لماذا تعتبر الطباعة ثلاثية الأبعاد مهمة لطابعات التنسيقات العريضة؟

هناك الكثير من الأدلة على أن الطابعات ذات التنسيقات العريضة على وجه الخصوص تنتقل إلى التطبيقات الصناعية مثل ديكور المنزل وحتى الملابس. والطباعة ثلاثية الأبعاد منطقية تمامًا عند النظر إليها كتطبيق طباعة صناعي آخر.

من المحتمل أن يكون أي شخص زار معرضاً تجارياً للطباعة في السنوات الأخيرة قد شاهد طابعة مكتبية ثلاثية الأبعاد، تنتج عادةً تماثيل بلاستيكية صغيرة، وربما تساءلت عن علاقة ذلك بصناعة الطباعة. في الحقيقة، هناك القليل من التقاطع بين الطباعة ثلاثية الأبعاد وطباعة الرسومات، ولكن مرة أخرى ليس هناك أي سبب يجعل شركات الطباعة تقتصر على تطبيقات الرسوميات. في الواقع، هناك الكثير من الأدلة على أن الطابعات ذات التنسيقات العريضة على وجه الخصوص تنتقل إلى التطبيقات الصناعية مثل ديكور المنزل وحتى الملابس. والطباعة ثلاثية الأبعاد منطقية تماماً عندما يُنظر إليها كتطبيق طباعة صناعي آخر.

الفكرة الأساسية وراء جميع الطباعة ثلاثية الأبعاد هي أنه يمكن تصميم الأجسام وتقطيعها إلى طبقات في ملف CAD، بحيث يمكن للطابعة ثلاثية الأبعاد بعد ذلك وضع كل طبقة متتالية فعليًا فوق الطبقة السابقة لإنشاء هذا الجسم. هناك حوالي عشرة أساليب مختلفة، كل منها يقدم مزيجًا خاصًا به من حيث التكلفة والجودة والإنتاجية وكل منها مناسب لمجموعة المواد الخاصة به، والتي يمكن أن تشمل مجموعة واسعة من البلاستيك والسبائك المعدنية وحتى الدوائر الإلكترونية.

تقنية الزمن القديم

يعود تاريخ التقنية الأولى إلى أكثر من 30 عامًا وكان يُشار إليها في الأصل باسم “النماذج الأولية السريعة” والتي تلخص بدقة السوق المستهدفة الأولى، وهي تصميم المنتجات، حيث يكون من الضروري في كثير من الأحيان إنشاء نماذج أولية بسرعة. منذ حوالي عشر سنوات حاول العديد من البائعين دفع هذه التكنولوجيا إلى السوق الاستهلاكية وابتكروا لقب “الطباعة ثلاثية الأبعاد” كطريقة أسهل لجذب الجمهور العام. كانت هناك طفرة محدودة ولكن عندما انفجرت الفقاعة أفلس العديد من هؤلاء البائعين. ومع ذلك، استمرت التكنولوجيا في التطور، إلى درجة أنها أصبحت الآن مناسبة للاستخدام الصناعي، مما أدى إلى ظهور المصطلح الأخير، “التصنيع الإضافي”، مما يعكس العدد المتزايد من المكونات التي يتم تصنيعها بهذه الطريقة. وقد التصق اسم الطباعة ثلاثية الأبعاد، ولا يزال العديد من مصنعي المواد المضافة يشيرون إلى آلاتهم باسم “الطابعات” حتى لو لم تكن هناك طباعة فعلية تتم بالمعنى الرسومي.

ومع ذلك، هناك العديد من عمليات الطباعة ثلاثية الأبعاد التي تستخدم تقنية الطباعة النافثة للحبر التي يمكن لأي شخص من عالم الرسومات التعرف عليها. وأكثر هذه العمليات شيوعًا هي النفث الموثق، حيث تضع الطابعة مادة مسحوقية ثم يتم نفث سائل رابط يشبه المادة اللاصقة وفقًا للشكل المطلوب، مما يؤدي إلى لصق المسحوق معًا لتشكيل طبقة من الجسم. بعد ذلك يتم تنظيف المسحوق غير المستخدم ثم يتم إسقاط السرير لأسفل وتتكرر العملية. وبمجرد الانتهاء من الطباعة، يتم استخدام الحرارة لحرق المادة الرابطة المتبقية والتأكد من انصهار المادة معًا لتشكيل جسم صلب.
HP عليها.

التسمية التوضيحية: نظام الطباعة الجديدة HP Jet Fusion 5200 3D الجديد (طابعة ومحطة معالجة).

وخير مثال على ذلك مجموعة طابعات HP JetFusion من الطابعات ثلاثية الأبعاد، وأكثرها سهولة الوصول إليها هي السلسلة 300، التي تحتوي على حجرة بناء تبلغ 190 × 254 × 248 مم ويمكنها إنتاج أجزاء وظيفية من الدرجة الهندسية. هناك خيار من الأجهزة أحادية اللون أو الملونة، مع نظام توصيل المواد المتكامل والآلي للغاية بحيث يمكن تشغيل الطابعات دون مراقبة لبعض الوقت.

هناك اختلاف في هذا الأمر وهو التلبيد عالي السرعة، أو HSS، كما يستخدمه كل من Xaar 3D وVoxeljet ويعمل مع المواد القائمة على البوليمر. كما هو الحال مع نفث المواد الملبدة، يتضمن ذلك أولاً وضع مسحوق المادة على السرير ثم نفث سائل لتحديد الشكل الذي يتم بناؤه. ولكن في هذه الحالة، يمتص السائل الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بحيث عندما يتم تطبيق الحرارة على سرير المسحوق فإنه يذيب فقط المسحوق اللازم لتشكيل الشكل المطلوب.

طائرة للأمام

وهناك طريقة أخرى هي نفث المواد، والتي تنطوي على نفث سائل محمل بشكل كبير بعناصر من مادة البناء. وهذا الأمر أكثر صعوبة بكثير بسبب الاحتمالية الأكبر بكثير لانسداد رأس الطباعة، ناهيك عن نظام الإمداد الذي ينقل السائل من الخزان إلى حجرة السوائل في رأس الطباعة. ومن الأمثلة الجيدة على ذلك طابعة Carmel 1400 ثلاثية الأبعاد التي طورتها شركة XJet، وهي متوفرة في كل من إصدارات الطباعة المعدنية والسيراميك.

التسمية التوضيحية: إن طابعة Ultimaker S3 هي طابعة ثلاثية الأبعاد مكتبية ميسورة التكلفة قادرة على صنع أجسام بلاستيكية.

إلى جانب ذلك، هناك أيضًا الكثير من الطرز المكتبية الرخيصة نسبيًا والقادرة على إنتاج أجسام صغيرة. ومن الأمثلة الجيدة على ذلك طابعة Ultimaker S3 التي تستخدم طريقة Fused Filament Fabrication، مما يعني بشكل أساسي أنها تبني الأجزاء عن طريق بثق خيوط بلاستيكية. تبلغ مساحة البناء 230 × 190 × 200 مم.

وهناك بديل آخر هو شركة MarkForged، وهي شركة أمريكية تنتج طابعات ثلاثية الأبعاد باستخدام طريقة نمذجة الترسيب المنصهر القياسية إلى حد ما، ولكنها طورت أيضاً مجموعة من المواد المركبة، مثل النايلون المضاف إليه ألياف الكربون، لطابعاتها التي تسمح لها بإنتاج أجزاء تتمتع بتوازن ممتاز بين القوة وخفة الوزن والتكلفة المنخفضة نسبياً.

انطلق بأعداد كبيرة

تجدر الإشارة أيضًا إلى أن العديد من شركات الطباعة ذات التنسيقات العريضة تستخدم بالفعل طابعة Massivit 1800 ثلاثية الأبعاد لإنتاج مجسمات عرض كبيرة، خاصة للإعلانات والمعارض، بالإضافة إلى دعائم الأفلام والتلفزيون. يحتوي هذا الجهاز على مساحة بناء تبلغ 145 سم × 111 سم × 180 سم، وهي مساحة كبيرة بما يكفي لإنتاج نماذج بالحجم الطبيعي للأشخاص، باستخدام مادة هلامية خاصة تعالج تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية.

التسمية التوضيحية: طابعة Massivit 1800 Pro هي طابعة ثلاثية الأبعاد للشاشات ذات التنسيقات الكبيرة التي تتميز بطابعة بثق متغيرة الدقة.

هناك بعض المهارة المطلوبة في استخدام طابعة ثلاثية الأبعاد، ولكن لا شيء يزعج أي شخص لديه خبرة في طباعة الرسومات. هناك بعض العمل في إعداد الملفات وتحسينها والتحقق منها، ويجب الإشراف على عملية الطباعة، ثم هناك التشطيب – وكل ذلك ينطبق أيضًا على عالم الرسومات. المشكلة الأكبر بالنسبة لمعظم الناس هي الحاجة إلى التفكير في الأبعاد الثلاثية، ولكن الكثير من الأشخاص في مجال التغليف والطباعة ذات التنسيقات العريضة لعناصر نقاط البيع يعملون بالفعل مع العناصر في ملفات CAD.

على مدار العشرين عامًا الماضية أو نحو ذلك، رأينا جميعًا كيف استحوذت الطباعة الرقمية تدريجيًا على شريحة أكبر وأكبر من سوق الطباعة التجارية. ومن المحتم أن تتبع الطباعة ثلاثية الأبعاد نمطاً مماثلاً لنفس الأسباب، لخفض التكاليف وتحسين لوجستيات سلسلة التوريد. وهي تُستخدم بالفعل على نطاق واسع في صناعة النماذج الأولية وأصبحت أكثر شيوعاً في صناعة الأدوات والقوالب. ويستخدم عدد صغير ولكن متزايد من المصنعين الآن هذه التكنولوجيا لصنع أجزاء الاستخدام النهائي، مستفيدين من القدرة على استخدام الهياكل الشبكية لإنشاء أجزاء خفيفة الوزن، وتحسين الهندسة لدمج أجزاء متعددة في عنصر واحد بتكلفة أقل. ويجري ذلك بالفعل في التطبيقات قصيرة المدى ذات القيمة العالية مثل قطع غيار الطائرات، ويمتد تدريجياً إلى كل أشكال التصنيع بدءاً من الألعاب وحتى قطع الغيار للطابعات. ومن لا يرغب في الحصول على جزء من ذلك؟

معلومات المصدر: تهدف أدلة التنسيقات البرية إلى توسيع نطاق الوعي والفهم للجنون الذي يمكن إنشاؤه على أجهزة الطباعة الرقمية ذات التنسيقات العريضة، من الأرضيات إلى أغطية المصابيح وكل ما بينهما. أصبحت هذه الأدلة ممكنة بفضل مجموعة من الشركات المصنعة التي تعمل مع Digital Dots.

هذه المقالة مدعومة من HP وDigital Dots.