الطباعة الثلاثية الأبعاد... 5 مفاهيم خاطئة

الطباعة الثلاثية الأبعاد... 5 مفاهيم خاطئة

تنشئ هياكل داخلية معقدة وهندسات دقيقة لا يمكن بناؤها بالصناعات التقليدية
السبت - 3 صفر 1440 هـ - 13 أكتوبر 2018 مـ رقم العدد [ 14564]
واشنطن: ريتشارد دافاني
كأي تقنية أخرى سريعة التطور، يحيط بالطباعة الثلاثية الأبعاد، التي تعرف تقنياً بـ«التصنيع بالمواد المضافة»، عدد من المفاهيم الخاطئة. ففي الوقت الذي تتمحور فيه آخر النقاشات حول الأسلحة النارية المطبوعة بالأبعاد الثلاثية، تعود غالبية القضايا العملية في هذا المجال إلى نشوء تقنيات صناعية جديدة. فقد أدّت الثقافة الناتجة عن الابتكار إلى نشوء بعض المفاهيم المغلوطة التي تلازم هذه الصناعات. وفي ما يلي، ستتعرفون إلى أكثر هذه المفاهيم شيوعاً:
- طباعة تجسيمية
1. الطباعة الثلاثية الأبعاد بطيئة مكلفة. ففي بداياتها، كانت الطباعة الثلاثية الأبعاد بالفعل بطيئة بشكل سيء، وتتطلب معدات باهظة الثمن، ومواد مختارة، إلى جانب كثير من التجارب والأخطاء المضجرة غير اللازمة، الهادفة لتحقيق التحسينات. وفي عام 2015، أوردت مجلة «كوارتز» أن الطابعات الثلاثية الأبعاد «لا تزال بطيئة، غير دقيقة، تطبع منتجاً واحداً في كل مرة، وأن هذا الأمر لن يتغير في وقت قريب».
ولكن مجموعة متنوعة من التقنيات الجديدة المستخدمة في التصنيع بالمواد المضافة أثبتت أنّ هذه الافتراضات خاطئة، إذ تستطيع طابعات «سينغل باس جيتينغ» Single Pass Jetting من «ديسكتوب ميتال»، و«مالتي جيت فيوجن» Multi Jet Fusion من «إتش بي»، و«ديجيتال لايت سينتيزيس» Digital Light Synthesis من «كاربون»، صناعة المنتجات في غضون دقائق، وليس ساعات. وقد أظهرت التجارب المخبرية أنّ كلفة هذه الطابعات تنافسية، مقارنة بالصناعات التقليدية لعشرات أو مئات آلاف الوحدات، فضلاً عن أنّ كثيراً من الطابعات الحديثة تستخدم مواد زهيدة، بدل الاعتماد على المواد الأولية المسجلة الملكية، الأمر الذي يؤدي إلى تراجع الكلفة بشكل سريع ملحوظ.
2. عمل الطابعات الثلاثية الأبعاد محصور بالمنتجات الصغيرة. تأتي الطابعات الثلاثية الأبعاد بمقاسات صغيرة، حيث إنها تحتاج إلى علب محكمة الإغلاق لتعمل كما يجب، مما يجعل غالبيتها مجرد آلات للطبع. وقد اعتبر نيك آلن، أحد أول الداعمين لتقنية الطباعة الثلاثية الأبعاد، في إحدى المرات، أن إنتاج أي شيء يفوق قبضة اليد حجماً بكميات كبيرة هو مضيعة للوقت.
إلا أن بعض التقنيات، كـ«بيغ إيريا أديتيف مانوفاكتورينج» (Big Area Additive Manufacturing)، تعمل في الهواء الطلق، وتنتج قطعاً عالية المرونة، وتستخدم لبناء منتجات كبيرة، من السيارة إلى الطائرات المقاتلة. ومن ناحية أخرى، يعتمد أسلوب جديد في البناء على «روبوت طباعة» متنقل، يعمل تدريجياً على إضافة مواد سريعة التصلب لإتمام مهمته. وتجدر الإشارة إلى أن شركة «سبرينغ» الألمانية استخدمت وسائل الطباعة الثلاثية الأبعاد لبناء جسر كامل للمشاة.
- منتجات متنوعة
3. منتجات الطابعات الثلاثية الأبعاد سيئة النوعية. يدرك أي شخص يحمل سلسلة مفاتيح مصنوعة بالطباعة الثلاثية الأبعاد أن أصعب جزء في هذه التقنية هو ضمان خروج المنتج بشكل جيد. فعندما يصار إلى طباعة طبقة فوق طبقة أخرى، لا يحصل المرء على النتيجة المرضية التي يحصل عليها عبر الصناعة التقليدية. وكان ليام كيسي، الرئيس التنفيذي لشركة «بي سي إتش إنترناشيونال» (PCH)، قد صرّح عام 2015 بأن أي جهاز يستخدمه الناس اليوم لن ينال رضا المستهلكين إذا ما تمّت صناعته بواسطة الطباعة الثلاثية الأبعاد.
إلا أن بعض التقنيات، كـ«ديجيتال لايت سينتيزيس»، تقدم تصميمات عالية الجودة منذ بداية عملية الصنع، لأنها لا تعتمد مبدأ الطبقات، بل تقدّم منتجات تتألف من وحدة متراصّة، تنشأ بسلاسة من المادة السائلة، تماماً كما يفعل الروبوت المعاد تجميعه في أفلام «ترمينيتور». كما تعمل طابعات صناعية أخرى على بناء أنظمة آلية هجينة تدمج بين المنتجات المطبوعة بالأبعاد الثلاثية مع لمسات نهائية تقليدية.
عندما ننظر إلى موضوع النوعية من زاوية أوسع، نرى أن الصناعة بالإضافة قد تساهم في تحسين المنتجات التقليدية، لأن الطباعة الثلاثية الأبعاد تستطيع إتمام بناء هياكل داخلية معقدة، وهندسات دقيقة لا يمكن بناؤها عبر الصناعات التقليدية؛ تعمل شركة «بوينغ» اليوم مثلاً على تثبيت دعامات مصنوعة بالإضافة في طائراتها. وتأتي هذه الدعامات بوزن أقل بكثير من نظيراتها التقليدية، ولكنها أكثر قوة منها، لأنها تتميز بتصميم يشبه خلية النحل لم يكن صنعه ممكناً من قبل. كما تعمل شركة «أديداس» حالياً على صناعة حذاء جري بمشابك مركبة أقوى وأفضل لامتصاص الصدمات من الأحذية التقليدية.
- أعضاء صناعية
4. الطباعة الثلاثية الأبعاد تنتج أعضاء صناعية. تعتبر الطباعة البيولوجية واحدة من أهم مجالات الصناعة بالإضافة. يموت آلاف الناس سنوياً وهم ينتظرون العثور على قلوب وكلى وغيرها من الأعضاء لزراعتها مكان أعضائهم التالفة. ومن هنا، فإن تعميم فكرة الأعضاء الصناعية سيساهم في القضاء على واحد من أسباب الوفاة الرئيسية في الولايات المتحدة.
حتى اليوم، تم إحراز تطور ملحوظ في مجال الطباعة الثلاثية الأبعاد المتخصصة في الأطراف الصناعية وتقويم الأسنان، حتى أنّ معظم التقنيات السمعية المساعدة تنتجها اليوم الصناعة بالإضافة. ولكن لماذا لم تشمل هذه التطورات صناعة الأعضاء؟ توقع مقال نشرته شبكة «سي إن إن» عام 2014 أن تصبح الأعضاء المطبوعة حقيقة في وقت قريب، على اعتبار أن التشغيل الدقيق لهذه الآلات يستطيع إنتاج أنظمة الأوعية الدموية المطلوبة لإحياء الأعضاء. كما كانت مجلة «سميثسونيان» بدورها قد أعلنت عام 2015 أن «الأطباء سيصبحون قريباً قادرين على طباعة عضو بشري عند الطلب».
ولكن لا يزال على العلماء أن يتجاوزوا المشكلة الأساسية في مسألة الإحياء. فصحيح أنه يمكننا أن نطور نسيجاً لدعم الأنسجة الحية، وأن نضيف نوعاً من «حبر الخلية» مستمد من خلايا المتلقي الجذعية لصناعة النسيج، ولكننا لم ننجح بعد في إنتاج شبكة مجهرية من الأوعية الشعرية لتغذية هذا النسيج بالأكسيجين.
ويركّز أكثر الأعمال الواعدة في هذا المجال حالياً على إنتاج الجلد الصناعي، الذي يعتبر مصدر اهتمام كبير لشركات التجميل التي تبحث عن مخزون غير محدود من الجلد لاختبار منتجاتها الجديدة. ويعتبر الجلد العضو الأسهل للصناعة لأنه ثابت نسبياً، ولكن النجاح المطلق في هذا المجال لا يزال يحتاج إلى سنوات. أما الأعضاء الأخرى، فلا تزال على بعد عقود من التنفيذ الحقيقي، فحتى لو تمكنا من حل مشكلة الأوعية الشعرية، فقد تصل تكلفة طباعة كل عضو إلى مستويات قياسية.
5. المستخدمون الأفراد سيسيطرون على الطباعة الثلاثية الأبعاد. في كتابه «ميكرز: ذا نيو انداستريال رفولوشن» (الصنّاع: الثورة الصناعية الجديدة)، الصادر عام 2012، الذي حقق مبيعات عالية، حاجج كريس أندرسون بأن الطباعة الثلاثية الأبعاد ستكون مركز القيادة في اقتصاد غير مركزي ينتج فيه الأشخاص كميات صغيرة من الأشياء للاستخدام المحلي، من الطابعات المنزلية أو في الورش الجماعية. وفي كتابه الصادر عام 2017 «ديزاينينغ رياليتي: هاو تو سورفايف أند ثريف إن ثيرد ديجيتال رفولوشن» (حقيقة التصميم: كيف نستمرّ وننمو في الثورة الرقمية الثالثة»، صور أندرسون المستقبل بشكل مشابه لما تحدث عنه في كتابه الأول، على أنه عبارة عن مدن مكتفية ذاتياً، يغذيها مجتمع «المختبرات المذهلة».
إلا أن الواقع جاء مغايراً، لأن قلة هم الأفراد الذين اشتروا طابعات ثلاثية الأبعاد، حتى أن معظمها اشترته الشركات والمؤسسات التعليمية، ومن غير المتوقع أن يشهد هذا الاتجاه أي تغيير. ومع الوقت، قد تصل الطباعة الثلاثية الأبعاد إلى مستوى مناقض للذي تحدث عنه أندرسون في رؤيته: عالم تتعزز فيه قوة الشركات الصناعية، وليس الناس العاديين، بواسطة هذه التقنية. فبواسطة الطباعة الثلاثية الأبعاد، يمكن للشركات أن تصنع منتجاً محدداً في أحد الأشهر، ومن ثم أن تغير صناعتها إلى نوع آخر من المنتجات في الشهر التالي، في حال تراجع الطلب على الأول، إذ يستطيع مصنع «جنرال إلكتريك»، في الهند مثلاً، أن يعدل مخرجاته من قطع المعدات الطبية أو التوربينات، بحسب الطلب.

- أستاذ الاستراتيجية في كلية «تاك» للأعمال بجامعة «دارتموث» (خدمة واشنطن بوست)
أميركا Technology

اختيارات المحرر

الوسائط المتعددة