الطباعة ثلاثية الأبعاد

الطباعة ثلاثية الأبعاد هي نوع من تقنيات النماذج الأولية السريعة ، والمعروفة أيضًا باسم التصنيع المضاف أو التصنيع الرقائقي. يشير إلى أي عملية لطباعة كائن ثلاثي الأبعاد. الطباعة ثلاثية الأبعاد هي في الأساس عملية إضافة مستمرة وتكديس المواد الخام تحت تحكم الكمبيوتر. قد يتم اشتقاق المحتوى المطبوع ثلاثي الأبعاد من نماذج ثلاثية الأبعاد أو بيانات إلكترونية أخرى. يمكن أن يكون الكائن ثلاثي الأبعاد المطبوع بأي شكل ومع أي ميزات هندسية. الطابعة ثلاثية الأبعاد هي أيضًا نوع من الروبوتات الصناعية. إنها تقنية لبناء كائن عن طريق الطباعة بطبقة على أساس ملف نموذج رقمي واستخدام مادة لاصقة مثل مسحوق المعدن أو البلاستيك.

تتم الطباعة ثلاثية الأبعاد عادة باستخدام طابعة مواد التكنولوجيا الرقمية. غالبًا ما يتم استخدامه لإنشاء نموذج في مجالات تصنيع القوالب والتصميم الصناعي ، ثم يتم استخدامه تدريجيًا للتصنيع المباشر لبعض المنتجات ، وكانت هناك أجزاء مطبوعة باستخدام هذه التكنولوجيا. يتم استخدام التكنولوجيا في المجوهرات والأحذية والتصميم الصناعي والبناء والهندسة والبناء (AEC) والسيارات والفضاء وصناعات الأسنان والطبية والتعليم وأنظمة المعلومات الجغرافية والهندسة المدنية والأسلحة النارية وغيرها من المجالات.

1. عملية تصميم الطباعة ثلاثية الأبعاد
عملية تصميم الطباعة ثلاثية الأبعاد هي: أولاً إنشاء نموذج من خلال التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) أو برنامج نمذجة الرسوم المتحركة بالكمبيوتر ، ثم "تقسيم" النموذج ثلاثي الأبعاد المدمج إلى قسم طبقة تلو الأخرى لتوجيه الطابعة لطباعة الطبقة حسب طبقة.
تنسيق الملف القياسي لتصميم التعاون بين البرامج والطابعات هو تنسيق ملف STL. يستخدم ملف STL وجهًا مثلثًا لمحاكاة سطح كائن تقريبًا. كلما كان الوجه المثلث أصغر ، زادت دقة السطح التي ينتجها.
PLY عبارة عن ماسح ضوئي يقوم بإنشاء ملف ثلاثي الأبعاد عن طريق المسح ، والذي يولد ملفات VRML أو WRL التي يتم استخدامها غالبًا كملفات إدخال للطباعة بالألوان الكاملة.

2. إجراء الطباعة
من خلال قراءة معلومات المقطع العرضي في المستند ، تطبع الطابعة طبقة الأقسام بطبقة بسائل أو مسحوق أو مادة صفائح ، ثم تربط الطبقات بطرق مختلفة لإنشاء كيان. تتميز هذه التقنية بقدرتها على إنتاج أشياء من أي شكل تقريبًا.
يتم حساب سمك المقطع العرضي (أي الاتجاه Z) ودقة اتجاه المستوى (أي اتجاه XY) التي تطبعها الطابعة من حيث نقطة لكل بوصة (بكسل لكل بوصة) أو ميكرون. السماكة النموذجية هي 100 ميكرون أي 0.1 مم ، وهناك أيضًا بعض الطابعات مثل سلسلة Objet Connex وسلسلة ProJet من 3D Systems يمكنها طباعة طبقة رقيقة من 16 ميكرون ، ولكن يمكنها أيضًا طباعة دقة مماثلة لتلك الخاصة بـ طابعة الليزر في اتجاه الطائرة. يبلغ قطر "قطرات الحبر" المطبوعة عادة 50 إلى 100 ميكرون. يستغرق الأمر ما بين بضع ساعات وأيام قليلة لإنشاء نموذج باستخدام الطرق التقليدية ، اعتمادًا على حجم وتعقيد النموذج. ومع ذلك ، يمكن لتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد تقليل الوقت إلى عدة ساعات ، بالطبع يتم تحديد ذلك من خلال أداء الطابعة وحجم وتعقيد النموذج. يمكننا إنتاج أعداد كبيرة من منتجات البوليمر بتكلفة أقل باستخدام تقنيات التصنيع التقليدية مثل قولبة الحقن ، بينما تساعدنا تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في إنتاج كميات صغيرة نسبيًا من المنتجات بطريقة أسرع وأكثر مرونة وتكلفة أقل. يمكن للطابعة ثلاثية الأبعاد بحجم سطح المكتب تلبية احتياجات المصمم أو فريق تطوير المفاهيم لإنشاء نموذج.

3. التشطيبات للطباعة ثلاثية الأبعاد
دقة الطابعات ثلاثية الأبعاد الحالية كافية لمعظم التطبيقات (قد يكون السطح المنحني خشنًا ، مثل سن المنشار في الصورة) ، يمكنك الحصول على عناصر عالية الدقة باستخدام الطرق التالية: استخدم أولاً الطابعة ثلاثية الأبعاد الحالية لعمل طفيف جسم أكبر ثم مصقول قليلا السطح للحصول على عنصر "دقة عالية" على نحو سلس.
يمكن لبعض التقنيات الطباعة على مواد متعددة في وقت واحد. تستخدم بعض التقنيات أيضًا الدعامات أثناء عملية الطباعة. على سبيل المثال ، عند طباعة بعض الكائنات رأسًا على عقب ، تحتاج إلى استخدام شيء يسهل إزالته (مثل الأشياء القابلة للذوبان) كفريق دعم. لإنشاء نموذج.