مقالات

أحمد المهدي المجدوب

اساسيات التصنيع الاضافي في الطباعة ثلاثية الابعاد

أرشيف الكاتب
2021/12/01 على الساعة 16:59

 نظرا لاهمية التصنيع الاضافي الذي يزاد تطبيقه بشكل كبير عالميا، وكما سبقت الاشارة إليه في مقال سابقا، وبالتالي لزيادة التوضيح فهو بشكل مختصر بدلا من الطرق القديمة المتمثلة في نحت جزء قابل للاستخدام من كتلة كبيرة من المواد، فإن التصنيع الإضافي يبني كائنًا طبقة تلو الأخرى، التصنيع الإضافي ("Additive Manufacturing "AM) هو اسم مناسب لوصف التكنولوجيات التي تبني كائنات ثلاثية الأبعاد عن طريق إضافة طبقة فوق طبقة من المواد، سواء كانت المادة بلاستيكية أو معدنية أو خرسانية أو قد تكون ذات يوم نسيج بشري.

من المعروف في تكنولوجيات التصنيع الاضافي، تتم باستخدام الحاسوب وبرامج النمذجة ثلاثية الأبعاد (التصميم بمساعدة الحاسوب) ومعدات الآلة ومواد الطبقات، فبمجرد إنتاج الرسم بمساعدة الحاسوب، فتتولى الطابعة ثلاثية الابعاد عن طريق ملفها الرقمي فراءة البيانات من ملف الرسم ويتم وضع أو إضافة طبقات متتالية من السائل أو المسحوق أو مادة الألواح أو غيرها، بطريقة طبقة فوق طبقة لتصنيع كائن ثلاثي الأبعاد.

يشمل مصطلح التصنيع الاضافي العديد من التكنولوجيات بما في ذلك مجموعات فرعية مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد والنماذج الأولية السريعة والتصنيع الرقمي المباشر والتصنيع متعدد الطبقات.

تطبيق التصنيع الاضافي لا حدود له، حيث ركز الاستخدام المبكر لـه في شكل النماذج الأولية السريعة على نماذج تصور ما قبل الإنتاج، وفي الآونة الأخيرة يتم استخدامه لتصنيع منتجات للاستخدام النهائي في العديد من المجالات، والتي سياتي التطرق لها عتد التحديث حول التطبيقات العملية للطباعة ثلاثية الابعاد.

بعد عام 2020 المضطرب، أصبح التصنيع الإضافي موضوعا هاما لدي الكثير من الشركات العالمية الكبيرة والصغيرة، فعلى الرغم من أزمة جانحة كورونا، يستمر التصنيع الإضافي في النمو. 

بدلا من الطرق القديمة المتمثلة في نحت جزء قابل للاستخدام من كتلة كبيرة من المواد، فإن التصنيع الإضافي يبني كائنًا طبقة تلو الأخرى، ومن المتوقع أن يصل التصنيع الإضافي إلى صناعة تبلغ قيمتها 51 مليار دولار بحلول عام 2030.

التصنيع الإضافي ("Additive Manufacturing "AM) هو اسم مناسب لوصف التكنولوجيات التي تبني كائنات ثلاثية الأبعاد عن طريق إضافة طبقة فوق طبقة من المواد، سواء كانت المادة بلاستيكية أو معدنية أو خرسانية أو قد تكون ذات يوم نسيج بشري.

من الشائع في تكنولوجيات التصنيع الاضافي استخدام الحاسوب وبرامج النمذجة ثلاثية الأبعاد (التصميم بمساعدة الحاسوب) ومعدات الآلة ومواد الطبقات، فبمجرد إنتاج الرسم بمساعدة الحاسوب، فتتولى الطابعة ثلاثية الابعاد عن طريق ملفها الرقمي فراءة البيانات من ملف الرسم ويضع أو يضيف طبقات متتالية من السائل أو المسحوق أو مادة الألواح أو غيرها ، بطريقة طبقة فوق طبقة لتصنيع كائن ثلاثي الأبعاد.

يشمل مصطلح التصنيع الاضافي العديد من التكنولوجيات بما في ذلك مجموعات فرعية مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد والنماذج الأولية السريعة والتصنيع الرقمي المباشر والتصنيع متعدد الطبقات.

يعد التصنيع الإضافي حاليا  أنقى تكنولوجيات التصنيع الرقمي المتاحة، إذ لا يتطلب الأمر أدوات أو إصلاحا وله تكاليف تحويل تقترب من الصفر في نقل ملف من طابعة إلى أخرى ومن موقع إلى آخر، ويعد هذا خروجا واضحا عن الطريقة التي تم بها التصنيع على مدار الازمنة الماضية، فالآن تعمل تطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد في التصنيع على تحويل العديد من الصناعات، ومع الاستثمارات التي يتم إجراؤها عبر النظام البيئي الإضافي، فقد تغلغلت الطباعة ثلاثية الأبعاد في كل خطوة من خطوات عملية الإنتاج تقريبا. تطبيق التصنيع الاضافي لا حدود له، حيث ركز الاستخدام المبكر لـه في شكل النماذج الأولية السريعة على نماذج تصور ما قبل الإنتاج، وفي الآونة الأخيرة يتم استخدامه لتصنيع منتجات للاستخدام النهائي في العديد من المجالات، والتي سياتي التطرق لها عتد التحديث حول التطبيقات العملية للطباعة ثلاثية الابعاد.

وفقًا لدراسة أجرتها (SmarTechAnalysis)  فقد حقق سوق تصنيع المواد المضافة العالمي بالفعل إيرادات بقيمة 10.4 مليار دولار أمريكي في عام 2019، وبحلول عام 2029 من المتوقع أن تحقق أعمال الطباعة ثلاثية الأبعاد الصناعية حوالي 55 مليار دولار أمريكي سنويا.

توسعت التطبيقات العملية بشكل كبير، وفقًا لدراسة (Jabil's 2019 Additive Materials and 3D Printing) وهي دراسة استقصائية لأكثر من 300 متخصصا مسؤولين عن الطباعة ثلاثية الأبعاد في شركات التصنيع.

لا تزال النماذج الأولية هي التطبيق الأكثر استعمالا بشكل عام، ومع ذلك فإن تطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد الأخرى في التصنيع آخذة في الازدياد، فعلى سبيل المثال، تضاعف عدد المستجيبين الذين يستخدمون الطباعة ثلاثية الأبعاد لأجزاء الإنتاج تقريبا منذ أواخر عام 2017، حيث ارتفع من 27 بالمائة إلى 52 بالمائة، ومن بين الصناعات التي تم باستطلاعها من قبل خبراء عالميين، تستخدم الإلكترونيات الاستهلاكية الطباعة ثلاثية الأبعاد لهذا الغرض أكثر من غيرها، في الوقت نفسه غالبا ما تستخدم صناعة السيارات الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنتاج العديد من القطع، حيث أكد 57 بالمائة أنهم يفعلون ذلك.

الأجهزة الطبية رائدة في مجالات عملية متعددة، فضلاً عن البحث والتطوير، ومن المرجح أن تستخدم صناعة النقل الطباعة ثلاثية الأبعاد للإصلاح والصيانة.

تعدد أسباب زيادة تطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد في التصنيع مقنعة، حيث أفاد جميع المستجيبين تقريبا وذلك وفقا للاستطلاع المشار إليه، فإن الطباعة ثلاثية الأبعاد أسرع من التصنيع التقليدي، ففي الواقع أفاد 25 في المائة أنه يمكن أن يكون أسرع بمقدار 20 مرة، ولكن معظمهم أفادوا أنه أسرع مرتين على الأقل، وفي الوقت الذي تكون فيه سرعة الوصول إلى السوق أمرا ضروريا، يمكن أن يحقق التصنيع الإضافي فوائد عديدة في هذا المجال، وبالإضافة إلى ذلك أفاد المشاركون أن الطباعة ثلاثية الأبعاد يمكن أن تمكن الشركات المصنعة من:

- خفض تكاليف الإنتاج.
- التعامل مع الوظائف لمرة واحدة بشكل أكثر كفاءة.
- زيادة أوقات الاستجابة لقضايا خط الإنتاج.
- إزالة احتياجات الأدوات باعتبارها عنق الزجاجة في التصنيع.
- دعم التصنيع الموزع.

مع الاخذ في الاعتبار إعتماد الفوائد الدقيقة المستمدة من الطباعة ثلاثية الأبعاد على التكنولوجيا المستخدمة.  

مع زيادة الاستخدامات واكتشاف تطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد الجديدة في التصنيع، سيتم فتح المزيد من الفوائد، وستشجع هذه الفرص الشركات الصغيرة على تجربة تطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد الجديدة وتغيير أساليبها في النهاية، للتصميم والتصنيع والإنتاج، وفي المستقبل القريب ستكون الطباعة ثلاثية الأبعاد ممارسة إنتاج راسخة عبر الصناعات وستغير كيفية تصنيع شركات العالم لمنتجاتها.

بعون الله سيكون المقال التالي حول التطبيقات العملية للطباعة ثلاثية الابعاد في مجال تصنيع النماذج والقوالب. 

م. احمد المهدي المجدوب

كلمات مفاتيح : علوم وتكنولوجيا،
لا تعليقات على هذا الموضوع
آخر الأخبار
إستفتاء
برأيك، على أي أساس سيكون التصويت في الرئاسية؟
البرنامج الإنتخابي
الإنتماء الجهوي والقبلي
المال السياسي
معايير أخرى
لا أدري / غير مهتم
كود التحقق :
+
إعادة
لمتابعة ليبيا المستقبل
جميع المقالات والأراء التي تنشر في هذا الموقع تعبر عن رأي أصحابها فقط، ولا تعبر بالضرورة عن رأي إدارة الموقع