دليل الطباعة ثلاثية الأبعاد للمبتدئين

أطراف ومفاصل طبية مطبوعة؛ هياكل سيارات وألعاب مطبوعة؛ مباني تمت طباعتها بالكامل في وقت قصير؛ بالتأكيد إنك سمعت بهذه الكلمات طالما تقرأ المقال الآن. نعم إنها حقيقة؛ تستطيع أن تحول أي فكرة في رأسك إلى حقيقة بضغطة زر.إنها الطباعة ثلاثية الأبعاد أحد أهم ركائز الثورة الصناعية الرابعة

 تقديم 

في البداية عند قراءتك لأحد المقالات أو مشاهدتك لأحد الفيديوهات التي تتحدث عن الطباعة ثلاثية الأبعاد وتظهر إمكانياتها يبدو الأمر وكأنه خيال علمي. ترسم شيء على الحاسوب ومن ثم تضغط على زر طباعة وتقوم هذه الآلة ببناء منتج حقيقي من الصفر ويكون جاهز للاستخدام بعد الطباعة مباشرة أول شيء يدور في ذهنك هو أن هذه الآلة معقدة جدا وباهظة الثمن ومتوفرة فقط عند الشركات والمصانع الكبرى وبأي حال من الأحوال لا يمكنني أبدا كشخص عادي الحصول عليها أو استخدامها. أنت مخطئ؛ الطابعة ثلاثية الأبعاد متوفرة وفي بلدك ويمكنك الحصول عليها وبتكلفة معقولة ويستطيع أي شخص يتعامل مع الحاسوب أن يستخدمها بدون أي معرفة سابقة للتصميم أو الإلكترونيات. سوف نتعلم في هذا الدليل أساسيات الطباعة ثلاثية الأبعاد ومكونات الطابعة التفصيلية وكيف تعمل وخطوات الطباعة خطوة خطوة و بكل تفصيل من بداية الفكرة إلى تصميم المنتج ومن ثم طباعته وتشطيبه. سوف تتعرف على الأشياء المذهلة التي تستطيع الطابعة صنعها وطريقة طباعتها بنفسك امنح نفسك بعض الوقت والتركيز فالأمر أكثر من رائع.

أنواع الطابعات ثلاثية الأبعاد

١ -الطابعات الضوئية: وفيها يتم تسليط الضوء على المادة الخام وهي عبارة عن مونيمر حساس للضوء فيتصلب ويكون الطبقات المتتالية مثل الطابعات التي تعمل عبر تقنيات DLP، SLA 

٢ -طابعات الليزر: نفس فكرة الطابعات الضوئية ولكن يتم استخدام الليزر بدل من الضوء مثل الطابعات التي تعمل عبر تقنيات SLM , SLS 

٣ -طابعات الثرمو بلاستيك أو البناء بالترسيب المنصهر: وهي الأكثر انتشارا وفيها يتم صهر البلاستيك ومن ثم نفثه على هيئة طبقات متتالية سنتناول في هذا الدليل بالتفصيل طابعات الثرمو بلاستيك لأنها الأكثر انتشارا و توافرا وجودة الطباعة بها جيدة و سعرها غير مكلف.

هل يمكن استخدام الطابعة في المصانع وهل هي سريعة؟

الأمر يتعلق بالكمية فإذا أردت تصنيع منتج معين من تصميمك أو تعديلك وبكمية صغيرة فالطباعة هي الخيار. الأمثل وإن أردت تصنيع كمية كبيرة من منتج معين بدون أي تعديل فعليك بالقوالب 

هل البلاستيك فقط هو المادة المستخدمة في الطباعة؟ 

بالطبع لا هناك الكثير من المواد مثل المعادن كالحديد. والذهب، ولكن هذه الطابعات مكلفة بعض الشيء وهناك الكثير من أنواع البلاستيك حتما ستكون مفيدة للعديد من الأغراض والاستخدامات فهناك الصلب و المرن و المخلوط ببعض المعادن .

هل هذه الطابعة خطيرة وغير آمنة في المنزل؟ 

الطابعة آمنة تماما وتستخدم بالفعل في المكاتب والمنازل ومنطقة التسخين عبارة عن ٢ سم فقط، ولكن يجب توخي بعض الحذر خاصة عند وجود الأطفال ومراعاة التهوية الجيدة لتجنب الآثار الضارة لأبخرة بعض المواد.

خطوات الطباعة ثلاثية الأبعاد من الفكرة إلى المنتج 

أولا الفكرة 

وهي أولى الخطوات نحو تصنيع منتجك الأول وتأتي إما بمشاهدتك للمنتجات والأفكار الأخرى ورغبتك في التعديل عليها أو الإضافة لها وإما بإبداعك و تأليفك في صناعة منتج لأداء غرض معين أو للقيام بمهام جديدة قبل الشروع في فكرة جديدة تمهل قليل وابحث عليها فربما يكون سبقك أحد ويأتي دورك في تعديلها وتحسينها

thingiverse

"هو مستودع الأفكار والأشياء التي يمكن صناعتها بالطباعة ثلاثية الأبعاد حيث يتشارك فيه المستخدمون من جميع أنحاء العالم أفكارهم وتصميماتهم وإتاحتها للتحميل المجاني والتعديل فيها

ثانيا تحويل الفكرة إلى تصميم ثلاثي الأبعاد

إذا لم يكن لك أي خبرة في مجال التصميم ثلاثي الأبعاد يكفيك البحث عن الفكرة التي تريد واختيار أحسن التصميمات ومن ثم البدء في الخطوة التالية تصميم المنتج من الصفر يكون بأحد البرامج المخصصة للتصميم ثلاثي الأبعاد ويمكن لأي برنامج تصميم أن ينتج الملفات القابلة للطباعة فقط عليك حفظ أعمالك بصيغة اس تي ال وهي الصيغة المتعارف عليها في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد.

tinkercad

إذا لم يكن لديك الخبرة الكافية في البرامج الاحترافية فهناك الكثير من الحلول والبرامج السهلة والموجهة للمبتدئين وأشهرهم برنامج تينكر كاد وهو عبارة عن تطبيق ويب يعمل من متصفح الإنترنت مباشرة ويمكنك من إنتاج ما تشاء من تصميمات وتخصيصها

ثالثا تعديل وتصحيح الملف الناتج من برامج التصميم 

وهي خطوة مهمة لتجنب الخطأ أثناء الطباعة وتجهيز التصميم للخطوة التالية وهي تكوين الجي كود بشكل سليم. أحد أشهر هذه البرامج المجانية والفعالة هو برنامج مشميكسر 

رابعا: تحويل التصميم إلى أوامر تفهمها الطابعة 

في هذه الخطوة سنقوم بتحويل التصميم ثلاثي الأبعاد إلى أوامر تستطيع الطابعة فهمها والتعامل معها عن طريق الاستعانة بأحد البرامج المخصصة لذلك ومن أشهر هذه البرامج هو برنامج كيورا 

كما عرفنا الطباعة ثلاثية الأبعاد عبارة عن تصنيع بالإضافة أي بناء طبقة فوق الأخرى حتى يكتمل بناء المنتج. الجي كود هو الملف الذي يحتوي على جميع الأوامر اللازمة للطابعة لبناء هذه الطبقات ومن أشهر هذه الأوامر 

١ -شكل وحجم سطح الطباعة وقطر فوهة الطباعة 

٢ -قطر المادة الخام ودرجة انصهارها ومقدار سحبها

٣ -عدد الطبقات اللازمة لبناء المنتج والوقت المستغرق في الطباعة

٤ -سمك الطبقة الواحدة الذي يتحكم في دقة الطباعة

٥ -سرعة المحركات أثناء الطباعة والانتقال من نقطة لأخرى

٦ -نسبة و شكل الحشو الداخلي الذي يتحكم في كثافة المنتج

٧ -المادة الداعمة للبناء وشكلها وكثافته والكثير من الأوامر الأخرى 

خامسا تجهيز الطابعة

في هدة الخطوة يتم تجهيز الطابعة لبناء المنتج من تثبيت سطح الطباعة و التسخين المسبق لإدخال المادة الخام والتأكد من سلامة المحركات وسهولة انفكاك الخيط من بكرة الخام ونفث القليل من المادة الخام للتأكد من أن كل شيء على ما يرام قبل الطباعة مباشرة ومن ثم توصيل الطابعة بالحاسوب أو تحميل الجي كود على بطاقة الذاكرة الخاصة بالطابعة

سادسا عملية الطباعة الفعلية 

بعد تجهيز الطابعة وتحميل الجي كود إليها نقوم بتشغيل الطابعة فيتم بناء الطبقة الأولى بسرعة أقل ودرجة حرارة أعلى لتثبيتها جيدا في سطح الطباعة ثم تشرع في بناء الطبقات الأخرى حسب ما سبق إعداده في الجي كود إلى إن تنتهي من المنتج

أخيرا تشطيب المنتج وتجهيزه للعرض

تحتاج بعض المنتجات بعد الطباعة إلى بعض التشطيبات من إزالة الزوائد الداعمة إن وجدت والصنفرة للتنعيم وأخيرا التلوين والتلميع