الطابعة ثلاثية الأبعاد قفزة جديدة في العالم الذكي

بقلم
محمد غاندي حمود
نشر بتاريخ
28.09.2020

من المؤكد أنك قد واجهت يوماً كسراً في أحد القطع البلاستيكية في أدوات منزلك أو ربّما في سيارتك! أو في ألعاب الأطفال اليدويّة، ولكنك لا تستطيع إيجاد بديل لمثل هذه القطعة لإعادة إصلاح ما تريد؟ قبل أن أخبرك عزيزي القارئ بما لدي؟ هل خطر في بالك يوماً ما تحفة مُعينة أو مجسّم أو قطعة أو حتى دميّة كرتونيّة أحببت تصميمها ورؤيتها بين يديك أو على طاولة مكتبك أو في رفّ مكتبتك؟ كل هذا سيتوفر لديك إذا علمت أساسيات العمل الخاصة بالطابعة ثلاثية الأبعاد والتي تعرف بـ 3D – Printer وأيضاً تعرف بـالطابعة الذكيّة، أحد أهم الإختراعات والقفزات التكنولوجية المـُدهشة التي أحدث ثورة تكنولوجيّة مدهشة كما يصنفها الخُبراء والتي يجب أن تكون في كل منزل، بل يجب يتعلم التعامل معها الصغير قبل الكبير.

والآن دعونا نعرّفكم بإختصار تاريخ 3D-Printing.

بدأت تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد في أولى بدايتها في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بالولايات المتحدة الأمريكية MIT تحت شركة يطلق عليها 3D Systems لتسجّل مع بداية التسعينيات من قبل المعهد بالعلامة التجارية المعروفة وهي " الطباعة ثلاثية الأبعاد 3D Printing واختصرت لتصبح 3DP مع بداية عام 2011، وتم منح الرخصة للشركات لإستخدام الطابعة والترويج لها.

كيف تعمل الطابعة وأنواعها؟
تصنف الطرق التي تعمل بها الطابعة إلى عدّة طرق وأنواع معتمدة على أسس مختلفة وهي:
1- الطباعة بإستخدام البلمرة الضوئية
2- الطباعة النقطية
3- الطباعة بإستخدام المواد اللاصقة
4- الطباعة بإستخدام التبليين الحراري
5- الطباعة بإستخدام مسحوق الطباعة
6- الطباعة بإستخدام الشرائح
7- الطباعة بإستخدام الطاقة الكهربائية

ولكل منهم مواد خاصة وطريقة معينة تتبعها عملية الطباعة، وتنقسم أيضاً الطابعة إلى ثلاث أنواع شهيرة:
1- الطابعة الضوئية
2- طابعة الليزر
3- طابعة البناء بالترسيب المنصهر

يتطلب العمل على الطابعة المعرفة البرمجية الجيدة ببرامج التصميم الخاصة بالطابعة ولذلك تم توفير العديد من البرمجيات السهلة والمرنة CAD المختصة بالرسم والتصميم ومن ثم تصديرها بصيغة stl وهي الصيغة التي تتعامل معها الطابعة، وذلك طوّرت العديد من الشركات البرمجية برامج خاصّة ومفتوحة المصدر أشهرها:

•OpenSCAD
• Blender
• عملاق التصميم الميكانيكي برنامج Solid Work
كل هذه البرامج تستطيع تحميلها ثم البدء في تصميم القطعة التي تريدها أو اللعبة التي يحلم بها طفلك أو المجسم التي تود أن تراه أمام عينيك.
وفي ذات الوقت أيضاً وفرت بعد الشركات مواقع إلكترونية ومنصّات للتصميم مُباشرة على الإنترنت دون الحاجة إلى تنصيب برمجيات على جهاز الحاسوب تسهيلاً للوقت وأكثر سرعة أشهر هذه المواقع:

• موقع TinkerCad من شركة AUTODESK
• موقع thingiverse
• موقع myminifactory

كيف تتم عملية الطباعة؟
ت
تعامل الطابعة ثلاثية الأبعاد مع نظام برمجي مفتوح المصدر يُسمى ( G-CODE ) فالطابعة عبارة عن جهاز آلي ميكانيكي يحتاج إلى أوامر لتنفذها وهذه الأوامر تأتي على شكل أكواد برمجية مخصّصة من خلاله تفهم الطابعة طبيعة المنتج التي تود تصميمه وإخراجه مثل: درجة حرار انصهار المادة الخام وسمك الطبقة الواحدة واتجاهات المحركات لرسم الطبقة وعدد الطبقات أيضاً، كذلك كمية المادة الخام المستخدمة وحجم المجسم وعدد النسخ ويمكن أيضاً التحكّم في سرعة الطباعة والتنفيذ عن طريق هذه الأوامر.
أشهر البرامج مفتوحة المصدر والتي تعمل على نقل التصميم من تصميم ثلاثي إلى أكواد برمجية من ( G-Code ) عن طريق خطوات بسيطة جداً وسريعة:
Slic3r
Cura
Kisslicer
Pronterface
فبهذه البرمجيات وبعد توصيل الطابعة بجاهز الحاسوب تستطيع التحكم في الطابعة وتسخينها لإدخال المادة الخام المستخدمة في عملية التصنيع ثم تثبيت الطابعة والضغط على نقطة البداية لتبدأ عملية الطباعة والتي لا تستغرق إلى وقت قصير من الزمن.
ولنختصر خطوات الطباعة بخمس خطوات بسيطة:
1- الإستعانة بالبرامج الحاسوبية لتصميم المجسّم.
2- تكوين النموذج الثلاثي الأبعاد: وفي هذه المرحلة يتم نقل التصميم إلى نموذج من طبقات تلو الأخرى ليصبح ماديّاً وملموساً.
3- تقطيع المجسّم إلى طبقات رقيقة ثنائيّة الأبعاد: هنا يتم تقسيم النموذج وتقطيعه إلى طبقات ثنائيّة الأبعاد تميّز بأنها رقيقة جداً.
4- إذابة الطبقات الرقيقة البلاستيكيّة والمعدنيّة.
5- الإنتهاء من الطباعة ثلاثية الأبعاد: لا يعد الأمر سهلاً وسريعاً، ففي العادة قد يستغرق طباعة مجسّم واحدٍ إلى وقتٍ طويل يتفاوت بين 4-18 ساعة بحسب نوع المجسّم وحجمه ودقّته والمواد المستخدمة فيه.
ولنأتي إلى النقطة الأكثر أهميّة والأروع في كل ذلك الأمر، وهو استخدامات هذه الطابعة السحريّة والتي بطبيعة الحال سوف نعرف منها أهميتها ؟، فالطابعة اقحمت نفسها في كل المجالات بل أصبحت مُعينة للحرفيّن والأطباء، ووفّرت اليد العاملة والمصانع الكبيرة الضخمة إلى آلة صغيرة كحجم طابعة الأوراق المعروفة تقريباً.
نستعرض معكم أهم استخدامات هذه الطابعة:

1- في المجال الطبّي
ساعدت الطابعة في المجال الطبي بشكل مؤثّر كصناعة القلب وتركيبه للمرضى المحتاجين وطباعة الأجنّة البشريّة للكشف الدقيق والمبكر ومعرفة التشوّهات وكذلك في صناعة الذراع واليد والأطراف الصناعيّة لذوي الإحتياجات الخاصة.

2- في مجال الروبوت والإلكترونيات
تستخدم في تصميم هياكل الروبوت والدوائر الإلكترونية بشكل أسهل وأسرع.

3- مجال الملابس والأحذية
فحتى في الملابس والأحذية كان للطابعة نصيباً، فتستطيع وباستخدام مواد خام خاصّة أن تصمّم ملابسك وحذاءك الخاصّ وأنت في منزلك.

4- في مجال الألعاب والدمى
من المؤكد أنك رأيت مجسّم لشخصية كرتونيّة أو بطل خارق يحبّه طفلك، من خلال الطابعة تستطيع طباعة ما تُحبّ وباستخدام نماذج مصمّمة وجاهزة يمكنك تحميلها من مواقع إلكترونية مجاناً في كثير من الأحيان.
وهناك أيضاً العديد من المجالات الأخرى: كالقطع الميكانيكيّة والكهربائية، وفي المجالات الفنيّة والزينة، المجوهرات والاكسسورات، في الأغذيّة، في علوم الفضاء والتعليم.

والآن بعد أن تعرّفت معنا على الطابعة ثلاثية الأبعاد، شاركنا برأيك عبر منصاتنا الاجتماعيّة وأخبرنا هل تود اقتنائها وكيف ترى مستقبلها في ليبيا؟

اقرأ التالي
لقيته عالفيس
بقلم
عبد السلام صوفي
تطبيقات ذكية ليبية (1): نحو مجتمع ليبي ذكي
بقلم
محمد غاندي حمّود
تقنية الأردوينو والمنازل الذكيّة
بقلم
محمد غاندي حمود

حقوق النشر © الواو لیبیا 2020. جمیع الحقوق محفوظة.

(الآراء الواردة أدناه تعبّر عن رأي الكاتب، ولا تعكس بالضرورة وجهة نظر موقع الواو.)