الطابعات ثلاثية الأبعاد (3D Printers)، والمعروفة أيضًا باسم الطابعات ثلاثية الأبعاد (3DP)، هي تقنية تقوم بتصنيع الأشياء ثلاثية الأبعاد عن طريق إضافة المواد طبقة تلو الأخرى بناءً على ملفات النماذج الرقمية. والمبدأ الأساسي هو وضع البيانات والمواد الخام في الطابعة ثلاثية الأبعاد، وتقوم الآلة بتصنيع المنتج طبقة تلو الأخرى وفقًا للبرنامج.
مبدأ الطابعة ثلاثية الأبعاد
يمكن تلخيص مبدأ الطباعة ثلاثية الأبعاد في "التصنيع الطبقي، طبقة تلو الأخرى". وتتضمن العملية المحددة الخطوات التالية:
النمذجة: استخدم برنامج التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) أو الماسح الضوئي ثلاثي الأبعاد لإنشاء أو الحصول على نموذج ثلاثي الأبعاد للكائن الذي سيتم طباعته.
التقطيع: تحويل النموذج ثلاثي الأبعاد إلى سلسلة من الشرائح ثنائية الأبعاد، حيث تمثل كل شريحة مقطعًا عرضيًا للكائن. وعادةً ما يتم إكمال هذه العملية باستخدام برنامج تقطيع متخصص.
التحويل المادي (الطباعة): تقوم الطابعة بقراءة بيانات الشريحة وطباعة كل شريحة طبقة تلو الأخرى باستخدام تقنيات ومواد مختلفة. تتضمن تقنيات الطباعة الشائعة نمذجة الترسيب المندمج (FDM)، والطباعة الضوئية المجسمة (SLA)، والتلبيد الانتقائي بالليزر (SLS)، وما إلى ذلك.
مرحلة ما بعد المعالجة: بعد الطباعة، قد تكون هناك حاجة إلى بعض عمليات ما بعد المعالجة، مثل إزالة الهياكل الداعمة، والطحن، والتلميع، والتلوين، وما إلى ذلك، للحصول على المنتج النهائي
وظائف وتطبيقات الطابعات ثلاثية الأبعاد
تتضمن الوظائف الرئيسية للطابعات ثلاثية الأبعاد ما يلي:
التصنيع المخصص حسب الطلب: من خلال التصميم الرقمي ومعدات الطباعة، يمكن تصنيع المنتجات ذات الأشكال والوظائف المختلفة مباشرة لتلبية الاحتياجات المتنوعة للمستهلكين
تصنيع الهياكل المعقدة: يمكنها طباعة أجزاء ذات هياكل معقدة، مما يقلل من تكاليف التصنيع ووقت المعالجة، وهو مناسب بشكل خاص لإنتاج الأجزاء المعقدة
الاستخدام الرشيد للموارد: إدخال المواد بدقة وفقًا للاحتياجات الفعلية للمنتج، وتقليل النفايات غير الضرورية، ولها أهمية إيجابية لحماية البيئة والتنمية المستدامة
مجالات تطبيق تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد
تُستخدم تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد على نطاق واسع في العديد من المجالات:
تصميم المجوهرات: يستخدم لصنع نماذج المجوهرات والمنتجات النهائية.
تصميم وتصنيع الأحذية: تستخدم لصنع نماذج الأحذية الأولية والمنتجات النهائية.
التصميم الصناعي: يستخدم لصنع نماذج أولية للمنتجات ونماذج الاختبار الوظيفية.
التصميم المعماري: يستخدم لصنع النماذج والمكونات المعمارية.
التصميم الهندسي والبناء: يستخدم لصنع النماذج والمكونات الهندسية.
تصميم وتصنيع السيارات: يستخدم في تصنيع أجزاء السيارات والنماذج الأولية.
صناعة الطيران والفضاء: تستخدم في صناعة أجزاء ومكونات الطائرات.
المجال الطبي: يستخدم لصنع النماذج الطبية والأطراف الصناعية والغرسات وما إلى ذلك.