طابعات ثلاثية الأبعاد جديدة

أنواع طابعات ثلاثية الأبعاد

يمكن تقسيم تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد الجديدة إلى فئات مختلفة بناءً على نوع المواد المستخدمة في الطباعة والعملية التي تستخدمها. أنواع الطابعات ثلاثية الأبعاد الأكثر شيوعًا هي:

• FDM (نمذجة الترسيب المُذاب): تُعد تقنية FDM من أشهر تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد الجديدة نظرًا لكونها بأسعار معقولة وسهولة الاستخدام. تستخدم FDM خيوطًا حرارية بلاستيكية تُذاب وتُخرج عبر فوهة الطبقة تلو الأخرى لإنشاء جسم ثلاثي الأبعاد. بعض الخيوط المستخدمة في طباعة FDM تشمل PLA و ABS و PETG و النايلون و TPU. يستخدم المصممون والمبتدئون الذين يرغبون في إنشاء نماذج أولية أو نماذج ثلاثية الأبعاد لأغراض تعليمية طابعات FDM في الغالب.
• SLA (التصوير الضوئي): تستخدم طابعات SLA شعاعًا ليزريًا لعلاج وتصلب راتينج حساس للضوء. ينتج هذا النوع من الطابعات نماذج تفصيلية للغاية ودقيقة، ولهذا السبب غالبًا ما يُستخدم لعمل نماذج مجوهرات وقوالب أسنان وأجزاء هندسية. ومع ذلك، فإن طابعات SLA أغلى ثمنًا من طابعات FDM.
• DIW (الكتابة الرقمية بالحبر): تستخدم طابعات DIW موزعًا للحبر دقيقًا مُوجهًا يعمل آليًا يتحرك في اتجاهي X و Y. يسمح هذا الطابعة بطباعة دقيقة للمواد اللزجة مثل الأحبار الحيوية والطين والسليكون، مما يوفر خيارات طباعة مواد ذات لزوجة أعلى. تُستخدم تقنية DIW بشكل كبير في إنشاء هياكل لصناعة الطيران والطباعة الحيوية في القطاع الطبي.
• طباعة الرابطة: في هذا النوع من الطباعة ثلاثية الأبعاد، يتم ترسيب سائل ربط على مادة مسحوقية، ويُستخدم الليزر لصهر المادة لإنشاء جسم صلب. تستخدم طباعة الرابطة مواد مسحوقية من معادن ورمل وخزف. تعتبر هذه تقنية الطباعة أسرع من غيرها ويمكنها إنشاء أجزاء كبيرة. ومع ذلك، فإن عملية طباعة الرابطة لا تحقق دقة عالية وتحملًا عالًا مقارنة بـ SLA.
• طباعة المواد: تستخدم هذه الأنواع من آلات الطباعة ثلاثية الأبعاد فوهات متعددة لرش وتصلب طبقة من فوتوبوليمر سائل طبقة تلو الأخرى. مثل طباعة الرابطة، تُنشئ هذه تقنية الطباعة نماذج مفصلة للغاية، لكنها أكثر ملاءمة لإنشاء نماذج تشبه المطاط.

الوظائف والميزات

ستختلف ميزات طابعة ثلاثية الأبعاد جديدة اعتمادًا على الموديل والعلامة التجارية والتكنولوجيا المستخدمة في الطباعة. بشكل عام، ستكون الميزات التالية شائعة في معظم الطابعات:

• الاتصال

  ستأتي الطابعات الجديدة مع خيارات اتصال بحيث يمكن توصيلها بأجهزة الكمبيوتر أو الهواتف. تشمل هذه المنافذ USB و Wi-Fi و Ethernet (الشبكة السلكية). بعض الطابعات لديها شاشة تعمل باللمس تسهل ضبط الطابعة واختيار خيارات الطباعة.

• حجم البناء

  حجم البناء هو الحد الأقصى لحجم النموذج الذي يمكن طباعته. سيختلف ذلك اعتمادًا على نوع الطابعة. تقدم الطابعات الجديدة أحجام بناء كبيرة لاستيعاب نماذج أكبر.

• دقة الطبقة

  دقة الطبقة هي أصغر سمك لكل طبقة في نموذج ثلاثي الأبعاد. تقدم الطابعات الجديدة طابعات عالية الجودة بدقة طبقة ضئيلة.

• كشف الخيوط والتسطيح التلقائي

  يمكن لطابعات تحتوي على أجهزة استشعار كشف الخيوط اكتشاف نفاد المادة أو انسدادها. لديهم أيضًا ميزات تسطيح تلقائي تضمن تسطيح سرير الطباعة لضمان دقة الطباعة. بعض الطابعات لديها أيضًا أجهزة استشعار تعمل باللمس لتحسين موثوقية الطباعة.

• التحكم في السرعة ودرجة الحرارة

  يمكن أن تؤثر سرعة الطباعة على جودة الجزء المطبوع. تحتوي الطابعات الجديدة على سرعة طباعة قابلة للتعديل لأنماط الطباعة المختلفة. أيضًا، تلعب درجة الحرارة دورًا مهمًا في عملية الطباعة. تأتي معظم الطابعات مع نظام تحكم في درجة الحرارة يضمن الحفاظ على درجات الحرارة الصحيحة طوال عملية الطباعة.

• مدمجة وصديقة للبيئة

  يمكن للطابعات أن تشغل مساحة كبيرة اعتمادًا على الموديل. تُصنع الطابعات الجديدة أصغر حجمًا دون المساس بكفاءتها. أيضًا، تُصنع الموديلات الجديدة أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة للمساعدة في تقليل استهلاك الطاقة أثناء الطباعة.

• مادة متنوعة

  يمكن للطابعات الجديدة الطباعة باستخدام أنواع مختلفة من الخيوط أو الراتنجات. يشمل ذلك أنواع الخيوط مثل ABS و PLA و PETG و النايلون وخيوط مرنة. يمكن للطابعات التي تستخدم الراتنج الطباعة باستخدام راتينج مُصلب بالضوء ذو خصائص مختلفة. يتيح نطاق المواد الواسع المرونة في التصميم بحيث يمكن إنشاء نماذج أولية وظيفية.

• تقنيات طباعة متعددة

  يمكن العثور على تقنيات طباعة مختلفة في الطابعات الجديدة. تشمل هذه FDM و SLA و SLS و DLP و طباعة الليزر، من بين أمور أخرى. يمكن للنماذج التي تحتوي على رؤوس بث مزدوجة الطباعة بمادتين أو لونين في وقت واحد.

تطبيقات طابعات ثلاثية الأبعاد الجديدة

تتمتع طابعة ثلاثية الأبعاد جديدة بمجموعة واسعة من التطبيقات في مختلف الصناعات. إليك تفصيل لبعض التطبيقات من مختلف الصناعات:

• صناعة السيارات: لقد سهّل إدخال طابعات ثلاثية الأبعاد تصنيع النماذج الأولية لاختبار أجزاء مختلفة قبل الإنتاج على نطاق واسع. يمكن استخدام طابعة ثلاثية الأبعاد جديدة لتصنيع أدوات متينة ستساعد في الإنتاج الضخم لأجزاء السيارات. أيضًا، تستخدم ورش إصلاح السيارات طابعات ثلاثية الأبعاد لإنتاج قطع غيار يصعب العثور عليها.
• صناعة الطيران: تُستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد على نطاق واسع في صناعة الطيران لعمل نماذج أولية خفيفة الوزن لأجزاء الطائرات. أيضًا، يستخدم مصنعو الطائرات الطباعة ثلاثية الأبعاد لعمل أدوات معقدة لتجميع أجزاء مختلفة من الطائرة. تُعرف طابعات ثلاثية الأبعاد للفضاء التي تم إدخالها مؤخرًا بدقتها وتُستخدم لتصنيع أجزاء تحتاج إلى تلبية معايير تنظيمية صارمة.
• التطبيقات الطبية: يعتمد القطاع الطبي بشكل كبير على الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنتاج أطراف صناعية وزراعات مخصصة. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم أطباء الأسنان الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنتاج تقويمات الأسنان وأطقم الأسنان المصممة خصيصًا لتلبية الاحتياجات المحددة للمرضى المختلفين. يستخدم الجراحون نماذج ثلاثية الأبعاد مطبوعة للأعضاء لممارسة جراحات معقدة قبل إجراء العمليات على المرضى الفعليين.
• منتجات المستهلك: لقد سهّل إدخال تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد تصنيع منتجات المستهلك المخصصة. أيضًا، يمكن لمصنعي المنتجات إنشاء نماذج أولية سريعة لتحسين تصميم المنتج قبل الإنتاج الضخم. يستخدم بعض الهواة طابعات ثلاثية الأبعاد هواية لطباعة منتجات مفيدة مختلفة وإضافة لمسة شخصية لمنازلهم.
• التعليم: تُستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد على نطاق واسع في فصول المدارس والكليات لعمل نماذج تعزز التعلم في مواد مثل العلوم والرياضيات والهندسة. أيضًا، يستخدم طلاب الفنون الطباعة ثلاثية الأبعاد لجلب أفكارهم الإبداعية إلى العالم المادي.
• صناعة العمارة: تُحدث الطباعة ثلاثية الأبعاد ثورة في صناعة العمارة. يستخدم البناة طابعات ثلاثية الأبعاد لإنشاء نماذج مصغرة للمباني لتخيل الهيكل النهائي قبل البناء الفعلي. أيضًا، يستخدم المهندسون المعماريون الطباعة ثلاثية الأبعاد لإضفاء الحياة على تصاميمهم، مما يجعل العروض التقديمية للعملاء أسهل.

كيفية اختيار طابعات ثلاثية الأبعاد جديدة

في سوق مليء بأنماط الطابعات المختلفة، قد يصبح اختيار الطابعة المناسبة مهمة شاقة. ومع ذلك، يجب على المرء مراجعة بعض الجوانب قبل إجراء عملية الشراء.

• الغرض: الخطوة الأولى هي تحديد الاحتياجات والمتطلبات التي ستلبيها الطابعة. سيسهل معرفة الغرض من عملية اختيار نماذج الطابعة بشكل كبير.
• الميزانية: بالإضافة إلى تكلفة الطابعة، ضع في الاعتبار أيضًا النفقات الأخرى مثل خيوط المواد وصيانة الطابعة والترقيات الجديدة. اختر نموذجًا يلبي جميع متطلبات الميزانية.
• الحجم: تأتي طابعات ثلاثية الأبعاد جديدة بأحجام وأشكال مختلفة. يجب مراعاة المساحة الفعلية للنموذج وحجم البناء قبل إجراء عملية الشراء. يمكن أن يساعد اختيار طابعة Prusa Mini 3D بدلاً من نموذج Prusa MK3S في توفير المساحة. ومع ذلك، إذا كان للنموذج حجم بناء كبير، فقد يشغل مساحة أكبر.
• أنواع المواد: تُعد نماذج الطابعات التي تستخدم خيوط PLA و PETG أكثر شيوعًا وسهولة في الاستخدام. ومع ذلك، أثناء اختيار طابعة، يجب مراعاة نوع المادة التي تعمل عليها. تأكد من أن الطابعة يمكنها العمل مع المادة المطلوبة.
• الدقة: على الرغم من أن كل طابعة ثلاثية الأبعاد جديدة تقدم خيارات دقة مختلفة، إلا أن جميعها لها مواصفات دقة دنيا وعليا. تأكد من اختيار واحد يناسب غرض الطابعة.
• سهولة الاستخدام: من المهم تسليط الضوء على احتياجات البرامج والأجهزة للطابعة قبل إجراء عملية الشراء. النماذج التي توفر مزيدًا من الدعم، مثل واجهات بديهية وخدمة عملاء جيدة، أكثر شعبية بين المشترين.
• المجتمع: من المهم اختيار نموذج طابعة ثلاثية الأبعاد لديه قاعدة مجتمعية كبيرة. تعني مجموعة كبيرة من المستخدمين مزيدًا من المعلومات، مثل أدلة استكشاف الأخطاء وإصلاحها ونصائح لتحسين الطابعة. يُعد انتشار النموذج مؤشرًا أيضًا على دعم مجتمعه.
• آلية التلاعب: من المهم اختيار طابعة ذات نظام بث ورأس طباعة فعال وكفء. تأتي طابعات ثلاثية الأبعاد جديدة برأس طباعة واحد ومتعدد وحتى متحرك. يمكن أن يساعد فهم كل نوع في اختيار الطابعة المناسبة للاحتياجات المحددة.

أسئلة وأجوبة

س1. ما هي المواد التي يمكن أن تستخدمها طابعات ثلاثية الأبعاد؟

ج1. يعتمد ذلك على نوع الجهاز. تستخدم موديلات FDM في الغالب خيوطًا بلاستيكية مثل PLA و PETG. تستخدم طابعات SLA راتينج سائل، بينما تعمل طابعات الليزر SLA مع بعض بوليمرات الأشعة فوق البنفسجية القابلة للشفاء بالليزر.

س2. ما هي أنواع الطباعة ثلاثية الأبعاد الأكثر شيوعًا؟

ج2. FDM و SLA هما الطريقتان الأكثر شيوعًا. تستخدم نمذجة الترسيب المُذاب (FDM) عملية بث الخيوط، بينما تستخدم التصوير الضوئي (SLA) عملية علاج الراتينج بالأشعة فوق البنفسجية.

س3. كيف يمكن للمستخدمين تقطيع نموذج للطباعة ثلاثية الأبعاد؟

ج3. لإعداد نموذج للطباعة، يحتاج المستخدمون إلى "تقطيعه". يشير هذا إلى عملية تحويل نموذج ثلاثي الأبعاد إلى تعليمات G-code. للقيام بذلك، يجب عليهم استيراد النموذج إلى برنامج تقطيع، وتعديل أي إعدادات طباعة، ثم إنشاء G-code.

س4. ما هي بعض التطبيقات الشائعة للطباعة ثلاثية الأبعاد؟

ج4. للطباعة ثلاثية الأبعاد مجموعة واسعة من التطبيقات. تستخدمها الصناعات لإنشاء نماذج أولية سريعة، ويصنع المصنعون أدوات إنتاج مخصصة، ويصمم المصممون أعمال فنية فريدة. يستخدم المهندسون أيضًا للقيام باختبارات وظيفية لأجزائهم قبل الإنتاج الضخم.

س5. كيف تعمل طابعة ثلاثية الأبعاد؟

ج5. على الرغم من أن التشغيل يعتمد على الموديل، بشكل عام، فإنه يطبق مادة لإنشاء جزء من ملف رقمي. يفعل ذلك عن طريق ترسيب راتينج سائل أو بث خيوط بلاستيكية طبقة تلو الأخرى لبناء التصميم ثلاثي الأبعاد المحدد في ملف CAD.