعات نافثة للحبر متصلة بها. على الرغم من أنها يشار إليها عمومًا باسم الطابعات ثلاثية الأبعاد أو آلات الطباعة ثلاثية الأبعاد ، إلا أن المعايير الفنية تشير إلى هذه الأجهزة باسم عملية التصنيع المضافة. فما هي التكنولوجيا المستخدمة في الطابعات ثلاثية الأبعاد ؟ وكيف هية آلية عمل هذه الطابعات ؟

كيف تعمل الطابعات ثلاثية الابعاد:

تقوم هذه الطابعات أولاً بصياغة التصميم الأساسي للكائن الذي ترغب في تشكيله. يتم وضع هذه الخطة من خلال ملف CAD الذي يطبق برنامج النمذجة ثلاثية الأبعاد ، والذي يتم استخدامه لإنشاء مشروع جديد أو يمكنه أيضًا استخدام الماسح الضوئي ثلاثي الأبعاد الذي يكرر النموذج الدقيق للكائن ، وأيضًا ينشئ ملفًا رقميًا ثلاثي الأبعاد للكائن. وضعت هذه الماسحات الضوئية تقنيات مختلفة لصنع نماذج ثلاثية الأبعاد.

لصنع ملف رقمي للطباعة ، يقسم البرنامج المستخدم في النمذجة ثلاثية الأبعاد النموذج النهائي إلى ملايين الطبقات. عندما يتم تحميل هذه الشرائح في الطابعة ، يمكن إنشاء كائن نهائي عن طريق وضع طبقة فوق الأخرى. تدرس الطابعة ثلاثية الأبعاد كل شريحة ثنائية الأبعاد من الصورة وتصنع كائنًا نهائيًا ، مما يجعل نموذجًا ثلاثي الأبعاد للصورة.

يشرح هذا الفيديو العملية الكاملة للطباعة ثلاثية الأبعاد:

التكنولوجيا المستخدمة في الطابعات ثلاثية الأبعاد:

تستخدم الأنواع المختلفة من الطابعات ثلاثية الأبعاد تقنيات مختلفة. هناك العديد من الطرق المتاحة للطباعة والتي تختلف فقط في الطريقة التي يتم بها بناء الطبقات لإكمال كيان مطلق. في حين أن بعض التقنيات تستخدم عملية الصهر لإنتاج الطبقات التي تستخدم من خلالها عملية إما طبقة انتقائية أو ترسب تنصهر. واحدة من أكثر التقنيات المستخدمة على نطاق واسع هو الطباعة الحجرية ستيريو. كما أنها تستخدم تقنيات أخرى مثل بلمرة الصور Vat ، النفث المادي ، تصفيح الألواح ، انصهار طبقة المسحوق وغيرها الكثير.

نماذج ثلاثية الابعاد:

يمكن تشكيل النماذج ثلاثية الأبعاد القابلة للطباعة باستخدام حزمة CAD أو الماسح الضوئي ثلاثي الأبعاد الذي يستخدم كاميرا رقمية عادية وبرامج تصوير فوتوغرافي. يقوم إجراء المسح ثلاثي الأبعاد بتقييم وحفظ البيانات الرقمية ، ويجعلها تتحقق كشكل لكائن حقيقي. بناءً على هذه التقنية ، يمكن إنتاج نماذج ثلاثية الأبعاد. بغض النظر عن برنامج النمذجة ثلاثية الأبعاد ، حيث يتم تحويل هذا النموذج الثلاثي الأبعاد إلى تنسيق .STL أو .OBJ للسماح للبرنامج الذي يطبع الكائن بجعله قابلاً للقراءة.

يجب فحص الملف بحثًا عن أخطاء متعددة قبل طباعة نموذج ثلاثي الأبعاد من ملف STL. هذه الخطوة تسمى الإصلاح. يمكن أن تحتوي ملفات STL على العديد من الأخطاء التي يتم إنشاؤها من خلال عملية المسح الضوئي ثلاثي الأبعاد ، ويجب أولاً إصلاح هذه الأخطاء قبل تشريح طبقات الملف. بعد الانتهاء من ذلك ، يحتاج ملف .STL إلى تطويره بواسطة البرنامج الذي يترجم النموذج إلى طبقات رفيعة متعددة، ويتحول إلى ملف يحتوي على إرشادات محددة معنية به. تقوم الطابعة ثلاثية الأبعاد بتتبع هذا الملف والتوجيهات الملصقة عليه ، وتضع طبقات متعددة من السائل أو المسحوق أو المواد الورقية لصياغة النموذج من سلسلة المقطع العرضي. هناك العديد من المواد التي يمكن تطبيقها عن طريق فوهة الطباعة مثل البلاستيك والرمل والمعادن أو حتى في بعض الأحيان الشوكولاته. هذه الطبقات التي تتوافق مع مقاطع عرضية مختلفة من نموذج CAD يتم توصيلها أو دمجها تلقائيًا لمنحهم شكلًا نهائيًا.

تطبيقات الطابعات ثلاثية الأبعاد:

تجد الطباعة ثلاثية الأبعاد العديد من التطبيقات في قطاعات مختلفة من الصناعات، من السيارات إلى الفضاء والطيران إلى أدوات الطباعة الحيوية والرعاية الصحية. يمكن أن تكون الطباعة ثلاثية الأبعاد ذات فائدة كبيرة في إنشاء كائنات للاستخدام اليومي والمشاريع الشخصية.

الميزة الأبرز لهذه الطابعات هي أنها تستطيع صياغة أي شكل وهندسة تقريبًا لأي كيان. يعتمد الوقت المستغرق لطباعة النموذج الثلاثي الأبعاد لأي كائن إلى حد كبير على حجم وهيكل الكائن المراد طباعته. قد يستغرق الأمر عدة ساعات أو حتى أيام لطباعة أي كيان. يعتمد ذلك أيضًا على الطريقة التي استخدمتها الطابعة ومدى تعقد النموذج. يمكن أن تقلل تقنية النظام الإضافي وقتك من الضياع وتساعد على طباعة الكائن خلال ساعات قليلة.

خدمات الطابعات ثلاثية الأبعاد:

تعد بعض الطابعات ثلاثية الأبعاد باهظة الثمن ولا يستطيع الجميع تحمل تكاليفها للأغراض الفردية ، وبالتالي هناك العديد من الشركات التي تقدم خدمات الطباعة ثلاثية الأبعاد. وهناك أيضًا خدمات الطباعة ثلاثية الأبعاد عبر الإنترنت التي تقدم خدمات الطباعة بأسعار اقتصادي، ويمكنها طباعة أي كائن وتسليمه من ملف رقمي تقوم بتحميله إلى موقعه على الويب.