أنواع الطباعة ثلاثية الأبعاد
تعتبر الطباعة ثلاثية الأبعاد عملية مبتكرة لصنع مجسمات ثلاثية الأبعاد استنادًا إلى ملفات رقمية، حيث تُشكل الأجسام عبر طبقات متتالية مصنوعة من مواد متنوعة. تتنوع أنواع الطابعات الثلاثية الأبعاد، ومن أبرزها الأنواع التالية:
الطباعة بتقنية الترسيب المنصهر (FDM)
تقوم تقنية الطباعة بالترسيب المنصهر (بالإنجليزية: Fused Deposition Modeling) على سحب خيوط البلاستيك من بكرة وتغذيتها إلى فوهة الطابعة، حيث يتم تسخين الفوهة إلى درجة الحرارة المطلوبة. يقوم المحرك بدفع المادة عبر الفوهة، مما يسمح بتذويبها وبدء صبها على لوحة التصميم. بعد تبريد المادة وتصلبها، تنتقل الطابعة إلى وضع طبقة جديدة، حتى يتم تحقيق الكائن المطلوب. تستخدم تقنية (FDM) في صب الخرسانة أو الطين في المباني المطبوعة ثلاثية الأبعاد، وكذلك في صب الخلايا الحية في هلام حيوي لتصنيع الأعضاء. تُعتبر هذه التقنية شائعة في التعليم وقطاع الأعمال الصغيرة نظرًا لقدرتها على إنتاج أجزاء دقيقة بسرعة عالية.
الطباعة بتقنية ستيريوليثغرافي (SLA)
تُعتبر تقنية ستيريوليثغرافي (بالإنجليزية: Stereolithography) من أولى تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد في العالم، وتعتمد على استخدام مرايا (غلوانوميتر) تُثبت على المحاور X وY، بالإضافة إلى استخدام سائل يجمد عند تعرضه لأشعة الليزر، يُعرف باسم الراتنج. يتم توجيه شعاع الليزر إلى السائل استنادًا إلى التعليمات المقررة من الجهاز، ليتم تشكيل طبقة تلو الأخرى حتى الحصول على المجسم النهائي. ومن العيوب الرئيسية لهذه التقنية هو بطء عملية تتبع المقطع العرضي، وغالباً ما تُستخدم في تطبيقات طب الأسنان التجميلي وصناعة المجوهرات.
الطباعة بتقنية المعالجة الرقمية للضوء (DLP)
تعد تقنية المعالجة الرقمية للضوء (بالإنجليزية: Digital Light Processing) مشابهة من حيث المبادئ المستخدمة في تقنية (SLA)، لكن الاختلاف يكمن في استخدام (DLP) جهاز عرض ضوئي رقمي تقليدي، مثل المصابيح، إلى جانب استخدام شبكة من المرايا الصغيرة أو لوحة كريستالية سائلة. تُظهر هذه الطابعة القدرة على إنتاج أجزاء دقيقة بتصميمات متفردة، كما أنها تُعد موفرة من حيث التكلفة وتقلل من النفايات الناتجة عن عملية الطباعة. تعتمد طريقة عملها على تسليط الضوء على المجسم بأكمله بدلاً من تنفيذها على شكل طبقات، مثلما هو الحال في تقنية (SLA)، من خلال ميل المرايا في زوايا معينة لتشكيل الصورة أو الكائن المطلوب.
تُستخدم هذه التقنية في تصميم الألعاب، وصناعة المجوهرات، وصناعة قوالب الأسنان، والتماثيل، بفضل دقتها العالية.
الطباعة بالتصلب الانتقائي بالليزر (SLS)
تعرف تقنية التصليد الانتقائي بالليزر (بالإنجليزية: Selective Laser Sintering) بتكاليفها المنخفضة وشعبيتها الواسعة، حيث تستخدم مسحوقًا بدلاً من السوائل. تقوم آلية عمل هذه التقنية على تسخين مسحوق البوليمرات إلى درجة حرارة منخفضة قليلاً عن نقطة انصهارها، مما يؤدي إلى تماسك جزيئات المسحوق معًا وتشكيل مجسم. بعد ذلك، يتم مسح المجسم ضوئيًا باستخدام الليزر لتكوين طبقة صلبة، تُعاد بعدها عملية تشكيل طبقة أخرى فوقها حتى يتشكل المجسم النهائي المطلوب. ومع ذلك، فإن هذه التقنية تعاني من ضعف في معدلات التبريد نتيجة لارتفاع الحرارة المستخدمة.
