كيف تعمل الطابعات ثلاثية الأبعاد

محتويات

• كيف تعمل الطابعات ثلاثية الأبعاد؟
• البرمجيات
• خيط
• الإطار
• الجمعية الطارد (ويعرف أيضا باسم رأس الطباعة)
• طباعة السرير
• اقتراح
• طبع

يبدو أن الطابعات ثلاثية الأبعاد تأخذ العالم - أو على الأقل الأخبار - عن طريق العاصفة. لا يكاد يمر أسبوع بدون بعض الأخبار حول هذه الأجهزة والأشياء التي يمكن طباعتها ، من البنادق إلى الحلويات إلى البيتزا لرواد الفضاء وأجزاء من محركات الصواريخ وحتى الزرع الطبي وحتى الأنسجة الحية. على الرغم من أنهم يستخدمون مجموعة متنوعة من التقنيات ويمكنهم الطباعة باستخدام مواد متنوعة ، إلا أن ما يشتركون فيه هو القدرة على اتخاذ تمثيل ملف CAD ثلاثي الأبعاد لكائن وإنتاج كائن مادي منه. تُعرف عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد أيضًا باسم التصنيع الإضافي ، حيث تقوم بإنشاء الكائن (عمومًا في الطبقات) ، على عكس طرق التصنيع الطرح التي تتم فيها إزالة المواد ، على سبيل المثال عن طريق القطع أو الحفر أو الطحن.

على الرغم من أن هذه المقالة ستركز على أكثر أنواع الطابعة ثلاثية الأبعاد شيوعًا - تلك الموجهة نحو الهواة والمصممين والمستهلكين والقادرة على طباعة كائنات بلاستيكية - إلا أننا سنلقي أولاً نظرة على بعض طرق الطباعة ثلاثية الأبعاد الأخرى.

من محركات الصواريخ إلى البيتزا إلى الخلايا الحية

يستخدم تلبد الليزر الانتقائي (SLS) الليزر لدمج جزيئات البلاستيك أو المعدن أو السيراميك أو الزجاج. في نهاية المهمة ، يتم إعادة تدوير المواد المتبقية. يستخدم ذوبان حزمة الإلكترون (EBM) وذوبان الليزر الانتقائي ذي الصلة (SLM ) أشعة الإلكترون والليزر ، على التوالي لإذابة مسحوق المعادن ، طبقة تلو الأخرى. غالبًا ما يستخدم التيتانيوم مع EBM لتوليف الغرسات الطبية وكذلك أجزاء الطائرات ، وقد قامت ناسا بطباعة أجزاء محرك الصواريخ من سبيكة النيكل باستخدام SLM.

تستكشف ناسا أيضًا إمكانية طباعة البيتزا في طبق عميق للقيام بمهام الفضاء السحيق. تقوم طابعات الطعام ثلاثية الأبعاد بوضع عجينة من العجين أو الشوكولاتة أو الجبن أو غيرها من المواد الغذائية المتدفقة عبر الفوهات.

في الطباعة البيولوجية ثلاثية الأبعاد ، تضع الطابعة طبقات من الخلايا الحية ، معلقة عمومًا في سائل أو هلام ، لصنع الغضاريف والعظام والجلد والأوعية الدموية وغيرها من الهياكل. على الرغم من أن هذه التكنولوجيا لديها إمكانات كبيرة ، إلا أنها لا تزال إلى حد كبير في المرحلة التجريبية. على الرغم من استخدام الطباعة البيولوجية ثلاثية الأبعاد لطباعة طبقات من خلايا القلب والكلى ، إلا أن الأعضاء الاصطناعية لا تزال بعيدة.

النمذجة متعددة النفاثات عبارة عن نظام يشبه النافثة للحبر يرش رابطًا ملونًا يشبه الغراء على طبقات متتالية من المسحوق حيث يتم تكوين الكائن. هذا من بين أسرع الطرق ، وإحدى الطرق القليلة التي تدعم الطباعة الملونة.

هناك تقنية أخرى تعرض البوليمر السائل للضوء من جهاز عرض معالجة ضوئي رقمي (DLP) ، والذي يعمل على تصلب طبقة البوليمر بطبقة حتى يتم بناء الكائن ويتم صرف البوليمر السائل المتبقي.

المستقبل في البلاستيك

تركز هذه المقالة ، على الرغم من ذلك ، على الطابعات ثلاثية الأبعاد ، القادرة على طباعة الأشياء البلاستيكية ، التي يتم تسويقها للهواة والمحترفين والمستهلكين. يستخدمون طريقة تُعرف باسم تلفيق الفتيلة المُصهر (FFF) ، حيث يتم إذابة الشعيرة البلاستيكية ، ثم يتم ترسيبها في طبقات لإنشاء كائن بلاستيكي مطبوع ثلاثي الأبعاد. تم نشر هذه التقنية من خلال حركة RepRap للطباعة ثلاثية الأبعاد المفتوحة المصدر ، والكثير من البرامج والأجهزة في الطابعات ثلاثية الأبعاد في السوق اليوم تعتمد على المصدر المفتوح. على الرغم من وجود اختلافات كبيرة في بعض الحالات بين الطرز ، إلا أن تشغيلها الأساسي هو نفسه.