الطابعات الثلاثية الأبعاد تلهم الابتكار... وتقلص النفايات

الطابعات الثلاثية الأبعاد تلهم الابتكار... وتقلص النفايات

طريقة بيئية سريعة لإنتاج أنواع المواد والمنشآت
الاثنين - 9 صفر 1444 هـ - 05 سبتمبر 2022 مـ رقم العدد [ 15987]
منزل بالطباعة الثلاثية الأبعاد

تستخدم الطابعات ثلاثية الأبعاد اليوم لصناعة كل شيء... من المنازل إلى الأعضاء البشرية.
ولكن ما هي الطباعة ثلاثية الأبعاد (التجسيمية)؟ وكيف يمكننا الاستفادة من هذه التقنية الآخذة في التقدم في حياتنا اليومية؟ نقدم لكم فيما يلي كل ما يجب أن تعرفوه عن الطابعات ثلاثية الأبعاد العصرية، وكلفة شرائها، والأشياء التي يمكنكم صناعتها إذا امتلكتم طابعة.


- طباعة تجسيمية
• ما هي الطباعة ثلاثية الأبعاد؟ استخدمت الطباعة ثلاثية الأبعاد في بداياتها لصناعة نماذج أولية متواضعة النوعية ومنتجات لإثبات فكرة معينة باستخدام تقنيات ومواد بناء تقليدية، ولكن الفكرة شهدت تقدماً سريعاً خلال العقد الفائت لتغطي مجموعة متنوعة وواسعة من الاستخدامات والتصاميم.الطباعة ثلاثية الأبعاد، والتي تعرف أيضاً بصفة «تصنيع المضافات» additive manufacturing، هي صناعة جسم ثلاثي الأبعاد وفقاً لتصميم افتراضي أو ملف رقمي. تطبع الطابعة ثلاثية الأبعاد صفوفا متتالية من مادة معينة حتى تتوصل إلى خلق المنتج النهائي، وبذلك، تشكل كل طبقة مقطعا عرضيا رقيقا من الجسم أو المنتج المطلوب.
تتجلى التطورات التي شهدتها الطباعة ثلاثية الأبعاد في مجموعة متنوعة من الاستخدامات والممارسات التي تتراوح بين الأعمال الفنية الهاوية والمحترفة، والمنتجات المصنوعة حسب الطلب، إلى استخدامات أكثر تطوراً في المجال الطبي. تستطيع معظم الطابعات ثلاثية الأبعاد ابتكار منتجات من البداية وحتى النهاية بتتابع سريع، ما يجعلها خياراً ممتازاً لصناعة النماذج التجريبية والنسخ.
• ما هي كلفة الطابعة ثلاثية الأبعاد؟ أصبحت الطابعات ثلاثية الأبعاد المبتدئة بمتناول الجميع لناحية السعر خلال العقد الفائت – من هواة العمل في هذا النوع من الآلات إلى الآباء والأمهات الذين يبحثون عن طابعات لأولادهم. يتراوح سعر الطابعات الصديقة للأولاد بين 100 و300 دولار وتأتي مع أقلام خاصة، بينما تتوفر طابعات الهواة المبتدئين المصممة للاستخدام المنزلي بسعر 300 إلى 500 دولار. في المقابل، ترتفع أسعار آلات الطباعة ثلاثية الأبعاد ذات المستوى الاحترافي إلى مستوى مختلف، لتتراوح بين 1500 و20 ألف دولار بحسب نوعيتها وقدراتها التي تختلف بين طابعة وأخرى مصممة عادةً للمشاريع المعقدة والمنحوتات والمنتجات المصنوعة حسب الطلب.
تحتاج الشركات الكبرى التي تستخدم طابعات ثلاثية الأبعاد لابتكار منتجات أكثر تعقيداً كالمنازل المطبوعة، وقطع العربات والطائرات، وحتى الأعضاء البشرية، إلى مبالغ مالية أكبر بكثير لأن الطابعات الصناعية ليست صعبة المنال فحسب، بل تتطلب ميزانية بالملايين.


- إنتاج بيئي
• كيف تساهم الطباعة ثلاثية الأبعاد في تقليل النفايات؟ الطباعة ثلاثية الأبعاد ليست اختراقاً لصناعة البناء والطب فحسب، لأن التطورات التي شهدتها هذه التقنية تعتبر أيضاً مكسباً كبيراً للبيئة وكذلك للشركات الملتزمة صناعة منتجات وسلع أكثر استدامةً.
تستخدم الصناعات التقليدية مواد أولية أكثر بكثير تلك التي تستخدمها الطباعة ثلاثية الأبعاد، إذ تنتج تجزئة قطع المعادن والبلاستيك الكبيرة الكثير من النفايات، بينما تبني الطباعة ثلاثية الأبعاد هيكلاً أو منتجاً طبقةً بطبقة، أي أنها لا تنتج بقايا أو فائضاً من المواد المستخدمة في العملية.
علاوةً على ذلك، تتسم عملية صناعة النماذج التجريبية والنسخ السريع باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد بسلاسة أكبر بكثير مقارنة بالعمل التقليدي في المصانع، لأن الطابعات ثلاثية الأبعاد تعمل بسرعة وفعالية – ودون أخطاء في معظم الأحيان – ما يخفض مدة العمل وبصمة الكربون التي تنتجها الشركات. وتجدر الإشارة أيضاً إلى أن الطباعة ثلاثية الأبعاد تميل إلى استخدام مواد أولية مستدامة أو مدورة، كالبن المطحون، والتراب، وحتى الطحالب البحرية، والنشارة، ما يعني اعتماد أقل على مواد كالبلاستيك والفولاذ.


- منازل مطبوعة
• متى تصبح المنازل المطبوعة بالأبعاد الثلاثية متوفرة في الولايات المتحدة؟ تقدم اليوم بعض الشركات منازل مطبوعة بالأبعاد الثلاثية في الولايات المتحدة والمكسيك، ولكن لوائح الانتظار الحالية، والمعايير الصارمة، ومشاكل التقسيم المناطقي، تصعب حصول الجميع على هذه المنازل.
انتقل أول المستفيدين من المنازل المطبوعة بالأبعاد الثلاثية إلى منزلهم (مساحته 400 قدم مربع/37 مترا مربعا) في مشروع «كوميونيتي فيرست فيلدج» في أوستن، تكساس، في صيف 2020، ومن المتوقع أن نرى المزيد من المنازل والمكاتب المماثلة في الأشهر والسنوات المقبلة.
• ما هي كلفة المنزل المطبوع بالأبعاد الثلاثية؟ تصمم المنازل والوحدات السكنية المطبوعة بالأبعاد الثلاثية لتكون فعالة على صعيد الطاقة وأسع لناحية البناء من المنازل التقليدية – يمكن بناء معظم المنازل المطبوعة بالأبعاد الثلاثية في غضون أسابيع، ما يعني أن السكن الثلاثي الأبعاد سيكون غالباً أقل كلفة من العقارات التقليدية في المستقبل. ولكن نظراً للوفرة المحدودة والتقسيم المناطقي وقوانين البناء الصارمة، لا تزال كلفة شراء منزل مطبوع موازية لكلفة المنزل التقليدي.
يبدأ سعر المنزل الذي يضم غرفتي نوم في حي «إيست ستريت 17» خارج وسط مدينة أوستن من 750 ألف دولار، بينما وصل متوسط سعر الوحدة السكنية في منطقة أوستن الكبرى إلى 659 ألف دولار اعتباراً من يونيو (حزيران) 2022.


- «فاست كومباني» – خدمات تريبيون ميديا


أميركا science Technology

اختيارات المحرر

فيديو