الطباعة ثلاثية الأبعاد: خطواتها،إيجابياتها،سلبياتها

 الطباعة ثلاثية الأبعاد 

تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد هي عملية تصنيع تسمح بإنشاء أشياء ثلاثية الأبعاد بوضوح وتفصيل. يتم ذلك عن طريق تراكم طبقات من المواد، مثل البلاستيك أو المعادن، بناءً على نموذج رقمي ثلاثي الأبعاد. تجمع هذه التقنية بين الدقة والكفاءة، مما يتيح إنتاج مجموعة واسعة من الأشكال والتصاميم للإستخدام في مجالات مثل الطب، والهندسة، والفن و غيرها من المجالات.

خطوات الطباعة ثلاثية الأبعاد تشمل:

- نموذج ثلاثي الأبعاد (3D Model):

نموذج ثلاثي الأبعاد هو تمثيل رقمي لكائن ثلاثي الأبعاد. يتم إنشاء هذا النموذج باستخدام برامج تصميم ثلاثية الأبعاد مثل AutoCAD أو Blender. يحتوي النموذج على معلومات حول هيكل وتفاصيل الكائن، ويمكن استخدامه كمرجع لعملية الطباعة ثلاثية الأبعاد. يكون النموذج قاعدة لتقسيم الكائن إلى طبقات رقيقة خلال عملية الطباعة، مما يسهل على الطابعة تحقيق التفاصيل بدقة.

- تحضير الملف (Slicing):

تحضير الملف في عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد يشمل مرحلة تسمى "التقطيع" أو "Slicing". هذه الخطوة تشمل:

• اختيار برنامج التحضير (Slicing Software): يتم استخدام برامج مخصصة مثل Cura أو PrusaSlicer لتحويل نموذج ثلاثي الأبعاد إلى ملف يحتوي على تعليمات محددة للطابعة.
• تحديد إعدادات الطباعة: يقوم المستخدم بتحديد مجموعة من الإعدادات مثل درجة حرارة المواد، وسرعة الطباعة، ودقة الطباعة، وغيرها، وفقاً لمتطلبات النموذج ونوع المواد.
• تحديد دقة الطباعة (Layer Height): يتم اختيار سمك كل طبقة تُطبع، وهو يؤثر على جودة الناتج ووقت الطباعة.
• تحديد هياكل الدعم (Support Structures): في حال الحاجة، يمكن تضمين هياكل الدعم لدعم أجزاء النموذج التي تتعلق في الهواء أثناء الطباعة.
• تحديد نوع المواد: يتم تحديد نوع المواد المستخدمة في الطباعة، مثل البلاستيك أو المعدن، وفقًا لاحتياجات النموذج.
• حفظ الملف المستعد: بعد تحديد جميع الإعدادات، يقوم المستخدم بحفظ ملف الـSlicing، والذي يكون جاهزًا للتحميل في الطابعة ثلاثية الأبعاد.

-  اختيار المواد المناسبة للطباعة بشكل صحيح

اختيار المواد المناسبة للطباعة ثلاثية الأبعاد يعتمد على نوع النموذج واستخداماته المتوقعة : 

• نوع المواد: تتوفر مواد متنوعة مثل PLA، ABS، PETG، والمعادن مثل PLA المعدني أو ABS المعدني. يختار المواد استنادًا إلى خصائصها الميكانيكية والجودة.
• خصائص المواد: يجب مراعاة خصائص المواد مثل قوة التحمل، مقاومة الحرارة، الشفافية، أو المرونة وفقًا لمتطلبات النموذج.
• سمك الطباعة: بعض المواد تتطلب درجات حرارة معينة لضمان تماسك الطبقات، لذا يجب مراعاة سمك الطباعة وقابليتها للإنصهار.
• الألوان والمظهر: اعتمادًا على الطلب، يمكن اختيار المواد بناءً على الألوان المتاحة والمظهر النهائي، مثل اللمعان أو الخشونة.
• توافق الطابعة: يجب التحقق من مدى توافق المواد مع نوع الطابعة ثلاثية الأبعاد المستخدمة، حيث يمكن أن تكون بعض المواد غير مناسبة لبعض النماذج.

-  تحميل ملف الطباعة في الطابعة ثلاثية الأبعاد

لتحميل ملف الطباعة في الطابعة ثلاثية الأبعاد، يمكن اتباع الخطوات التالية:

• انتقال الملف: قم بنقل ملف الطباعة الذي قمت بتحضيره (ملف G-code) إلى جهاز تخزين قابل للفصل مثل بطاقة SD أو فلاشة USB.
• توصيل الوسيلة: قم بتوصيل جهاز التخزين بالطابعة ثلاثية الأبعاد. يمكن ذلك عن طريق إدخال بطاقة SD في فتحة القراءة أو توصيل فلاشة USB في منفذ مناسب.
• اختيار الملف: في واجهة التحكم للطابعة، ابحث عن قائمة "تحميل الملف" أو شيء مماثل. اختر ملف الـG-code الذي قمت بنقله.
• بدء الطباعة: بعد اختيار الملف، قم بتأكيد العملية وابدأ الطباعة. ستقوم الطابعة بقراءة الملف وتنفيذ عملية الطباعة وفقًا للتعليمات الموجودة في ملف الـG-code.

 - إزالة الدعامات (إذا كانت مطلوبة):

بعد انتهاء عملية الطباعة، إذا كان هناك دعامات تم استخدامها لدعم الأجزاء الهشة أو البنية العميقة، يمكن اتباع هذه الخطوات لإزالتها:

• تبريد النموذج: انتظر حتى يبرد النموذج بشكل كامل، لضمان صلابته وتجنب التشوه.
• تحديد الدعامات: قم بتحديد مواقع الدعامات على النموذج. تكون الدعامات عادة موجودة في المناطق التي تحتاج إلى دعم إضافي أثناء الطباعة.
• استخدام أدوات الإزالة: استخدم أدوات خاصة بالإزالة مثل المشرط أو قطعة صغيرة من الرمان لإزالة الدعامات بحذر.
• التنظيف: بعد إزالة الدعامات، قد تحتاج إلى تنظيف النموذج باستخدام فرشاة صغيرة أو هواء مضغوط لإزالة أي بقايا أو ذرات صغيرة.
• فحص النهائي: قم بفحص النموذج للتأكد من أن جميع الدعامات تم إزالتها بشكل صحيح وأن النموذج جاهز للإستخدام أو التجميع إذا كان ذلك ضروريًا.

- التشطيب والتجميع (إذا لزم الأمر):

بعد الإنتهاء من عملية الطباعة وإزالة الدعامات، قد تحتاج إلى عمليات التشطيب والتجميع إذا كانت مطلوبة. إليك بعض الخطوات:

• تنعيم السطح: استخدم ورق صنفرة خفيف لتنعيم أية حواف خشنة أو طبقات بارزة على النموذج.
• تطبيق المواد التشطيبية: اعتمادًا على نوع المواد المستخدمة والمظهر المطلوب، يمكنك استخدام مواد تشطيب مثل الملمعات أو الدهانات الخاصة بالطباعة ثلاثية الأبعاد لتحسين المظهر.

• التلميع: إذا كنت ترغب في الحصول على سطح لامع، يمكن استخدام مواد التلميع مثل المركبات اللامعة.
• التجميع: في حالة النماذج المكونة من أجزاء متعددة، قم بتجميعها بناءً على تصميم النموذج باستخدام اللاصقات أو البراغي إذا كان ذلك ضروريًا.
• فحص النهائي: قم بفحص النموذج لضمان جودة التشطيب والتجميع. تأكد من أن كل الأجزاء محكمة الإتصال وأن المظهر النهائي يلبي توقعاتك.

ثروة في عمليات التصنيع 

 لقد أثرت تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد بشكل كبير على عمليات التصنيع وأفرزت ثروة من الفوائد. إليك بعض الجوانب التي تظهر كثرة الفوائد:

*تسريع التطوير والتصميم: تمكن الطباعة ثلاثية الأبعاد المصنعين من إنتاج نماذج إختبارية بسرعة، مما يسهم في تسريع عمليات التصميم والتطوير.

*تقليل التكاليف: يمكن استخدام مواد طباعة ثلاثية الأبعاد بكفاءة، مما يقلل من الفاقد ويقلل التكاليف المرتبطة بالمواد.

*تخصيص الإنتاج: تمكن الطباعة ثلاثية الأبعاد من إنتاج قطع مخصصة وفريدة بسهولة، مما يلبي احتياجات العملاء بشكل أفضل.

*تقليل الفاقد: بفضل طريقة التصنيع بالتراكم، يمكن تقليل كميات الفاقد بشكل كبير مقارنة ببعض تقنيات التصنيع الأخرى.

*تمكين التصنيع في المكان: يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد تحسين فعالية سلسلة التوريد وتقليل الحاجة إلى التخزين الضخم من خلال إمكانية إنتاج القطع عند الطلب.

*ابتكار التصميم: تمكن الطباعة ثلاثية الأبعاد من تحقيق تصاميم و هياكل معقدة يصعب أو يكون من المستحيل تحقيقها بوسائل تصنيع تقليدية.

سلبيات الطباعة ثلاثية الأبعاد 

بالرغم من الفوائد الكبيرة للطباعة ثلاثية الأبعاد، إلا أنها تواجه بعض السلبيات التي تشمل:

*تكلفة الطابعات والمواد: يمكن أن تكون الطابعات ثلاثية الأبعاد والمواد المستخدمة في الطباعة مكلفة، خاصةً بالنسبة للطابعات ذات الجودة العالية والمواد المتقدمة.

*وقت الطباعة: يمكن أن تكون عمليات الطباعة ثلاثية الأبعاد طويلة، خاصة عند الطباعة للنماذج ذات الحجم الكبير أو الدقة العالية.

*حجم مساحة البناء: يعتمد حجم مساحة البناء في الطابعة على القدرة على إنتاج قطع كبيرة، وهذا قد يكون قيدًا للنماذج الكبيرة.

*القدرة على الطباعة بمواد محددة: ليست جميع الطابعات ثلاثية الأبعاد قادرة على طباعة بجميع أنواع المواد، مما يقيد استخداماتها في بعض الحالات.

*التشطيب وإزالة الدعامات: يمكن أن تستلزم عمليات التشطيب وإزالة الدعامات وقتًا وجهدًا إضافيين.

*تأثير بيئي: بعض المواد المستخدمة في الطباعة ثلاثية الأبعاد قد تكون غير صديقة للبيئة.

*تعقيد الصيانة: تتطلب بعض الطابعات ثلاثية الأبعاد صيانة دورية وفهمًا جيدًا للتقنية لضمان الأداء الجيد.