الطباعة ثلاثية الأبعاد هي تقنية تصنيع مضافة تستخدم لإنتاج الأجزاء. يطلق عليها اسم "مضافة" لأن هذه الطريقة لا تعتمد على قطعة واحدة من المواد أو قالب لإنشاء كائن مادي. بدلاً من ذلك، تقوم ببناء الكائن عن طريق تكديس ودمج طبقات من المواد.
عادةً ما توفر هذه التقنية سرعات إنتاج سريعة وتكاليف تركيب منخفضة ثابتة، وهي قادرة على إنشاء أشكال هندسية أكثر تعقيدًا من تقنيات التصنيع التقليدية. علاوة على ذلك، فإن مجموعة المواد المستخدمة في الطباعة ثلاثية الأبعاد تتوسع باستمرار. لقد وجدت تطبيقًا واسع النطاق في الصناعة الهندسية، وخاصة للنماذج الأولية وإنشاء أشكال هندسية خفيفة الوزن.
غالبًا ما يرتبط مصطلح "الطباعة ثلاثية الأبعاد" بثقافة صانعي الأشياء والهواة والمتحمسين، ويشمل طابعات سطح المكتب وتقنيات الطباعة التي يمكن الوصول إليها مثل FDM والمواد منخفضة التكلفة مثل ABS و PLA (سنشرح هذه الاختصارات لاحقًا). تُعزى هذه الظاهرة إلى حد كبير إلى إضفاء الطابع الديمقراطي على الطباعة ثلاثية الأبعاد، وخاصة صعود حركة RepRap، مما أدى إلى توفير آلات سطح مكتب بأسعار معقولة مثل MakerBot و Ultimaker الأصليين. أدى هذا التطور أيضًا إلى النمو الهائل لتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في عام 2009.
التطبيق الواسع للتصنيع الإضافي
بالمقارنة مع الطباعة ثلاثية الأبعاد، فإن التصنيع الإضافي هو مفهوم أوسع يشمل مجموعة متنوعة من التقنيات والمواد، مع تطبيقات في الإنتاج الصناعي والرعاية الطبية والفضاء وغيرها من المجالات. يؤكد التصنيع الإضافي على بناء الأشياء عن طريق إضافة المواد طبقة تلو الأخرى، وعادة ما يستخدم للتطبيقات عالية الدقة والأداء العالي.
بشكل عام، في حين أن الطباعة ثلاثية الأبعاد هي شكل من أشكال التصنيع الإضافي، إلا أن هناك اختلافات كبيرة في التكنولوجيا والتطبيقات والموقع في السوق.
على النقيض من ذلك، يرتبط التصنيع الإضافي (AM) دائمًا تقريبًا بالتطبيقات التجارية والصناعية.
يُستخدم مصطلح "النماذج الأولية السريعة" في بعض الأحيان للإشارة إلى تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد. يعود هذا الاسم إلى الأيام الأولى لتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد. في الثمانينيات، عندما تم اختراع تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لأول مرة، أُطلق عليها اسم النماذج الأولية السريعة لأنها كانت تستخدم في المقام الأول للنماذج الأولية بدلاً من إنتاج الأجزاء الفعلية.
تطور التكنولوجيا
في السنوات الأخيرة، نضجت الطباعة ثلاثية الأبعاد لتصبح حلاً ممتازًا لإنتاج الأجزاء. في الوقت نفسه، أصبحت تقنيات التصنيع الأخرى، مثل التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، أكثر اقتصادية وملاءمة، مما يجعلها مناسبة للنماذج الأولية. لذلك، في حين أن البعض لا يزال يعتبر "النماذج الأولية السريعة" مرادفة للطباعة ثلاثية الأبعاد، فإن العبارة تتطور تدريجياً للإشارة إلى جميع أشكال النماذج الأولية السريعة.
باختصار، في حين أن "النماذج الأولية السريعة" أشارت في الأصل على وجه التحديد إلى النماذج الأولية، فقد توسع معناها مع التطورات التكنولوجية ليشمل مجموعة واسعة من طرق التصنيع.
تم تصور الطباعة ثلاثية الأبعاد في الأصل لتسريع تطوير المنتجات الصناعية من خلال النماذج الأولية الأسرع. على الرغم من وجود العديد من براءات الاختراع ذات الصلة قبل ذلك، يعتبر تشاك هول بشكل عام مخترع الطباعة ثلاثية الأبعاد. في عام 1984، حصل على براءة اختراع جهاز الستيريوثوليثوغرافي (SLA)، والذي أصبح تقنية رائدة للطابعات ثلاثية الأبعاد.
وضع اختراع هول الأساس لتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد اللاحقة وعزز تطوير التصنيع الإضافي، والذي لا يزال يستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات اليوم.
وضعت هذه الاختراعات والشركات المبكرة الأساس للتطور المزدهر لتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد.
جعلت هذه التطورات تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في متناول الجميع، مما أدى إلى تطبيقها وابتكارها في مختلف القطاعات.
منذ عام 2018، في حين أن الضجيج الإعلامي المحيط بالطباعة ثلاثية الأبعاد قد انخفض بشكل كبير، فقد وصل الاهتمام بالتطبيقات التجارية للشركات بجميع أحجامها إلى أعلى مستوى على الإطلاق. اليوم، تقوم الآلاف من الشركات بتصنيع الطابعات ثلاثية الأبعاد وتقدم مجموعة واسعة من الخدمات التي تستخدم تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد.
تمثل هذه المرحلة نضج تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، حيث بدأت الشركات في دمجها في عمليات الإنتاج الخاصة بها للتطبيقات في مجموعة متنوعة من المجالات، بما في ذلك النماذج الأولية والتصنيع المخصص والطب والفضاء. أدت التطورات التكنولوجية باستمرار إلى تحسين كفاءة وفعالية تكلفة الطباعة ثلاثية الأبعاد، مما أدى إلى زيادة اعتمادها على نطاق واسع.
