طابعة 3D

الطابعة ثلاثية الأبعاد هي آلة قادرة على أخذ تصميم نموذج ثلاثي الأبعاد من جهاز كمبيوتر، واعتمادًا على نوع الطابعة ثلاثية الأبعاد، إنشاء كائن مادي عن طريق وضع طبقة من البلاستيك المنصهر بعد طبقة، وبناء الكائن ثلاثي الأبعاد من الألف إلى الياء. تسمى هذه الأنواع من الطابعات ثلاثية الأبعاد طابعات نمذجة الترسيب المنصهر (FDM). هناك أنواع أخرى من الطابعات ثلاثية الأبعاد التي تستخدم طبقة من المسحوق والليزر لإنشاء الجسم؛ وتسمى هذه الطريقة تلبيد الليزر الانتقائي (SLS). سنغطي أنواع الطابعات ثلاثية الأبعاد المختلفة لاحقًا في هذه المقالة.

تبدأ عملية إنشاء كائن مطبوع ثلاثي الأبعاد إما عن طريق إنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد على جهاز كمبيوتر باستخدام نموذج ثلاثي الأبعاد أو تطبيق CAD أو تنزيل نموذج ثلاثي الأبعاد موجود من أحد مواقع التنزيل المجانية العديدة مثل شيء مختلف. من الممكن أيضًا استخدام ماسح ضوئي ثلاثي الأبعاد لرقمنة عنصر موجود ترغب في نسخه، على الرغم من أن نتائج إنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد باستخدام الماسح الضوئي يمكن أن تختلف، وتواجه الماسحات الضوئية صعوبة في مسح كائنات ذات ألوان معينة.

برنامج تقطيع 3D

قبل أن نصل إلى ما يفعله برنامج تقطيع شرائح الطباعة، من المهم التحقق مما إذا كان لديك ملف نموذج ثلاثي الأبعاد بتنسيق متوافق مع برنامج تقطيع شرائح الطباعة ثلاثية الأبعاد. STL و 3MF عادة ما تكون التنسيقات مدعومة؛ إذا لم يكن النموذج ثلاثي الأبعاد بأي من هذه التنسيقات، فلدينا STL المحولات يمكن تحويل الملف إلى التنسيق المطلوب.

برنامج Slicer، كما يوحي اسمه، سيأخذ ملف النموذج ثلاثي الأبعاد ويقسمه إلى طبقات بناءً على الإعدادات التي تم تكوينها لبرنامج Slicer. بعد تحميل الملف في برنامج التقطيع، يصبح جاهزًا لإرساله إلى الطابعة ثلاثية الأبعاد. لكي تتمكن الطابعة ثلاثية الأبعاد من طباعة الكائن، فإنها تحتاج إلى تعليمات منخفضة المستوى من برنامج التقطيع لإخبارها بمكان تحريك رأس الطباعة، ومتى يتم تغذية البلاستيك، وسرعة تحريك الرأس، والمزيد. عادةً ما يتم تخزين هذه المعلومات في ملف GCODE. هذا هو الغرض الرئيسي لبرنامج التقطيع: أخذ النموذج ثلاثي الأبعاد المحفوظ بتنسيق ملف قياسي، مثل STL، وتحويله إلى تسلسل التعليمات هذا في GCODE حتى تعمل الطابعة ثلاثية الأبعاد.

معاينة طباعة ثلاثية الأبعاد لمعدات صغيرة

تتم طباعة العتاد في طابعة ثلاثية الأبعاد

المعدات النهائية المطبوعة ثلاثية الأبعاد جاهزة للاستخدام

تدعم الطابعات ثلاثية الأبعاد عادةً الطباعة إما عبر اتصال USB مباشر أو عن طريق وضع ملف GCODE على بطاقة SD، والتي يمكن بعد ذلك إدخالها في الطابعة.

أنواع الطابعات ثلاثية الأبعاد

هناك عدة أنواع من الطابعات ثلاثية الأبعاد المتاحة، ولكل منها مميزاته وعيوبه. ندرج هنا الأنواع الثلاثة الأكثر شيوعًا للطابعات ثلاثية الأبعاد.

نمذجة الترسيب المنصهر (FDM)

باستخدام طابعات FDM، يتم إنشاء الكائن من خلال البدء من أسفل الكائن ثلاثي الأبعاد وطبقة من البلاستيك المصهور طبقة تلو الأخرى حتى تكتمل جميع الطبقات. يتم استخدام هذه الطريقة في معظم الطابعات المنزلية ثلاثية الأبعاد الشائعة وتوفر نتائج جيدة الجودة وسرعات طباعة سريعة. تتمتع طابعات FDM أيضًا بأحجام بناء كبيرة، مما يتيح طباعة كائنات كبيرة جدًا، قد لا يكون حجمها ممكنًا مع أنواع الطابعات الأخرى.

هناك مجموعة كبيرة من أنواع البلاستيك التي يمكنك الاختيار من بينها عند الطباعة باستخدام طابعات FDM ثلاثية الأبعاد. اثنان من الأنواع الأكثر شيوعًا هما ABS وPLA؛ كلاهما له خصائصه وأسبابه الخاصة لاختيار هذا النوع من المواد المعينة. هناك العديد من الأنواع الأخرى من بلاستيك طابعة FDM أيضًا؛ ومع ذلك، فإننا لن نخوض في الأنواع المختلفة هنا نظرًا لوجود العديد من المراجع الرائعة عبر الإنترنت التي يمكن أن تساعد، مثل هذا الكتاب الرائع دليل مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد.

تلبيد الليزر الانتقائي (SLS)

على غرار FDM، تقوم طريقة SLS ببناء الكائن النهائي بدءًا من الأسفل؛ ومع ذلك، بدلاً من البلاستيك المنصهر، تستخدم طريقة SLS طبقة من المسحوق مثل النايلون، وباستخدام الليزر، يتم بناء الجسم طبقة بعد طبقة. تعد الكائنات المطبوعة باستخدام طريقة SLS أقوى بكثير من الكائنات المطبوعة باستخدام FDM، ونظرًا للقوة الكامنة في الكائنات المطبوعة باستخدام SLS، فقد وجدت استخدامات في العديد من الصناعات بالإضافة إلى تطبيقات المستهلك.

الطباعة الحجرية المجسمة (SLA)

باستخدام طابعات SLA ثلاثية الأبعاد، يتم إنشاء الكائن باستخدام الراتنج الذي يتم معالجته باستخدام الليزر؛ مرة أخرى، يتم ذلك طبقة واحدة في كل مرة. مع طباعة SLA، نظرًا لأن عملية المعالجة تستغرق وقتًا أطول من طابعات FDM، فقد تستغرق طباعة الكائن وقتًا أطول؛ ومع ذلك، فإن جودة وسلاسة المادة النهائية أكبر بكثير مما يمكن تحقيقه باستخدام عملية FDM. تسمح طابعات SLA بطباعة تفصيلية بشكل استثنائي وتستخدم بشكل شائع لإنشاء أجزاء معقدة. أحد الجوانب السلبية لعملية طباعة SLA هو أن الكائنات المطبوعة لا تتمتع بقوة الكائنات المطبوعة باستخدام أساليب FDM أو SLS.