الطابعة ثلاثية الأبعاد هي جهاز طباعة يقوم بإنشاء كائنات ثلاثية الأبعاد طبقة تلو الأخرى من عينة رقمية. تعتمد كيفية عمل الطابعة ثلاثية الأبعاد على التقنية المستخدمة فيها: FDM أو SLS أو SLA أو LOM أو SGC أو PolyJet أو DODJet أو مسحوق Binding بواسطة المواد اللاصقة. الأكثر شيوعًا هي تقنية الطباعة FDM ، والتي تُستخدم في الطابعات ثلاثية الأبعاد المنزلية الرخيصة.
تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد واحدة من أكثر التقنيات ثورية في عصرنا. باستخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد ، يمكنك طباعة الأحذية والملابس والأثاث والآلات الموسيقية والمركبات والطعام والمنازل وحتى الأعضاء والأنسجة البشرية الحية.
بناء طابعة ثلاثية الأبعاد
تتكون الطابعة ثلاثية الأبعاد المزودة بتقنية الطباعة FDM من هيكل معدني (إطار) ، ومقصورة لتأمين بكرة خيوط ، وجهاز بثق وسطح مكتب. يمكن للطابعات ثلاثية الأبعاد أحادية الطارد طباعة كائنات أحادية اللون وطابعات متعددة الطارد متعددة الألوان. كلما زاد عدد الطاردات الموجودة في الطابعة ، زادت كلفتها. يتم إخفاء نظام التعبئة والتدفئة والتبريد الإلكتروني تحت جسم الطابعة. تحتوي بعض الطرازات على شاشات عرض LCD لعرض معلومات الطباعة الحالية ومنافذ USB.
المواد الاستهلاكية للطباعة ثلاثية الأبعاد
تستخدم الطابعة ثلاثية الأبعاد النموذجية المزودة بتقنية الطباعة FDM خيوط بوليمر رفيعة بأقطار 1 و 75 مم و 3 مم للعمل. غالبًا ما تكون هذه الخيوط مصنوعة من بلاستيك PLA أو ABS ، ولكن هناك أيضًا مواد مدمجة مع إضافة ألياف خشبية ومساحيق نانوية وجزيئات قابلة للتحلل البيولوجي وأصباغ فسفورية ومكونات أخرى. يتم توفير الخيوط في مكبات تزن من 0.5 كجم إلى 1.5 كجم. يتم وضع بكرة من خيوط البوليمر في حجرة خاصة بالطابعة ثلاثية الأبعاد ، ويتم إدخال نهاية الفتيل في فوهة الطارد.
النمذجة ثلاثية الأبعاد للكائن
قبل أن تتمكن من طباعة كائن ثلاثي الأبعاد ، تحتاج إلى إنشاء نسخة رقمية منه في برنامج نمذجة ثلاثية الأبعاد. يمكنك استخدام العينات الجاهزة المتوفرة على الإنترنت ، أو تحضير نماذج ثلاثية الأبعاد للطباعة بنفسك. يتم تحميل النموذج المعد في برنامج خاص لتوليد رمز G ، والذي يقسم الكائن إلى طبقات أفقية رفيعة ويشكل سلسلة من الأوامر التي يمكن للطابعة فهمها. يتم إرسال الكائن النهائي للطباعة.
تشكيل كائن طبقة تلو الأخرى
تشكل الطابعة ثلاثية الأبعاد المزودة بتقنية الطباعة FDM كائنات مادية طبقة تلو الأخرى ، وتضغط تيارًا رقيقًا من المواد المنصهرة على منصة العمل. تقوم الطابعة بتحريك الطارد وفقًا للنموذج الرقمي تمامًا ، بحيث يتطابق الكائن المادي المطبوع تمامًا مع النموذج الأولي الافتراضي الخاص به. في أغلب الأحيان ، يتحرك الطارد الخاص بالطابعة ، والذي يتم من خلاله ضغط البلاستيك اللين ، أثناء العمل على منصة عمل ثابتة ، ولكن هناك أجهزة يكون فيها كل من الطارد ومنصة العمل متحركة. تبدأ عملية الطباعة بالطبقة السفلية ، وبعد ذلك تقوم الطابعة بتطبيق الطبقة التالية فوق الأولى. يبرد البلاستيك المذاب ، عند دخوله منطقة العمل ، ويتصلب بسرعة كبيرة.
طباعة ثلاثية الأبعاد للهياكل الداعمة وتشطيب الكائن
لمنع الكائن من التشوه أثناء الطباعة ، تطبع الطابعة ثلاثية الأبعاد الهياكل الداعمة (المعروفة أيضًا باسم الهياكل الداعمة ، والهياكل الداعمة). لا تتم طباعة مثل هذه الهياكل دائمًا ، ولكن فقط في حالة وجود فراغات أو أجزاء متدلية في بنية الكائن. تخيل أنك تريد طباعة فطر بلاستيكي على جذع رفيع. مع قاعدة الساق ، التي تقع على سطح المكتب ، ليست هناك حاجة إلى دعم هنا ، ولكن بالنسبة لحواف الغطاء ، التي يبدو أنها معلقة في الهواء ، سيكون هذا الدعم ضروريًا بكل بساطة. بعد الطباعة ، يمكن إزالة الهياكل الداعمة بسهولة باليد أو قصها بشفرة أو سكين حاد.
