قد كان لاختراعات التقنية تأثير كبير في التاريخ الحديث، ولفهم تأثيرها على التطور البشري، يجب على الشخص التفكير في تأثيراتها مثل الإضاءة الكهربائية، والمحرك البخاري، والسيارات، والطائرات، بالإضافة إلى الإنترنت، حيث هذه التقنيات غيرت حياتنا للأفضل في جوانب متعددة، وفتحت الأبواب لإمكانيات جديدة، ويعتقد أن التصوير ثلاثي الأبعاد أيضا لديه إمكانيات هائلة لتصبح واحدة من التقنيات ذات التأثير الكبير على تطور حياة الإنسان، لذلك سوف نختص في دليلنا اليوم تقنية الطابعة ثلاثية الابعاد التي لها فوائد كثير في العديد من المجالات، فلذلك قم بقراءة المقال جيداً للتعرف عن تلك التقنية.
جدول محتوى المقالة
تقنية الطابعة ثلاثية الابعاد
ظهرت تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لأول مرة في قصة خيال علمي في الخمسينيات من القرن الماضي. وأصبحت واقعاً في الثمانينيات، وبالتالي أصبحت تقنية شائعة في القرن الحالي نظراً لزيادة دقتها وتنوع المواد المستخدمة، وقم بقراءة التالي للتعرف على تلك التقنية بشكل أدق:
- الأسس الأساسية لتقنية ثلاثية الابعاد كما هي، حيث تتضمن تلك العملية تصنيع كائن مادي من نموذج أو تصميم رقمي، وذلك من خلال إضافة عدة طبقات متتالية من المادة وتجميعها وجعلها صلبة.
- تبسيط مفهوم الطباعة ثلاثية الأبعاد، حيث يمكننا القول بأنها عملية تحويل التصميم الرقمي إلى منتج فعلي وملموس.
- هذه التقنية قد تحدث تغييرًا جذريًا في الصناعة التقليدية المعروفة. وقد تحقق ثورة في العديد من جوانب حياتنا اليومية، نظرًا لاختلافها الكبير عن التقنيات التقليدية الأخرى المتاحة.
- تكلفة امتلاك الطابعة ثلاثية الابعاد في الثمانينيات تتجاوز 300 ألف دولار (ما يعادل مليون دولار في الوقت الحالي). وأصبحت التقنية متاحة الآن للشركات الصغيرة وحتى الأفراد، مما سمح لها بتجاوز مشكلة كونها عملية لإنتاج النماذج الأولية.
يمكنك أيضاً قراءة: ما هو الميتافرس.
تطور الطباعة ثلاثية الابعاد
في عام 1981، ظهرت أول براءة اختراع بارزة تتعلق بفكرة الطباعة ثلاثية الأبعاد، وكانت تحمل عنوان “جهاز النماذج الأولية السريعة”. وتم صياغة مصطلح “الطباعة الحجرية المجسمة” (SLA) بواسطة تشاك هال في عام 1984، وتم منحه براءة اختراع عام 1986:
- يشير المصطلح إلى: تقنية تتعلق بإنشاء أجسام ثلاثية الأبعاد باستخدام مادة سائلة تصبح صلبة عندما تتعرض لضوء الليزر.
- تقنية الطباعة الحجرية المجسمة (SLA) كانت الجيل الأول لتقنية الطباعة ثلاثية الابعاد وتستخدم على نطاق واسع اليوم. لكن لم تكن الوحيدة في تطويرها في ذلك الوقت.
- حقق كارل ديكارد براءة اختراع لعملية التلبيد الانتقائي بالليزر” عام 1987. حيث تعتمد هذه العملية على توجيه شعاع الليزر عالي الطاقة الى طبقة من البلاستيك او المعدن وذلك لدمج (لتلبيد) هذه الجزيئات من أجل تصميم نموذج مُحدد.
- بينما قام سكوت كرامب بتقديم براءة اختراع لعملية نمذجة الترسيب المنصهر عام 1989، وهي عملية انشاء اشياء ثلاثية الابعاد عن طريق إذابة مواد (عادة ماتكون من البلاستيك) ثم ايداعها على شكل طبقات تلو الاخرى وذلك من اجل انشاء الشكل المطلوب.
التقنية الثلاثية في الطب
نجح الباحثون في عام 2000 في طباعة كُلى بشرية، وفي عام 2008 تمت طباعة أطراف صناعية دون الحاجة إلى أي عملية تجميع إضافية. وفي عام 2012 تمت عملية طباعة أول فك صناعي، وقم بقراءة التالي لمعرفة أهم المزايا:
- تستخدم نفس التكنولوجيا في انتاج تيجان الأسنان والجسور، كما تُصنع معظم أدوات التقويم الشفافة حاليًا باستخدامها. وفي عام 2019 أنتجت شركة “إنفزلاين” (Invisalign) أكثر من نصف مليون قطعة فريدة يوميًا.
- تعتبر التقنية مثالية لإنشاء أو تحسين التصميمات الخاصة بالأجهزة الطبية، ويكون بإمكان استخدامها في تصنيع أجهزة تقويم العظام والأطراف الصناعية المخصصة.
- لجأت العديد من الشركات إلى استخدام تقنية الطباعة ثلاثية الابعاد لإنتاج الإمدادات الطبية الضرورية خلال جائحة فيروس كورونا (COVID-19)، مثل الدروع وأقنعة الوجه وأجهزة التنفس.
يمكنك أيضاً قراءة: ما هو الانترنت المظلم.
التقنية في السلع الاستهلاكية
تسهم التكنولوجيا في تسريع عملية إطلاق المنتجات الجديدة، ومن خلال تصميمها وتطويرها واختبارها في فترة زمنية قصيرة. ومن الأمثلة على ذلك شركة “بيبسيكو” (PepsiCo) التي طورت في عام 2015 عدة نماذج أولية لعلامتها التجارية “رافلز” (Ruffles). حيث تم اختبار الأحجام والنكهات مع العملاء لتحديد المفضلة، وإليك أهم خدمات التقنية في الآتي:
- تمكن التكنولوجيا من إنشاء منتجات مصممة خصيصًا لاحتياجات المستهلكين، مثل الأحذية المطبوعة بتقنية ثلاثية الأبعاد، التي أصبحت شهيرة بسرعة بفضل تصاميمها وإمكانية تخصيصها.
- قدمت شركة “أديداس حذاءها الأول المطبوع ثلاثي الأبعاد بعنوان فيوتشر كرافت ثري دي في عام 2015، واستمرت في هذا النهج مع حذاء “فيوتشر كرافت فور دي”.
- استخدمت شركة نايكي التكنولوجيا في تصميم وتصنيع حذاء كرة القدم الخاص بلاعبي كرة القدم الأمريكية.
التقنية في الفضاء
دخلت تقنية الطباعة ثلاثية الابعاد في مجالات مختلفة، مثل تصنيع محركات الصواريخ وقطع غيار المركبات. حيث تمنح المهندسين الفرصة لابتكار وتصميم أجزاء الصواريخ وإنتاجها في وقت أقصر، وإليك أهم مميزات التقنية:
- قبل 30 عامًا، بدأت وكالة الفضاء الأميركية “ناسا” في استخدام التصنيع الإضافي للنماذج الأولية على نطاق واسع. هذا النوع من التقنية يسمح للوكالة ببناء أجزاء أكبر في المدار باستخدام مواد متوفرة في تلك المناطق. وقد كانت هذه الخطوة أكثر كفاءة وتكلفة من بناء الأجزاء المعدنية بشكل تقليدي.
- يتم دراسة التصنيع الثلاثي الأبعاد كتقنية لإنشاء مساكن خارج كوكب الأرض. حيث يتمحور مشروع سينترهاب حول بناء قاعدة قمرية باستخدام التصنيع الثلاثي الأبعاد واستخدام الغبار القمري كمادة أساسية.
التقنية في النقل
بدأ قطاع النقل في اعتماد تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد في وقت مبكر، بهدف إنتاج قطع الغيار حسب الطلب وتحسين سرعة تطوير المنتجات. وقم بقراءة التالي للتعرف على التطور الملحوظ التي أحدثته تلك التقنية:
- تمكن التكنولوجيا من إنتاج أجزاء معقدة خفيفة وقوية، كما قدمت شركة بورشه في عام 2020 مفهوما جديدا لمقاعد السيارات الرياضية باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد.
- من الأمثلة على ابتكار الأدوات شركة فورد التي حازت عام 2018 على جائزة لاستخدامها تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لتصنيع الأدوات. كما تستخدم الشركة هذه التقنية لانتاج بعض العناصر لطرازات منتجاتها.
- أعلنت شركة بورشه في عام 2018 عن قرارها استخدام هذه التكنولوجيا لتصنيع قطع غيار لسياراتها النادرة والكلاسيكية.
- استفادت شركة بي إم دبليو (BMW) من التكنولوجيا في صناعة قطع معدنية لطراز (i8 Roadster).
التقنية في الفن والنحت
تلك التقنية وصلت إلى بعض الفنون. وقد أحدثت فيها الكثير من التطورات الرائعة، ولم تقتصر على ذلك فقط، فقد أحدثت أيضاً تطور ملحوظ في النحت. مما أدي إلى استخدام العديد من الأشخاص تلك التقنية في ذلك المجال، وقم بقراءة التالي للتعرف على الإضافات التي حدثت:
- تمكن التكنولوجيا هذا القطاع من استنساخ الأعمال السابقة وإنشاء نسخ دقيقة من النحت القديم والحديث للدراسة والتفاعل الشخصي.
- دخلت المتاحف هذا المجال، حيث نظم متحف برادو معرضًا يشمل لوحات رسمها فنانون مشهورون باستخدام تقنية ثلاثية الأبعاد. وذلك بهدف تمكين الأشخاص المعاقين بصريًا من الاستمتاع بهذه الأعمال.
- تم استخدام التقنية بشكل واسع في مجال الحفاظ على التراث الثقافي وإعادة ترميمه ونشره في عام 2010.
التقنية في الإنشاءات
لم تقتصر تلك التقنية إلى أي حدود، فقد أفاقت جميع التوقعات، فأصبح يمكن استخدمها أيضاً في الإنشاءات والمباني. وقد أتجه فئة كبيرة من الناس الذين يعملون في ذلك المجال إلى استخدامها بشكل كبير للغاية. وتتمثل أهم تطوراتها في الآتي:
- بدأت تطوير التصنيع بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد والبحث في مجال البناء في وقت مبكر منذ عام 1995. حيث تعتبر هذه التقنية وسيلة سريعة وتكلفة أقل للبناء بمزيد من التعقيد والدقة والتكامل الوظيفي، كما تقلل من حجم النفايات.
- تساعد التكنولوجيا في إنتاج الإسكان ومكونات البناء والجسور والبنية التحتية الحضرية والشعاب المرجانية الاصطناعية.
- تم الكشف في عام 2015 عن فيلا وبرج يدمجان مكونات مطبوعة ثلاثية الأبعاد. وفي عام 2016، كشفت اسبانيا عن جسر مطبوع بتقنية الطباعة الثلاثية الأبعاد بطول 12 مترًا وعرض 1.75 مترًا.
تأثير تقنية الطابعة ثلاثية الأبعاد
توفير تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، سواء على المستوى الصناعي أو المحلي أو الشخصي، فوائد لا تستطيع الطرق التقليدية للتصنيع تحقيقها. لذلك قمنا بتجميع أهم التأثيرات في الآتي:
- التخصيص: تُتاح للتقنية القدرة على تقديم حلول مُخصصة تمامًا وفقًا لاحتياجات ومتطلبات كل فرد. حيث يُمكن تصنيع مجموعة متنوعة من المنتجات في نفس الوقت وفقًا لمتطلبات المستخدمين النهائيين، بدون تكاليف إضافية.
- التعقيد: تتيح التكنولوجيا مستويات من التعقيد لا يمكن تحقيقها بطرق أخرى، وتجعل المنتجات أخف وزنا وأقوى من السابق.
- التوفير: تقوم التقنية بتقليل الحاجة إلى إنتاج الأدوات في عمليات التصنيع ذات الكميات المنخفضة إلى المتوسطة. مما يؤدي إلى توفير التكاليف وتقليل المدة الزمنية وتقليل العمالة المطلوبة. كما أنها تحد من متطلبات التجميع، مما يقلل من التكاليف والعمالة المرتبطة بعمليات التجميع.
- الاستدامة: تظهر التقنية كوسيلة لتوفير الطاقة من خلال استخدام ما يصل إلى 90٪ من المواد القياسية. مما يساهم في تقليل النفايات، وزيادة العمر التشغيلي للمنتج، مع تصميم أخف وأقوى، وبصمة كربونية أقل من المنتجات التقليدية.
الخاتمة
وفي نهاية موضوعنا اليوم نكون قد انتهينا من شرح تقنية الطابعة ثلاثية الابعاد، وبالإضافة إلى سرد بعض الاستخدامات التابعة لتلك التنقية. وإذا راود أحدكم أي سؤال، يمكن ترك تعليق لنا في الأسفل وسوف يتم الرد عليكم في أقرب وقت.
