في نظر الكثير من الناس ، الطباعة 3D هي طابعة يمكنها طباعة كائنات ثلاثية الأبعاد. تماما مثل الرسوم المتحركة "ما ليانغ" التي رأيناها عندما كنا صغارا ، مهما أردنا في أذهاننا ، يمكن أن تصبح الفرشاة حقيقة واقعة. كل ما في الأمر أن فرشاة ما ليانغ هي مجرد أمنية طوباوية. يمكن أن يحقق ظهور طابعات 3D رغبة "قلم ما ليانغ السحري".
لقد فوجئنا بسرور عندما رأينا من الأخبار أن ناسا استخدمت تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لتصنيع تلسكوب التصوير بأكمله ، وأنتجت Local Motors أول سيارة مطبوعة ثلاثية الأبعاد ووضعتها بنجاح على الطريق ، وأصبح Pi-Top أول كمبيوتر محمول مطبوع ثلاثي الأبعاد في العالم. أجهزة الكمبيوتر ، استخدمت جنرال إلكتريك تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لتحسين كفاءة محركاتها النفاثة ، ويمكن للطابعات ثلاثية الأبعاد من American 3D Systems طباعة الحلوى والآلات الموسيقية ... هل يبدو كلي القدرة؟
في الواقع ، الاسم المهني الدولي للطباعة 3D هو "التصنيع المضاف". الطباعة 3D هي الطباعة قطعة تلو الأخرى ، ثم يتم تركيبها معا لتصبح كائنا ثلاثي الأبعاد. ببساطة ، يتم تكديس النقاط في وجوه ، ثم يتم تكديس الوجوه في كيانات.
لذا ، من أين تأتي هذه الطابعة 3D "الضوء القائم بذاته"؟ أين تريد الذهاب؟
ظهر مفهوم الطباعة 3D في وقت مبكر من نهاية القرن 19th. في عام 1892 ، اقترح الباحث الأمريكي بلانثر لأول مرة فكرة استخدام القوالب المتتالية لصنع الخرائط الطبوغرافية في الأماكن العامة. هذه الفكرة من التراص طبقات رقيقة لجعل الكائنات ثلاثية الأبعاد هي أيضا فكرة التصنيع الأساسية للطباعة 3D.
ومع ذلك ، لم يكن حتى عام 1984 ، بعد 92 عاما ، أن مايكل فيغين اقترح تكنولوجيا تصنيع الكائنات ذات الطبقات (تصنيع الكائنات الرقائقية ، LOM باختصار). استخدمت LOM مواد صفائح رقيقة وليزر ومواد لاصقة تذوب على الساخن لصنع الأشياء. شكل Feygin Helisys في عام 1985 ، في محاولة لتسويق وتصنيع LOM. استغرق الأمر خمس سنوات لتطوير أول نموذج تجاري LOM-1015 حوالي عام 1990.
ومع ذلك ، بعد عامين فقط ، في عام 1986 ، كان الأمريكي تشارلز دبليو هال رائدا في طريقة فريدة من نوعها واخترع تقنية الطباعة الحجرية المجسمة (الطباعة الحجرية الاستريو ، SLA) وحصل على براءة اختراع. طورت Hull أيضا تنسيق ملف STL الشائع الآن. في نفس العام ، أنشأ تشارلز دبليو هال أنظمة 3D ، وفي عام 1988 أطلق أول طابعة تجارية SLA-250 للجمهور ، متجاوزا Helisys في غضون عامين.
أيضا في عام 1988 ، تم تطوير تقنية طباعة 3D جديدة. اخترع سكوت كرومب تقنية طباعة 3D أرخص: تقنية نمذجة الترسيب المنصهر (FDM) ، وأنشأ Stratasys في عام 1989. أطلقت ستراتاسيس أول تقنية قائمة على FDM بعد 3 سنوات من التأسيس (1992). تمثل الطابعة الصناعية 3D المرحلة التجارية لتكنولوجيا FDM. بدأ عملاقان في مجال الطباعة 3D في الظهور.
في عام 1989 ، اخترع C. R. Dechard من جامعة تكساس في أوستن تقنية SLS (تلبيد الليزر الانتقائي). تقنية SLS هي تسخين المسحوق مسبقا إلى درجة حرارة أقل قليلا من نقطة انصهاره ، ثم تسطيح المسحوق ، واستخدام شعاع ليزر تحت سيطرة الكمبيوتر لتلبيد طبقة تلو الأخرى بشكل انتقائي وفقا لمعلومات المقطع العرضي ذي الطبقات ، ثم إزالته بعد كل تلبيد. مسحوق زائد ، وأخيرا الحصول على أجزاء متكلسة.
في عام 1992 ، أطلقت DTM معدات الإنتاج التجارية Sinter Sation لعملية SLS.
في عام 1993 ، حصل معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) Emanual Sachs على براءة اختراع تقنية 3DP (الطباعة ثلاثية الأبعاد ، الطباعة ثلاثية الأبعاد) ، والتي تستخدم مواد مسحوقة مثل مسحوق السيراميك ومسحوق المعادن. الفرق من SLS هو أن مسحوق المواد غير متكلس. متصل ، ولكن من خلال فوهة مع لاصق (مثل هلام السيليكا) لربط مسحوق في الشكل. تم ترخيصها لشركة Z Corporation في عام 1995 (استحوذت عليها 3D Systems في عام 2012).
في عام 1995 ، أصدرت شركة EOS الألمانية تقنية التلبيد بالليزر المعدني المباشر DMLS (التلبيد بالليزر المعدني المباشر) التي يمكنها استخدام الطباعة المعدنية مباشرة والطابعة EOSINT M 250 ، والتي تعد طفرة في مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد.
في عام 1996 ، أطلقت كل من 3D Systems و Stratasys و Z Corporation (المشار إليها فيما يلي باسم ZCorp) جيلا جديدا من معدات النماذج الأولية السريعة. منذ ذلك الحين ، أصبحت النماذج الأولية السريعة تسمى أكثر شعبية "الطباعة 3D".
في عام 1998 ، نجحت Optomec في تطوير تقنية تلبيد ليزر LENS.
في عام 2000 ، قامت Objet بتحديث تقنية SLA الخاصة بها ، باستخدام تقنية استشعار الضوء فوق البنفسجي المتكاملة وتكنولوجيا القطرات النفاثة لتحسين دقة التصنيع بشكل كبير.
في عام 2001 ، طورت Solido الجيل الأول من طابعات سطح المكتب ثلاثية الأبعاد.
في عام 2005 ، أطلقت Z Corp أول طابعة ثلاثية الأبعاد ملونة عالية الدقة في العالم Spectrum Z510 ، مما يجعل الطباعة ثلاثية الأبعاد رائعة وملونة منذ ذلك الحين.
في عام 2008 ، بدأ أدريان بوير ، وهو محاضر كبير في جامعة بارن في المملكة المتحدة ، مشروع طابعة ثلاثية الأبعاد مفتوحة المصدر في عام 2005 - تم إصدار أول طابعة ثلاثية الأبعاد مفتوحة المصدر من سطح المكتب RepRap ، بهدف تطوير طابعة ثلاثية الأبعاد ذاتية التكرار. الهدف من المشروع هو إضفاء الطابع الديمقراطي على الإنتاج الصناعي بحيث يمكن للجميع في جميع أنحاء العالم طباعة مجموعات RepRap بتكلفة منخفضة ، ثم استخدام الطابعة لصنع الضروريات اليومية.
في عام 2009 ، قاد Bre Pettis الفريق لتأسيس شركة الطابعات المكتبية 3D الشهيرة - MakerBot ، نشأت طابعة MakerBot من مشروع RepRap مفتوح المصدر. تبيع MakerBot مجموعات DIY ، ويمكن للمشترين تجميع طابعة 3D بأنفسهم.
في ديسمبر 2010 ، كشفت Organovo ، وهي شركة أبحاث الطب التجديدي التي تركز على تكنولوجيا الطباعة الحيوية ، عن أول مورد بيانات لطباعة الأوعية الدموية الكاملة باستخدام تقنية الطباعة الحيوية.
في عام 2011 ، قامت أول طائرة مطبوعة ثلاثية الأبعاد في العالم ، وأول سيارة مطبوعة ثلاثية الأبعاد في العالم Urbee ، وأول طابعة شوكولاتة ثلاثية الأبعاد في العالم ، وطابعات ثلاثية الأبعاد من الذهب عيار 14 قيراطا والفضة الاسترلينية القياسية ، بتطوير وتصنيع واحدة تلو الأخرى.
في سبتمبر 2012 ، أعلنت Stratasys و Objet الإسرائيلية ، وهما الشركتان الرائدتان في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد ، عن اندماجهما. سيظل اسم الشركة المدمج هو Stratasys ، مما يعزز ريادة Stratasys في الطباعة ثلاثية الأبعاد سريعة النمو وصناعة التصنيع الرقمي. في نفس العام ، تم الاستحواذ على ZCorporation من قبل 3D Systems ، وأصبحت الشركة المدمجة أول شركة قادرة على توفير منصة شاملة مع مجموعة متنوعة من تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد ومحتوى ثلاثي الأبعاد وخدمات التصميم ثلاثي الأبعاد.
في مارس 2015 ، أصدرت Carbon3D في الولايات المتحدة تقنية جديدة لمعالجة الضوء - إنتاج الواجهة السائلة المستمرة (CLIP): فهي تستخدم الأكسجين والضوء لإخراج النماذج باستمرار من مواد الراتنج. هذه التكنولوجيا هي 25-100 مرات أسرع من أي تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد الحالية.
من ناحية أخرى ، في الصين ، لا تزال الطباعة ثلاثية الأبعاد في مرحلة التطور التكنولوجي. في الوقت نفسه ، بسبب القيود التكنولوجية ، لا تزال الطباعة ثلاثية الأبعاد أقل مشاركة في نماذج الأعمال الجديدة. يمكن تقسيم سوق الطباعة ثلاثية الأبعاد بالكامل إلى مواد خام للطباعة ثلاثية الأبعاد في المنبع ، وتصنيع طابعات ثلاثية الأبعاد في منتصف الطريق ، وخدمات الطباعة ثلاثية الأبعاد في المراحل النهائية ، والتدريب الفني المحيطي.
وفقا للمواد الخام المختلفة المستخدمة ، يمكن تقسيم تقنية 3D إلى طباعة ثلاثية الأبعاد معدنية ، طباعة ثلاثية الأبعاد من البوليمر ، طباعة ثلاثية الأبعاد من السيراميك ، طباعة ثلاثية الأبعاد بيولوجية ، إلخ. من بينها ، تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية هي في الغالب من الدرجة الصناعية ، وحواجزها أعلى بكثير من الطباعة ثلاثية الأبعاد للبوليمر. في حين أن تقنيات الطباعة 3D الخزفية والبيولوجية لا تزال في الغالب في حالة البحث والتطوير.
الكل في الكل ، ولد الجيل الأول من طابعات 3D في منتصف وأواخر 1980s ، وذلك أساسا لطباعة النماذج ، وتطوير القوالب ، والنماذج الأولية السريعة. تطورت طابعات الجيل الثاني 3D إلى منتجات وظيفية عالية الدقة في السنوات الأخيرة وتم استخدامها على نطاق واسع في مجال الفضاء. قد يولد الجيل الثالث من الطابعات ثلاثية الأبعاد في السنوات ال 10 المقبلة. تحت خلفية التصنيع الذكي ، يتم الجمع بين تكنولوجيا الطباعة 3D مع التقنيات المتقدمة الأخرى مثل البيانات الضخمة ، وإنترنت الأشياء ، والحوسبة السحابية ، والروبوتات ، والمواد الذكية ، وما إلى ذلك ، لتصبح عددا من التصنيع الذكي. جزء معين من المنصة.