فرص الطباعة ثلاثية الأبعاد

تشاركنا نسان كليري الفرص المتاحة حالياً لتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد.

إذا نظرنا إلى الوراء، يمكننا أن نرى أن تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد قد نضجت بسرعة إلى حد ما على مدى السنوات العشر الماضية، وهذا بدوره يسهل على مزودي خدمات الطباعة تقييم ما إذا كانت هذه السوق توفر فرصة مجدية لتنويع أعمالهم. ليس هناك شك في أن معظم شركات الطباعة يجب أن تمتلك المهارات اللازمة للانتقال إلى الطباعة ثلاثية الأبعاد، ولكن السؤال الذي يجب أن تطرحه معظم شركات الطباعة على نفسها هو: ما نوع الطابعة التي ستعمل بها؟

ويرجع ذلك إلى أن الطباعة ثلاثية الأبعاد تطورت من تقنية جديدة إلى قطاع سوق التصنيع المضاف بالكامل. وفي الوقت نفسه، تُستخدم الآن تكنولوجيا الطباعة، وخاصة في مجال التنسيقات الكبيرة، على نطاق واسع في العديد من المجالات الصناعية. لذلك قد تشعر الطابعات التي ترى نفسها طابعات في المقام الأول أن هناك فرصة محدودة في مجال الفنون التصويرية للطباعة ثلاثية الأبعاد.

ولكن تلك الشركات الأكثر انخراطًا في الطباعة الصناعية يجب أن تجد أن التعامل مع تكنولوجيا التصنيع المضافة هو إضافة منطقية إلى تكنولوجيا الطباعة التي تستخدمها بالفعل. ففي نهاية المطاف، فإن العديد من البائعين الذين يصنعون المطابع والأحبار والبرمجيات والمكونات الأخرى المستخدمة في صناعة الطباعة الفنية الجرافيكية قد قفزوا بالفعل إلى عربة التصنيع المضافة.

على سبيل المثال، طوّرت HP مجموعة من الطابعات ثلاثية الأبعاد تعتمد على نفس تقنية رأس الطباعة الحرارية المستخدمة في طابعات الرسومات الخاصة بها. وعلاوة على ذلك، تستخدم HP طابعاتها ثلاثية الأبعاد لتصنيع أجزاء لطابعاتها اللاتكس. تبيع ريكو عددًا من الطابعات ثلاثية الأبعاد وتقدم خدمة الطباعة المكتبية. تقدم شركة Mimaki بالفعل طابعة ثلاثية الأبعاد تُستخدم بشكل أساسي لإنتاج النماذج والنماذج الأولية، كما تدرس الشركة أيضاً استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لتطوير آلات بيع الطعام.

التطبيقات المحتملة

قبل بضع سنوات فقط كانت الفرصة الرئيسية في السوق هي صنع النماذج الأولية، إلى جانب إنتاج التجهيزات والتركيبات والتركيبات والرقصات المتخصصة، ولا يزال هناك الكثير من الطلب على هذه الأشياء. كانت هناك بعض الفرص لإنتاج أشواط قصيرة من قطع الاستخدام النهائي، ولكن كما هو الحال مع الأيام الأولى للطباعة الرقمية، تفتقر الأشواط القصيرة إلى الحجم الذي يتحدى التصنيع التقليدي في التسعير. ومع ذلك، كما رأينا مع الطباعة الرقمية، أصبحت الماكينات أسرع وأكثر كفاءة، وبالتالي ارتفعت أطوال التشغيل إلى الحد الذي أصبح يُنظر فيه إلى التصنيع الإضافي بشكل متزايد كخيار فعال من حيث التكلفة، خاصة بالنسبة لقطع الغيار والمكونات التي تحتاج إلى استبدالها بأعداد صغيرة فقط.

وفي الوقت نفسه، ازدادت مجموعة المواد التي يمكن طباعتها ثلاثية الأبعاد بشكل كبير، مما أدى إلى انخفاض الأسعار وزيادة الوظائف. ويشمل ذلك العديد من الأنواع المختلفة من البلاستيك، الصلبة والمرنة على حد سواء، والمتوفرة في درجات هندسية ذات خصائص مختلفة مثل القوة العالية إلى نسبة الوزن أو مقاومة الحرارة أو بعض المواد الكيميائية. وتشمل المواد الأخرى المطاط وحتى الخيوط الخشبية. في السنوات الأخيرة شهدنا أيضًا انفتاحًا في سوق الطباعة المعدنية، مدفوعًا إلى حد كبير بزيادة استخدام تقنية نفث الحبر لنفث المواد الرابطة. وهذا هو المكان الذي يتم فيه نشر مادة البناء، التي يتم توفيرها في شكل مسحوق، على سرير ثم يتم نفث السائل الموثق بدقة عند الحاجة إلى التسبب في تكتل بعض هذا المسحوق معًا لتشكيل طبقة صلبة. ثم يتم تكرار هذه العملية طبقة واحدة في كل مرة لبناء الجسم. يمكن استخدام هذه التقنية مع عدد من المواد المختلفة بالإضافة إلى المعدن.

يتمثل أحد التطبيقات البسيطة نسبيًا في إنتاج القوالب، حيث تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد أسرع بكثير وأكثر فعالية من حيث التكلفة من معظم الطرق التقليدية. وهذا مجال جذاب للعمل فيه، ويرجع ذلك جزئياً إلى أنه يوفر حلاً أفضل بالفعل، ولكن أيضاً لأن الأجزاء النهائية المنتجة مطابقة لتلك المصنوعة بالطرق التقليدية، وبالتالي لا توجد حاجة إلى مزيد من الاعتمادات لتلك الأجزاء. هناك أنواع مختلفة من القوالب، حيث أثبت الصب بالرمل شعبيته بشكل خاص. طرحت Fujifilm Dimatix للتو رأس طباعة جديد يهدف خصيصًا إلى طباعة قوالب الصب بالرمل بالإضافة إلى النفث في القوالب المعدنية. وقد صُمم Starfire SG1024 L3F للتعامل مع السائل الموثق القوي المستخدم عادةً في هذه التطبيقات.

ومن الأسواق المتنامية الأخرى سوق الملابس، حيث تم استخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد لإنشاء أزرار مخصصة. وقد عرضت شركة ستراتاسيس طابعة ثلاثية الأبعاد تستهدف سوق المنسوجات على وجه التحديد، وهي طابعة J850 Techstyle، والتي يمكنها طباعة تصميمات منقوشة مباشرة على المنسوجات. ويمكن استخدام ذلك للشعارات ويمكن أن تتضمن نصوصاً ورسومات بألوان متعددة. طابعة Techstyle عبارة عن طابعة Polyjet تنفث مادة الراتنج التي يتم بلمرتها بعد ذلك عن طريق تعريضها للأشعة فوق البنفسجية. ويمكنها الطباعة على الملابس، مثل الملابس القطنية أو الدنيم والإكسسوارات مثل حقائب اليد.

هناك الكثير من الأمثلة على استخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد لإنتاج قطع الغيار. فقد قامت شركة Chiltern Railways بطباعة قطع غيار ثلاثية الأبعاد لمقاعد قطارات الركاب الخاصة بها. تم إنتاج هذه الأجزاء، بما في ذلك مساند الذراعين ومقابض الإمساك باستخدام طابعة Stratasys Fortus 450mc FDM، باستخدام راتنج Ultem 9085، الذي تم اعتماده وفقًا لمعايير صناعة السكك الحديدية الخاصة بالحريق والدخان والسمية.

وفي مثال آخر، تقوم العلامة التجارية الألمانية سيينا جاردن Sienna Garden، التي تبيع مجموعة من أثاث الحدائق، بطباعة قطع غيار ثلاثية الأبعاد عند الطلب. قطع الغيار المعنية هي في الغالب أشياء مثل أغطية القدم البلاستيكية أو المفاصل البلاستيكية التي تنكسر أو تبلى. هذه القطع صغيرة وغير مكلفة نسبيًا لطباعتها بكميات صغيرة، وتوفر طباعتها عند الطلب تكلفة إدارة المخزون لتخزينها في مستودع. هذه الحجة نفسها – أي خفض تكاليف إدارة المخزون – هي التي أدت إلى انتقال طباعة الكتب إلى الطباعة الرقمية وهي وراء نمو الطباعة الرقمية للملصقات والتغليف.

من من منظور سوق الطباعة التجارية، لا يزال التصنيع المضاف متأخراً عن سوق الطباعة الرقمية بحوالي 20 عاماً. في ذلك الوقت، كانت الطابعات التجارية قد بدأت للتو في تركيب آلات رقمية مثل Xerox iGen أو Kodak Nexpress، وكانت طابعات التنسيقات الكبيرة قد استيقظت للتو على مزايا الطابعات المسطحة بالأشعة فوق البنفسجية في سوق كانت لا تزال تهيمن عليها آلات المذيبات ذات التغذية باللفافة. من الناحية العملية، هذا يعني أن المصممين والمصنعين بدأوا للتو في اعتبار الطباعة ثلاثية الأبعاد كخيار لعمليات الإنتاج القصيرة. وعلى مدى العقد القادم أو نحو ذلك سيؤدي ذلك إلى تغيير التصنيع، حيث لا توجد حاجة لإنشاء خطوط إنتاج مخصصة. وهذا يترك الباب مفتوحاً أمام المكاتب التي يمكن أن تلبي احتياجات أنواع مختلفة من المؤسسات والتطبيقات، تماماً كما يفعل مقدمو خدمات الطباعة حالياً.