التقنيات الرئيسية في طباعة ثلاثية الأبعاد

كغيرها من التقنيات الحديثة، تعتمد الطباعة الثلاثية الابعاد على مجموعة من التقنيات المتطورة لمساعدتها على العمل على أكمل وجه، ما هي هذ التقنيات تابع المقال الآتي للتعرف على ذلك.

أبرز تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد

تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد هي مجموعة من العمليات التكنولوجية التي تسمح بإنشاء أجسام ثلاثية الأبعاد بواسطة إضافة المواد طبقة فوق طبقة. فيما يلي لمحة عن بعض الأساليب الرئيسية المستخدمة في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد:

النمذجة بالترسيب المنصهر

تُعتبر تقنية FDM من أكثر تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد شيوعًا وسهولة، خاصة في الاستخدامات المنزلية والتعليمية. تعتمد هذه التقنية على تغذية الطابعة بخيوط حرارية (Filament) من مادة بلاستيكية، يتم تسخينها حتى تنصهر، ثم تُدفع عبر فوهة دقيقة تتحرك حسب النموذج المطلوب، وتُرسّب المادة المصهورة طبقة تلو الأخرى حتى يتكوّن الشكل النهائي.

المواد المستخدمة:

• PLA (حمض البوللاكتيك): سهل الاستخدام وصديق للبيئة.
• ABS (أكريلونتريل بوتادين ستايرين): أكثر صلابة ومقاومة للحرارة.
• PETG، TPU (مرن)، وغيرها.

المزايا:

• تكلفة منخفضة للطابعات والمواد.
• مناسب للتعليم والهواية والنماذج الأولية.
• سهولة الاستخدام والدعم المجتمعي الواسع.

العيوب:

• جودة السطح أقل مقارنة بتقنيات أخرى.
• محدودية التفاصيل الدقيقة.
• احتمال حدوث تشققات أو التواءات في الطباعة إذا لم تُضبط الإعدادات جيدًا.

الاستخدامات العملية:

• نماذج أولية للمنتجات.
• أدوات تعليمية ومجسمات.
• حاملات إلكترونيات وأجزاء ميكانيكية بسيطة.

الطباعة باستخدام الراتنج والليزر

تُعد SLA من أوائل تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد التي طُوّرت، وتتميز بدقتها العالية وسطحها الأملس. تستخدم هذه التقنية حوضًا مملوءًا بالراتنج السائل، ويتم تسليط شعاع ليزر فوق بنفسجي على نقاط معينة من السطح حسب التصميم الرقمي، مما يؤدي إلى تصليب المادة بشكل دقيق، طبقة فوق طبقة.

المواد المستخدمة:

• راتنجات فوتوبوليمر تتفاعل مع الضوء.
• أنواع راتنج خاصة للأسنان، والمجوهرات، والطب.

المزايا:

• دقة طباعة عالية جدًا.
• سطح ناعم وخالٍ من العيوب.
• مناسب للتصاميم المعقدة والتفاصيل الصغيرة.

العيوب:

• تكلفة أعلى من FDM.
• المواد المستخدمة أكثر حساسية وتتطلب التعامل الدقيق.
• يحتاج النماذج إلى تنظيف ومعالجة لاحقة بالأشعة فوق البنفسجية.

الاستخدامات العملية:

• مجسمات الأسنان والتيجان.
• قوالب المجوهرات.
• أجزاء ميكانيكية دقيقة واختبارية.

التلبيد الانتقائي بالليزر
تستخدم SLS مسحوقًا ناعمًا من مواد مثل النايلون أو مواد مركبة، ويتم تسليط ليزر قوي على المسحوق وفقًا لتصميم النموذج الرقمي. يقوم الليزر بإذابة أو تلبيد الجزيئات معًا، مما يُشكّل طبقة صلبة. يتم بعد ذلك إنزال المنصة، ووضع طبقة جديدة من المسحوق، وتتكرر العملية.

المواد المستخدمة:

• نايلون (PA12)
• مواد مركبة (مقواة بالألياف الزجاجية أو الكربونية)
• معادن في النسخ الصناعية المتقدمة (DMLS و SLM)

المزايا:

• لا تحتاج إلى دعامات لأن المسحوق المحيط يدعم الهيكل.
• متانة عالية وقوة ميكانيكية.
• إمكانية طباعة أشكال معقدة جدًا.

العيوب:

• معدات مكلفة وتتطلب بيئة صناعية.
• تحتاج إلى خطوات تنظيف وفصل الأجزاء من المسحوق.
• محدودية في ألوان المنتج النهائي.

الاستخدامات العملية:

• قطع غيار صناعية في السيارات والطائرات.
• معدات طبية مخصصة.
• نماذج هندسية شديدة التعقيد.

تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد تعد تكنولوجيا مبتكرة تحدث ثورة في عدة صناعات. بفضل قدرتها على إنتاج أشكال معقدة ودقيقة، فإنها تستخدم بشكل متزايد في التصميم والإنتاج والطب.