كيف يعمل 3D Printing؟

صورة مسدس غراء ساخن يتم التحكم فيه آليًا باستخدام الروبوت بدلاً من الغراء ، ولديك أساسيات طابعة ثلاثية الأبعاد. يتم تغذية خيوط البلاستيك في رأس الطباعة ، والتي يتم تسخينها لإذابة المواد. يتحرك رأس الطباعة بدقة متناهية في ثلاثة أبعاد ويسقط خطوط البلاستيك على السرير المطبوع - الجدول الذي تطبع عليه. تقوم الطابعة بذلك مرارًا وتكرارًا ، مما يؤدي إلى تكوين طبقات من البلاستيك حتى تشكل جزءًا ثلاثي الأبعاد.

كل شيء يبدأ مع نماذج ثلاثية الأبعاد

كل كائن مطبوع على طابعة ثلاثية الأبعاد يبدأ بنموذج ثلاثي الأبعاد. يتم إجراؤها عادة في برنامج CAD المصمم للعمل على نماذج ثلاثية الأبعاد في العالم الحقيقي ، مثل TinkerCAD أو Fusion360 أو Sketchup. يختلف هذا قليلاً عن كيفية عمل النماذج ثلاثية الأبعاد للأفلام أو الألعاب ، على الرغم من أنك بالتأكيد تستطيع طباعة أرقام مفصلة جدًا من برامج النمذجة ثلاثية الأبعاد التقليدية.

إحدى فوائد الطابعة ثلاثية الأبعاد هي إمكانية طباعة أي شيء تقريبًا. تتسم بعض الموديلات بالتعقيد الشديد بحيث يتعذر صنعها باستخدام تقنيات التصنيع التقليدية مثل التشكيل أو التوجيه باستخدام الحاسب الآلي ، وهذا هو المكان الذي تأخذ فيه الطابعات ثلاثية الأبعاد زمامًا واضحًا. ومع ذلك ، فهي لا تستخدم فقط لصنع أشكال هندسية خيالية ، لأنه عادة ما يكون أرخص بكثير بالنسبة لقسم البحث والتطوير في المصنع الكبير لطباعة نموذج واحد في البلاستيك بدلا من التلاعب في المصنع بأكمله لجعل الجزء الفعلي. وهذا ما يسمى بالنماذج الأولية ، مما يجعل المسودة الأولية للمساعدة في اختبار النسخة النهائية دون إضاعة الوقت والمواد الثمينة.

تشريح النموذج للطباعة

نظرًا لأن الطابعة لا تفهم كيفية التقاط شبكة ثلاثية الأبعاد معقدة وتحويلها إلى نموذج مطبوع ، فيجب فك ترميز النموذج الثلاثي الأبعاد في معلومات تفهمها الطابعة. وتسمى هذه العملية تقطيع الشرائح نظرًا لأنها تأخذ فحوصات من كل طبقة من النموذج وتوضح للطابعة كيفية تحريك رأس الطباعة لإنشاء كل طبقة بدورها. يتم ذلك بمساعدة جهاز تقطيع اللحم ، وهو برنامج يتعامل مع كل هذا من أجلك ، مثل CraftWare أو Astroprint.

سوف تتعامل آلة تقطيع اللحم مع "ملء" النموذج ، فتنشئ بنية شبكية داخل نموذج صلب لتمنحه ثباتًا إضافيًا. هذا هو أحد المجالات التي تلمع فيها الطابعات ثلاثية الأبعاد - يمكنها طباعة مواد قوية جدًا ذات كثافة منخفضة جدًا ، من خلال إنشاء جيوب هوائية بشكل استراتيجي داخل النموذج وجعله أخف كثيرًا.

شيء آخر مقابض القطاعة هو دعم الأعمدة. نظرًا لأن الطابعة لا تستطيع وضع البلاستيك على الهواء الرقيق ، فيجب إنشاء أعمدة دعم للسماح للطابعة بتقريب الفجوة. هذه قابلة للإزالة ولكنها تستخدم في عملية الطباعة لضمان عدم انهيارها.

بمجرد الانتهاء من عملية تقطيع الشرائح ، سترسل البيانات إلى الطابعة ثلاثية الأبعاد لبدء عملية الطباعة.

الانتظار لفترة طويلة

بمجرد بدء تشغيل الطابعة ، ستلاحظ المشكلة الرئيسية مع الطباعة ثلاثية الأبعاد اليوم: إنها بطيئة بشكل مروع. بينما يمكن لطابعة ثنائية الأبعاد طباعة كتاب كامل في بضع دقائق ، فإن معظم المطبوعات ثلاثية الأبعاد تستغرق عدة ساعات ، إن لم يكن أيامًا ، لإنهاء الطباعة. وإذا أخطأت الإعدادات ، أو قمت بتشكيلها بطريقة خاطئة ، أو قمت بتحطيمها قليلاً ، فقد تفقد الطباعة بأكملها.

هناك بعض التقنيات الأسرع التي تصنع البقع في الصناعة ، مثل Carbon M1 ، الذي يستخدم أشعة الليزر في سرير سائل ويسحب الطباعة منه ، مما يسرع العملية بشكل كبير. لكن هذه الأنواع من الطابعات أكثر تعقيدا بكثير ، وأكثر تكلفة بكثير ، وتعمل فقط مع البلاستيك حتى الآن.

لذلك يجب أن أشتري طابعة ثلاثية الأبعاد?

إذا كنت غير مهتم بالتصميم والطباعة ، فإنك لن تستبدل الطابعة ثنائية الأبعاد مملة في أي وقت قريب.

والطابعات التي يشتريها معظم المستهلكين عادة ما تكون مطبوعة بالبلاستيك ، على الرغم من وجود طابعات غريبة (ومكلفة) تستخدم في الصناعة يمكنها طباعة أي شيء تقريبا. حتى أن هناك طابعة ثلاثية الأبعاد يمكنها طباعة اللحم الاصطناعي. التكنولوجيا تتحرك بسرعة كبيرة ولها آثار هامة في العديد من الصناعات. بالتأكيد ، في يوم من الأيام ، ستتمكن من طباعة وجبات الطعام الذواقة من طابعة طعام صالحة للأكل ، ولكن حتى ذلك الحين يبقى الجهاز الهاوي والصناعي.

ومع ذلك ، مع انخفاض الأسعار طوال الوقت ، يمكن أن يكون هواية ممتعة - خاصة إذا كنت تبني أي شيء حيث يتم استخدام نماذج بلاستيكية صغيرة.

الاعتمادات صورة: كاكا Skokanova / Shutterstock