الطباعة ثلاثية الأبعاد، ثورة صناعية تحول الأفكار إلى واقع ملموس

الثلاثاء، 12 أغسطس 2025 05:34 م

الطباعة ثلاثية الأبعاد

نفيسه محمود

الطباعة ثلاثية الأبعاد هي عملية تحويل تصميم رقمي غير ملموس وتحويله إلى جسم صلب ملموس وثلاثي الأبعاد، ويتم تصنيع هذا الجسم من خلال ترتيب طبقات رقيقة فوق بعضها حتى يتكون الهيكل.

خطوات الطباعة ثلاثية الأبعاد

في البداية يتم إنشاء تصميم رقمي (افتراضي) ثلاثي الأبعاد، باستخدام برامج التصميم المتخصصة وتتميز هذه البرامج بقدرتها على تصميم رسومات دقيقة عالية الدقة، كما يمكن إنشاء تصميم افتراضي من خلال استخدام ماسح ضوئي ثلاثي الأبعاد يحول أي عنصر مادي إلى تصميم افتراضي وذلك من خلال التقاط صور بزوايا مختلفة للعنصر المادي.

بعد إنشاء التصميم الافتراضي على جهاز الكمبيوتر، يتم تجهيزه للدخول إلى الطابعة ويتم التجهيز بالبدء في عملية التقطيع، إذ يتم فيها تقطيع النموذج أو التصميم الرقمي إلى آلاف من الطبقات الأفقية الرقيقة باستخدام برنامج متخصص موجود على جهاز الكمبيوتر، وبعد أن تنتهي عملية التقطيع، تصبح الشرائح جاهزة للتحميل إلى الطابعة ثلاثية الأبعاد وتتم عملية التحميل من الكمبيوتر إلى الطابعة عن طريق USB أو الواي فاي، بعدها تبدأ الطابعة بقراءة كل شريحة لفهم ما ستقوم بتصميمه.

كيف تتم عملية الطباعة؟

بعدما تقوم الطابعة بالقراءة تبدأ عملية (بثق المواد)، وتختلف طريقة البثق باختلاف نوع الطابعة ثلاثية الأبعاد والمادة التي يتم بثقها.

تحتوي الطابعة ثلاثية الأبعاد على فوهة تقذف مادة شبه سائلة مثل البلاستيك المنصهر أو المعدن، وتتحرك فوهة البثق أفقيًا ورأسيًا أثناء وضع المادة وفقًا للمخطط الذي قرأته الطابعة من قبل.

ما هي الأشياء التي يمكن صنعها باستخدام الطابعة ثلاثية الأبعاد؟

الإجابة هي أي شئ وكل شئ يمكن للطابعة ثلاثية الأبعاد تحويله إلى تصميم مادي ملموس، وتتميز الطابعة ثلاثية الأبعاد بأنها تستطيع تصنيع أشياء معقدة يصعب على طرق التصنيع العادية إنشاءها.

حجم سوق الطباعة ثلاثية الأبعاد العالمي

وفقًا لمنصة fortune businessin sights، قُدِّر حجم سوق الطباعة ثلاثية الأبعاد العالمي بـ 19.33 مليار دولار أمريكي في عام 2024، ومن المتوقع أن ينمو من 23.41 مليار دولار أمريكي في عام 2025 إلى 101.74 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2032، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 23.4% خلال الفترة المتوقعة، وقد هيمنت أمريكا الشمالية على صناعة الطباعة ثلاثية الأبعاد بحصة سوقية بلغت 41.39% في عام 2024.

سيؤدي النمو السريع في الرقمنة وزيادة الاعتماد على التقنيات المتقدمة، بما في ذلك المصانع الذكية، والصناعة 4.0، والتعلم الآلي، والروبوتات، إلى زيادة الطلب على الطباعة ثلاثية الأبعاد عبر الإنترنت.

ووفقًا لمنصة grand view research، فقد تصدرت أمريكا الشمالية السوق واستحوذت على أكثر من 33% من الإيرادات العالمية في عام 2023، ويرجع نمو السوق في أمريكا الشمالية، وخاصة في الولايات المتحدة بسبب اهتمامها بالتكنولوجيا المتقدمة وريادتها في هذا المجال، وتعتبر آسيا والمحيط الهادي أسرع الأسواق نموًا.

استخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد في القطاعات المختلفة

قطاع صناعة السيارات

يتم استخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد في صناعة نماذج أولية للسيارات وتصنيع بعض الأدوات وبعض أجزاء السيارات، وتعتبر من أكثر الشركات استخدامًا هي فورد وفولكس فاجن.

قطاع صناعة الطيران والفضاء

تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد في تصنيع الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد والتي يتم استخدامها في الأقمار الصناعية والطائرات البسيطة والمركبات الفضائية.

قطاع الرعاية الصحية

يتم استخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد بشكل واسع في صناعة الأطراف الصناعية بما يتناسب مع المرضى باستخدام بيانات المرضى المتاحة، وصناع أجهزة طبية متخصصة، كما يتم إنشاء نماذج تشريحية خاصة بالمرضى مما يساعد الجراحون على فهم المنطقة التي سيتم التعامل معها وبالتالي إجراء تدخلات جراحية سليمة بنسبة خطأ أقل.

مميزات استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد

1- تصنيع أشكال دقيقة بتكلفة منخفضة

المعروف أنه كلما زاد شكل المجسم المصنوع تعقيدا زادت تكلفة إنتاجها، وتأتي الطابعات ثلاثية الأبعاد لتقلب القاعدة، فهي تستطيع تصنيع مجسمات غاية في التعقيد بسهولة وسرعة وبأقل تكلفة.

2- تصنيع مجموعة متنوعة من المجسمات
تستطيع الطابعة ثلاثية الأبعاد تصنيع عدد لا نهائي من المجسمات وهي تتميز عن آلات التصنيع التقليدية بتنوعها اللامحدود فأي مجسم يتم تصميمه بشكل رقمي على برامج الـ CAD يمكن إعادة تنفيذ بشكل مادي باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد.

3- استخدام التراكم بدلاً من التجميع
نجد أن عملية التصنيع التقليدية في حالة صنع مجسم معقد تعمل على تصنيع كل جزء على حدى وبعدها يتم تجميعها معا لتكوين المجسم النهائي، أما في الطابعات ثلاثية الأبعاد فيقوم عملها بشكل أساسي على مراكمة الطبقات الواحدة تلو الأخرى حتى يتكون المجسم المطلوب.

4- حرية تصنيع مجموعة من المنتجات بأحجام مختلفة

معظم الآلات الصناعية التقليدية لديها حد معين للأحجام التي تقوم بتصنيعها، أما في الطابعات ثلاثية الأبعاد فتتميز بقدرتها على تصنيع أحجام صغيرة ومتوسطة الحجم وحتى الكبيرة حتى الوصول لحجم سرير الطباعة.

5- الحفاظ على المواد الخام بأقل قدر ممكن من الهدر

مخلفات الطابعات ثلاثية الأبعاد أقل بكثير من مخلفات الآلات التقليدية، كما أن الطابعات ثلاثية الأبعاد لديها القدرة على التعامل مع عدد كبيرة من المواد الخام المختلفة.

**استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد في المجال الطبي**

أبرز التقنيات الموجودة في الطابعات ثلاثية الأبعاد

يوجد العديد من التقنيات التي تستخدمها الطابعات ثلاثية الأبعالد ويختلف استخدام التقنيات باختلاف نوع المواد الخام المستخدمة وطريقة التصنيع وخصائص المجسم الذي يتم تصنيعه، وتعتبر أبرز ثلاث تقنيات كالتالي:

تقنية Liquid based (SLA and Inkjet based Printing) : حالة المادة الخام المستخدمة في هذه التقنية هي الحالة السائلة وغالبًا ما يسمى السائل المستخدم PHOTOPLOYMER، ففي عملية التصنيع يتم تسليط شعاع ليزر على المادة السائلة أثناء حركة الطابعة فيتحول إلى مادة صلبة.

تقنية Solid based (FDM) : وفي هذه التقنية يتم استخدام مادة خام في الحالة الصلبة وتسمى المادة Filament حيث تتحول للحالة السائلة أثناء حركة الطابعة لتشكيل المجسم المطلوب ثم تبرد المادة الخام متحولة مرة أخرى إلى مادة صلبة، وتعتبر هذه التقنية الأكثر انتشارًا واستخدامًا بسبب سرعة الاستخدام والتكلفة المنخفضة.

تقنية Powder based (SLS): أما هذه التقنية فيتم استخدام مسحوق المادة الخام وأثناء حركة الطابعة يسقط شعاع ليزر ليحول المسحوق إلى الحالة الصلبة.

لأول مرة، استخدام طابعة ثلاثية الأبعاد تابعة لـ"روساتوم" لعلاج أمراض المسالك البولية

سوق طابعات الصور، بين اللحظة الرقمية والذكريات المطبوعة

تابع موقع إيجي إن، عبر تطبيق (نبض) اضغط هــــــــنا
تابع موقع إيجي إن، عبر تطبيق (تليجرام) اضغط هــــــــنا
تابع موقع إيجي إن، عبر قناة (يوتيوب) اضغط هــــــــنا
تابع موقع إيجي إن، عبر تطبيق (واتساب) اضغط هــــــــنا

إيجي إن-Egyin، هو موقع متخصص في الصناعة والاقتصاد، ويهتم بتقديم خدمة صحفية متميزة للقارئ، وهدفنا أن نصل لقرائنا الأعزاء بالخبر الأدق والأسرع والحصري، إضافة للتغطية والمتابعة على مدار الـ24 ساعة، لـ"أسعار الذهب، أسعار العملات، أسعار السيارات، أسعار المواد البترولية"، في مصر والوطن العربي وحول العالم.