أنواع الطباعة ثلاثية الأبعاد
تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد عملية مبتكرة تهدف إلى إنتاج مجسمات ثلاثية الأبعاد انطلاقًا من ملفات رقمية. تتم هذه العملية من خلال إنشاء كائنات تتكون من طبقات متتالية مصنوعة من مواد متنوعة. يوجد العديد من الأنواع المختلفة للطابعات ثلاثية الأبعاد، وفيما يلي نستعرض أبرز الأنواع التي تحظى بأهمية وشعبية ملحوظة:
الطباعة بتقنية الترسيب المنصهر (FDM)
تقوم عملية النمذجة بالترسيب المنصهر (بالإنجليزية: Fused Deposition Modeling) على سحب خيوط بلاستيكية من بكرة، ثم تمريرها عبر فوهة الطابعة التي تم تسخينها إلى درجة الحرارة المناسبة. يتم دفع المواد بواسطة محرك، وتتحكم الفوهة في تدفق المادة لتذوب، ثم يتم صبها على لوحة التصميم، حيث تتبرد وتتصلب. بعد اكتمال الطبقة، تبدأ الطابعة في وضع طبقة جديدة، وهكذا إلى أن يتم تشكيل الكائن المراد طباعته بالكامل.
يستخدم نموذج (FDM) في مجالات مثل صب الخرسانة أو الطين في المرافق المطبوعه ثلاثية الأبعاد، بالإضافة إلى استخدامه في طباعة الأعضاء ثلاثية الأبعاد من خلايا حية في وسط هلامي. تحظى هذه الطابعات بشعبية في قطاع التعليم والأعمال الصغيرة نظرًا لقدرتها العالية على إنتاج أجزاء دقيقة بسرعة وكفاءة.
الطباعة بتقنية ستيريوليثغرافي (SLA)
تعتبر تقنية ستيريوليثغرافي (بالإنجليزية: Stereolithography) الأولى من نوعها في عالم الطباعة ثلاثية الأبعاد. تعتمد هذه الطابعة على استخدام مرايا خاصة (الغلفانوميتر) مثبتة على المحاور X وY، بالإضافة إلى سائل يسمى راتنج يتبلور عند تعرضه للأشعة الليزرية.
توجه المرايا شعاع الليزر عبر السائل وفق المعلومات المستمدة من الجهاز، مما يؤدي إلى تبلور السائل وبدء عملية الطباعة طبقة تلو الأخرى لتشكيل الكائن النهائي. ومع ذلك، تعاني هذه التقنية من قلة السرعة في تتبع الشريحة العرضية. تُستخدم تقنية (SLA) على نطاق واسع في مجالات مثل طب الأسنان التجميلي وصناعة المجوهرات.
الطباعة بتقنية المعالجة الرقمية للضوء (DLP)
تشبه تقنية المعالجة الرقمية للضوء (بالإنجليزية: Digital Light Processing) في مبدأ عملها تقنية (SLA)، إلا أن الاختلاف يكمن في أن (DLP) تستخدم جهاز عرض ضوئي رقمي تقليدي، يمكّن المرايا الصغيرة أو لوحة الكريستال السائل من عرض الصورة.
تتميز هذه الطابعات بأنها قادرة على إنتاج أجزاء دقيقة مع تصاميم فريدة، فضلًا عن انخفاض تكاليف التشغيل وتقليل النفايات الناتجة عن عملية الطباعة. تعتمد هذه التقنية على تطبيق الضوء على الكائن بالكامل، بدلاً من إنتاجه في شكل طبقات كما في تقنية (SLA)، وذلك عن طريق إمالة المرايا في زوايا مختلفة لإنشاء الكائن المرغوب.
إن استخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد هذه يمتد إلى تصميم الألعاب وصناعة المجوهرات وقوالب الأسنان والتماثيل بفضل دقتها العالية.
الطباعة بتقنية التصليد الانتقائي بالليزر (SLS)
تعتبر تقنية التصليد الانتقائي بالليزر (بالإنجليزية: Selective Laser Sintering) واحدة من تقنيات الطباعة التي تحظى بشعبية كبيرة، حيث تعتمد على استخدام المسحوق بدلاً من السائل.
تعمل هذه التقنية من خلال تسخين مسحوق البوليمرات إلى درجات حرارة قريبة من نقطة الانصهار، مما يسمح لجزيئات المسحوق بالالتصاق بعض مع بعض لتكوين مجسم. يتم بعد ذلك تمرير الليزر على هذا المسحوق لتشكيل طبقة صلبة، ثم يتم إضافة طبقة جديدة حتى يتم تشكيل الكائن النهائي. ومع ذلك، يجب الإشارة إلى أن هذه التقنية تحتاج إلى فترات طويلة للتبريد نظرًا للحرارة العالية المستخدمة بها.
