ما يجب معرفته عن الطباعة ثلاثية الأبعاد

الطباعة الثلاثية الأبعاد, أو بإسم آخر التصنيع التجميعي, و التي هي تكنولوجية حديثة نسبيا و ذلك ليس لأنها إختراع جديد و حسب, بل لأنها غير معروفة لدى عامة الناس و خصوصا في عاملنا العربي بالرغم من الثورة التي سوف تحدثها قريبا. بكل بساطة, هذه التكنولوجية الآن حتى بدأت تعرف بين الناس و نتنشر في وسائل الإعلام و غيرها بشكل واسع.

أحد مؤسسي شركة 3D Systems, تشاك هال, اخترع نظام التجسيم في عام 1986, و الشركة إلى اليوم ظلت أحد اللاعبين الأساسيين في هذا السوق, بجانب Statasys و Z Crop.

حاليا الطابعات ثلاثية الأبعاد يمكن تشبيهها بأول حاسب شخصي PC تم إطلاقه في الأسواق و الذي هو ألتير و الذي كان بدائي جدا مقارنة بالوقت الحالي, لم يخطر على بال أحد في ذلك الوقت الطرق الهائلة التي سوف تؤثر به هذه الحواسب على حياتنا من جميع النواحي, فقط الناس الذين كانوا متحمسين بالفعل كانوا على دراية ما هو بانتظارنا, أمثال هؤلاء الناس, ستيف جوبز, بيل غيتس و لاري إليسن, بحيث كان لديهم الأفكار التي أعطت هذه التكنولوجية شعلة جعلتها تتوهج عالميا و هم جعلتهم من أغنى أغنياء العالم.

في بداية الثمانينات الحواسب الشخصية من الأبل و الأي بي كانت إم تقدر بحوالي 1000-1500 دولار و التي حاليا تساوي حوالي 2200-3000 دولار في تقديرات اليوم. إذا نظرنا إلى أسعار الطابعات ثلاثية الأبعاد, نرى على سبيل المثال إحدى الشركات الرائدة في هذا المجال (Ultimaker) و التي أسسها الهولندي أريك دي بروين منذ سنتين تقريبا فسعر الآلة الحالي لديهم حوالي 1600 دولار أي أقل من سعر الحاسب الشخصي في الثمانينات, و قد نوه المؤسس الهولندي أنهم يبيعون آلاف الطابعات حاليا و هو شيء مذهل بالفعل كم من الناس يريدون الحصول على هذه التكنولوجية.

الجدير للذكر أنه أصبحت اليوم مصادر غير محدودة للتمعن في هذه التكنولوجية و هناك شبكات مفتوحة عدة للمشاركة و التطوع بالمعلومات بحيث لمن لديه الهواية في هذا المجال يمكنه تركيب طابعته بنفسه. هذا من عدا البرامج المتاحة حاليا لعمل التصاميم ثلاثية الأبعاد و التي يتوفر منها العديد مجانا.

هذه المصادر و الشبكات المجانية تساعد على تطوير هذه التكنولوجية بشكل سريع جدا, من ناحية إنشاء نماذج جديدة, زيادة دقة الطباعة و أنواع المواد الأولية المستخدمة. ففي حين أن أحد ما في مقدونيا قد يقوم بتطوير البرنامج, في الوقت نفسه شخص آخر في مومباي يقوم بعمل إضافات فيزيائية على الرأس القاذف للطابعة و شخص آخر في سنغافوره يحمل فيديوهات تعليمية على اليوتيوب تعلمك كيف تركب الطابعة بنفسك. بل و هناك مجموعات في المدن الكبرى تحديدا مثل لندن تلتقي بشكل مستمر و إحدى تلك المجموعات هي London Hackerspace على سبيل المثال.

التطوير التطوعي المفتوح للطابعات الثلاثية الأبعاد بدأ في 2009, قبل ذلك, هذه التكنولوجية كانت محمية أي محتكرة من قبل الشركات الكبرى في هذا المجال مع وجود حافز صغير جدا للمشاركة بها, و لكن هذا قد تغير جذريا.

أغلب الطابعات الموجودة في الأسواق حاليا تستخدم طريقة التصنيع و التي يتم فيها وضع طبقات فوق بعضها, طبقة تلو الأخرى حتى يتم تعمير و تشكيل الشكل النهائي المطلوب. و هذا يبدأ ببرنامج تم تطويره من قبل Stratasys و الذي يقوم بمعالجة الملفات ذات نطاق .stl أو الملف التجسيمي stereolithography file بحيث يتم تقسيم التصميم إلى طبقات و يتم تحويل الصور الثلاثية الأبعاد إلى قالب رقمي يتكون من عدة طبقات رقيقة أفقية. بعض الطابعات يمكنها استخدام مادتين مختلفتين في الطباعة, الأولى تستخدم في طباعة الشكل و الأخرى عبارة عن مادة داعمة يمكن التخلص منها و وظيفتها هي الفصل بين الأجزاء المختلفة للشكل المطبوع مما يتيح المجال لطباعة جهاز بأكمله مرة واحدة دون الحاجة إلى طباعة أجزاء مختلفة و من ثم تركيبها.

هذه العملية تدعى بقذف الFDM و التي هي اختصار ل fused deposition modelling أي التشكيل من الترسيب المنصهر. يتم تغذية الطابعة بعبارة عن نوع خاص من البلاستيك و التي يمر بالرأس القاذف للطابعة و الذي بدوره يعمل بشكل أوتوماتيكي بحيث يشغل و يقف تدفق المادة الأولوية بنفسه في حين أنه يتحرك بشكل منتظم.

بعض الطابعات الأخرى يقوم الرأس القاذف بقذف مادة لاصقة تقوم بلصق حبيبات صغيرة كالبودرة و تجمعها حتى تقوم بتشكيل المجسم على شكل طبقات.

تقرير من مجلة تايم

أحمد الآغا – تصميم ويب

المصادر:

ويكيبيديا http://en.wikipedia.org/wiki/Altair_8800

كتاب 3D Printers – The Next Technology Goldrush (Cristopher Winnan)

مجلة تايم