ما الذي تطبع به الطابعة ثلاثية الأبعاد؟

إذا كانت الطابعات ثلاثية الأبعاد في السابق (الآلات التي يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر والتي تقوم بإنشاء أجزاء باستخدام طريقة مضافة) التي تطبع نماذج ثلاثية الأبعاد تستخدم فقط في ظروف الإنتاج، فيمكن لأي شخص اليوم تقريبًا شراء جهاز للاستخدام الشخصي. باستخدامها، يمكنك إنشاء كل شيء تقريبًا: بدءًا من الحلي الصغيرة وحتى الأسلحة وحتى المباني.

تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد

تم تطوير تكنولوجيا الطباعة المضافة في الثمانينات من القرن الماضي. انتشرت الطابعات ثلاثية الأبعاد في بداية القرن الحادي والعشرين.

يمكن تقسيم مبدأ تشغيل آلات طباعة الأجزاء ثلاثية الأبعاد إلى 3 مراحل:

• إنشاء نموذج في البرنامج؛
• معالجة النموذج باستخدام البرمجيات؛
• تشكيل (طباعة) كائن عن طريق طبقات المواد.

هناك العديد من تقنيات الطباعة المضافة، بما في ذلك:

1. طريقة الترسيب المنصهرة (FDM). يتم إنشاء النماذج عن طريق وضع خيوط منصهرة من الشمع أو المعدن أو البلاستيك بترتيب معين.
2. الطباعة الحجرية المجسمة (SLA). يتم استخدام البوليمر السائل كأساس للجسم الذي يتصلب تحت تأثير إشعاع الليزر.
3. اندماج الليزر الانتقائي (SLM).تقنية يتم فيها تصنيع الأجزاء المعدنية للمكونات والتجمعات من رقائق معدنية وفقا لنماذج رياضية.
4. الطباعة الرقمية LED (DLP). تتضمن هذه التقنية استخدام البلاستيك السائل الذي يتصلب تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية.

مرجع! واحدة من أحدث التطورات التي توصل إليها العلماء هي الطابعات الحيوية، التي تتضمن تكنولوجيا الطباعة الخاصة بها إنشاء الأعضاء والأنسجة. يتم إنشاء الكائنات عن طريق ربط القطرات التي تحتوي على خلايا حية، والتي يجب أن تبدأ بعد ذلك في الانقسام والنمو والتعديل.

ما الذي تطبع به الطابعة ثلاثية الأبعاد؟

اعتمادا على مجال التطبيق والغرض من الجهاز، يمكن استخدام مواد مختلفة لإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد.

اي بي سي بلاستيك

الاسم العلمي للبلاستيك هو أكريلونتريل بوتادين ستايرين. إنها واحدة من أفضل المواد الاستهلاكية للنمذجة الحجمية، حيث أنها تتمتع بالكثير من الصفات الإيجابية - مقاومة الصدمات والمرونة ومقاومة التآكل. بالإضافة إلى ذلك، فإن بلاستيك ABC غير سام وعديم الرائحة. يمكنك شراء المادة على شكل مكبات من الخيوط الرفيعة.

مهم! يمكن إنشاء نماذج كثيفة ذات لون واحد فقط من بلاستيك ABC. ستكون المنتجات متينة ولن تفقد مظهرها وجودتها إذا تم تخزينها بعيدًا عن أشعة الشمس المباشرة.

أكريليك

على عكس البلاستيك ABC، يمكن استخدام الأكريليك لطباعة النماذج الشفافة. تتجاوز درجة انصهاره 240 درجة مئوية، وهو ما يجب أخذه في الاعتبار، حيث يتصلب الأكريليك بسرعة كبيرة عند التبريد.

مهم! فقاعات الهواء المتكونة في الأكريليك يمكن أن تفسد مظهر المنتج النهائي.

أسمنت

للطباعة على الآلات المضافة، يتم استخدام أنواع جديدة من الخرسانة، والتي تكاد تكون مطابقة لمواد البناء الحجرية. حتى الآن، تم إنشاء عينات الاختبار فقط. يمكن للأجهزة الضخمة طباعة منزل صغير في أقل من يوم واحد.

ورق

غالبًا ما تُستخدم النماذج الورقية المطبوعة على الطابعات ثلاثية الأبعاد لإنشاء نماذج أولية لمشاريع الكمبيوتر. النماذج نفسها ليست متينة أو جذابة في المظهر، ولكن يتم إنشاؤها بسرعة قياسية. تقوم الأجهزة التي تستخدم الورق كمادة استهلاكية بإنشاء النماذج عن طريق لصق طبقة على أخرى.

مهم! يعد الورق أحد أكثر المواد التي يمكن الوصول إليها وانتشارًا للنمذجة في المنزل.

هيدروجيل

تُستخدم المادة الناعمة، المتوافقة حيويًا مع الأنسجة الحية، في النمذجة ثلاثية الأبعاد لإنشاء أجهزة نقل مختلفة يمكنها توصيل الأدوية إلى عمق جسم الإنسان.

وهكذا ابتكر علماء من الولايات المتحدة روبوتات لا يتجاوز ارتفاعها 1 سم، وتم وضع خلايا أنسجة القلب على سطحها، والتي عندما تنقبض تحركها. ومن المخطط أن تتمكن هذه الروبوتات في المستقبل من المشاركة في تشخيص وعلاج العديد من الأمراض بدرجات متفاوتة الخطورة.

جبس

تنتشر مواد الجبس في الطباعة ثلاثية الأبعاد على نطاق واسع مثل الورق أو الأكريليك أو البلاستيك. النماذج المصنوعة منها ليست متينة بشكل خاص، ولكن التكلفة المعقولة تغطي هذا الظرف بالكامل. تستخدم منتجات الجبس لتصميم مشاريع العرض.

ألياف الخشب

ألياف الخشب هي مادة مبتكرة. تعود فكرة الخلق إلى المخترع الشهير كاي بارتي.تتميز الألياف، المكونة من مواد تركيبية وخشب طبيعي، بخصائص مشابهة لخصائص البوليلاكتيد. تشبه المنتجات المصنوعة منه الأشياء المصنوعة من خشب البلوط الطبيعي أو خشب البتولا، ولكنها على عكسها أقوى بكثير وأكثر متانة.

مهم! اليوم، يتم استخدام ألياف الخشب فقط في طابعات RepRap.

جليد

يمكن أيضًا إنشاء أشكال جليدية ذات جمال استثنائي على الطابعات ثلاثية الأبعاد. منذ عام 2006، وبفضل تطورات عالمين كنديين، أصبح من الواضح أنه لا يمكن استخدام الأكريليك والورق فقط كمواد استهلاكية للطباعة ثلاثية الأبعاد. يتحول خليط من الماء وإيثر الميثيل عند درجات حرارة أقل من 22 درجة إلى أجسام صغيرة، والتي، بالطبع، ليست متينة وقوية بشكل خاص.

مسحوق المعادن

بفضل استخدام مسحوق المعادن، أصبح من الممكن إنشاء منتجات متينة للغاية - قطع الغيار وقطع الغيار للمعدات والإلكترونيات، وحتى المجوهرات تتم طباعتها من المعادن الثمينة الخفيفة وسبائكها، مثل النحاس والألومنيوم والذهب والفضة. فضة.

مهم! المنتجات المصنوعة من هذا المسحوق نفسها لديها الموصلية الحرارية العالية. لتحييده، تضاف إليه رقائق السيراميك.

نايلون

غالبا ما يستخدم النايلون في النمذجة ثلاثية الأبعاد، لأن الأجزاء التي تم إنشاؤها بمساعدتها ناعمة ومرنة.

مهم! النايلون له عيوب كثيرة، بما في ذلك السمية.

بوليكابرولاكتون

يعتبر البولي كابرولاكتون أحد المواد الاستهلاكية الأكثر شيوعًا للنمذجة المضافة. يذوب جيدًا تحت تأثير درجات الحرارة تحت الصفر، ويتصلب بسرعة، وهو قابل للتحلل البيولوجي وغير ضار تمامًا.

البولي (كمبيوتر)

البولي كربونات هو مادة بلاستيكية يمكنها الاحتفاظ بخصائصها وخصائصها تحت تأثير درجات الحرارة المختلفة. تستخدم لإنشاء نماذج للخدمة الشاقة.

بوليلاكتيد (PLA)

يتم التعرف على مادة البوليلاكتيد باعتبارها المادة الأكثر أمانًا وصديقة للبيئة. يتم تصنيعه من سيلاج البنجر والذرة والكتلة الحيوية. ومن عيوب البوليلاكتيد هشاشته وقدرته على التحلل تحت تأثير الحرارة والضوء.

مادة البولي بروبيلين (PP)

يُعرف مادة البولي بروبيلين بأنها أخف كتلة بلاستيكية معروفة في العالم. إنه يقاوم التآكل بشكل جيد، لكنه يذوب بشكل أقل. يتغير شكله في البرد وغير مستقر للأكسجين.

بولي فينيل سلفون (PPSU)

يشبه البولي فينيل سلفون الزجاج العادي في المظهر، وهو أقوى بعدة مرات من مادة البولي بروبيلين. لقد وصلت إلى النمذجة ثلاثية الأبعاد من صناعة الطائرات وتم الاعتراف بها كأفضل مادة لإنشاء منتجات ذات مقاومة عالية للحرارة وصلابة.

البولي إيثيلين منخفض الكثافة (HDPE)

يوجد البولي إيثيلين في الحياة اليومية في كل خطوة تقريبًا. يتم استخدامه في صناعة العبوات البلاستيكية للمشروبات وأفلام التغليف والحاويات وأنابيب PVC وما إلى ذلك. وهو رائد في الطباعة ثلاثية الأبعاد حيث يمكن استخدامه في أي من التقنيات المعروفة.

شوكولاتة

ستصبح الطابعات ثلاثية الأبعاد "المدعومة بالشوكولاتة" قريبًا سمة لا بد منها في كل متجر للحلويات. بمساعدتهم، يمكنك إنشاء أرقام من مادة حلوة من أي تعقيد. تتكون تقنية إنشائها من وضع طبقة واحدة من الشوكولاتة فوق طبقة أخرى، والتي تتصلب بسرعة في البرد.

مواد اخرى

هناك مجموعة كبيرة من الطابعات ثلاثية الأبعاد في العالم التي تستخدم المواد الاستهلاكية غير المتوقعة.وتشمل هذه الأجهزة التي تعمل بالجير والطعام وحتى المواد العضوية الحية. ما إذا كانت ستكتسب شعبية واسعة النطاق وتصبح مطلوبة أم لا، فإن الوقت وحده هو الذي سيحدد ذلك.