بالأمس، بينما كان العالم يركز على انطلاق مؤتمر WWDC لشركة Apple، كشفت شركة Formlabs الناشئة للطباعة ثلاثية الأبعاد ومقرها بوسطن بهدوء عن طابعة ثورية جديدة لتلبد الليزر تسمى الصمامات 1 - وهذا نوع من الصفقة الكبيرة.
والحق يقال، ربما لن تستخدمه أبدًا. إنه بحجم ثلاجة صغيرة، وهو مصمم للمحترفين، ويبلغ سعره 10000 دولار. ولكن حتى لو لم تشاهد واحدًا من قبل، فإن Fuse 1 له بعض الآثار الضخمة على مستقبل الطباعة ثلاثية الأبعاد. لهذا السبب يجب أن تكون متحمسًا لذلك.
المسيرة البطيئة لتقدم الطباعة ثلاثية الأبعاد
عندما كانت الطباعة ثلاثية الأبعاد قد بدأت للتو في شق طريقها إلى الاتجاه السائد، كانت الطابعات الوحيدة المتاحة لها اعتمد المستهلكون على نفس التقنية تقريبًا لإنشاء الأجزاء، وهي عملية تُعرف باسم ترسيب الخيوط النمذجة أو FDM إنه نوع الطباعة ثلاثية الأبعاد التي ربما رأيتها من قبل: تقوم الطابعة بتغذية خيط من الخيوط البلاستيكية من خلال فوهة ساخنة، ثم يقوم بترسيب المادة اللزجة المنصهرة بعناية على لوحة التصميم، طبقة بعد طبقة، لإنشاء كائن ثلاثي الأبعاد. هذا ما يتصوره معظم الناس عندما يسمعون عبارة "الطباعة ثلاثية الأبعاد".
تعتمد معظم الطابعات ثلاثية الأبعاد المتاحة للمستهلكين على نفس التقنية تقريبًا لإنشاء الأجزاء، وهي عملية تُعرف باسم نمذجة ترسيب الخيوط، أو FDM.
الأمر هو أن FDM هو مجرد جزء صغير من الطيف الأوسع لتقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد. هناك الكثير من تقنيات التصنيع المضافة الأخرى، مثل الطباعة الحجرية المجسمة والبوليجيت والتلبيد بالليزر - وكلها تتفوق بشكل كبير على طابعات FDM من حيث جودة الطباعة. لكن لسوء الحظ، على الرغم من حقيقة أن الطباعة ثلاثية الأبعاد أصبحت سائدة بشكل متزايد خلال الأعوام القليلة الماضية لسنوات عديدة، لا تزال معظم تقنيات التصنيع المضافة الرائعة هذه غير متوفرة على مستوى المستهلك. الآلات باهظة الثمن للغاية لدرجة أنك لن تجدها إلا في منشآت التصنيع الصناعية.
لكن هذا بدأ يتغير. مع دخول الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى مجال المستهلك وأصبحت أكثر تنافسية، بدأت شركات مثل Formlabs لاكتشاف طرق لإعادة هندسة تلك التقنيات الصناعية المتطورة وجعلها في المتناول وبأسعار معقولة يمكن الوصول.
ثورة الراتنج
بدأ كل شيء بالطباعة الحجرية المجسمة (SLA). هذه التقنية - التي يتم فيها استخدام الليزر فوق البنفسجي "لإنماء" أجسام عالية الدقة من بركة من الراتنج المتفاعل مع الضوء - كانت موجودة منذ عقود، ولكن حتى سنوات قليلة مضت، كانت آلات SLA باهظة الثمن للغاية بالنسبة للمستهلكين الأفراد يستخدم. ولكن بعد ذلك، في عام 2012، كشفت Formlabs عن Form 1، أول طابعة SLA على مستوى المستهلك في العالم، في حملة كيك ستارتر.
على الفور تقريبًا، أثار هذا ثورة. بعد وقت قصير من اختتام Formlabs لحملة التمويل الجماعي الناجحة للغاية، حذت شركات ناشئة أخرى حذوها وبدأت في إطلاق طابعات SLA خاصة بها. وبعد مرور خمس سنوات، أصبحت الآن أكثر شيوعًا وبأسعار معقولة من أي وقت مضى. في حين كانت تكلفة آلات SLA تزيد عن 100000 دولار، يمكنك الحصول على واحدة منها مقابل أقل من 1200 دولار متصل. بالطبع، لا تزال ليست رخيصة أو منتشرة في كل مكان مثل طابعات FDM، لكن آلات SLA أصبحت أكثر شيوعًا وبأسعار معقولة ويمكن الوصول إليها في فترة زمنية قصيرة نسبيًا. وكل ما يتطلبه الأمر هو أن تحقق شركة واحدة نجاحًا كبيرًا وتثبت أن تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد الأفضل تتمتع بجاذبية جماهيرية.
منطقة جديدة جريئة
الآن، مع Fuse 1، قد تقوم Formlabs بنفس الشيء بالنسبة لتقنية التلبيد الانتقائية بالليزر - وهذا احتمال مثير للغاية.
تعمل طباعة SLS بشكل مختلف تمامًا عن FDM وSLA. ولإنشاء جسم ما، تقوم الآلة بومضات الليزر فوق طبقة من المسحوق فائق النعومة، ودمج الجزيئات معًا لتكوين طبقة رقيقة وصلبة. تقوم الآلة بعد ذلك بمسح المزيد من المسحوق فوق تلك الطبقة، وتكرر العملية حتى تكتمل الطباعة.
يمكن لطابعات SLS أن تصنع أشياءً تكاد تكون بنفس جودة الأجزاء التي تم إنشاؤها من خلال القولبة بالحقن، والطحن، وعمليات التصنيع التقليدية الأخرى.
تتمتع طباعة الأشياء بهذه الطريقة بعدد من المزايا المميزة. إنها تعمل مع مجموعة واسعة من المواد، ويمكنها طباعة أجزاء كبيرة ومساحات كبيرة دون استخدام مواد داعمة، كما أن الأجزاء التي تنتجها ذات جودة عالية للغاية. تعتبر أجزاء النايلون المطبوعة باستخدام Fuse 1 متينة بما يكفي ومفصلة بما يكفي لبيعها كأجزاء للاستخدام النهائي.
وهذا ما يجعل هذه التكنولوجيا مميزة للغاية. في حين أن طابعات FDM وSLA جيدة للنماذج الأولية، فإن طابعات SLS يمكنها صنع كائنات تقريبًا جيدة مثل الأجزاء التي تم إنشاؤها من خلال القولبة بالحقن، والطحن، وعمليات التصنيع التقليدية الأخرى. بمعنى آخر، يمكنهم صنع أشياء عالية الجودة جاهزة للاستخدام مباشرة من الطابعة. هل تحتاج إلى دواسة دراجة جديدة، أو مجفف شعر، أو هاتف ذكي قضية؟ ما عليك سوى طباعة واحدة ووفر على نفسك رحلة إلى المتجر.
هذا هو الطريق الذي نتجه إليه، لكننا لم نصل إليه بعد. هذا النوع من تكنولوجيا الطباعة لا يزال غير رخيص. بغض النظر عن حقيقة أن جهاز Fuse 1 أرخص بـ 20 مرة من معظم طابعات SLS الصناعية، إلا أنه لا يزال يكلف 10000 دولار - مما يجعله بعيدًا عن متناول معظمنا. ولكن من المهم أن نتذكر أن هذه مجرد البداية.
تقديم المصهر 1
إذا أمكن تخفيض سعر طابعات SLS من 200 ألف دولار إلى 10 آلاف دولار فقط، فمن المنطقي أنه خلال 5 أو 10 سنوات أخرى، قد تصل التكنولوجيا إلى مستوى يمكن تحقيقه للمستخدمين غير التجاريين.
وهذا النوع من الدمقرطة هو بالضبط ما تحتاجه الطباعة ثلاثية الأبعاد لكي تصبح منتشرة في كل مكان. إذا أردنا أن نحقق مستقبلًا تكون فيه الطابعات ثلاثية الأبعاد عنصرًا أساسيًا في المنزل مثل غسالات الأطباق وأجهزة الميكروويف، حيث يمكننا الطباعة منتجات عالية الجودة حسب الطلب بدلاً من شرائها من المتجر، فإن خفض تكلفة تقنيات الطباعة الجديدة هو الأول خطوة.
توصيات المحررين
- محاربة إصابات كرة القدم باستخدام وسادات مطبوعة ثلاثية الأبعاد ومخصصة للغاية
- مستقبل صناعة الأشياء: داخل تطور الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام Formlabs
- تقوم شركة Czinger، ومقرها لوس أنجلوس، بطباعة سيارة هجينة بقوة 1232 حصانًا بتقنية ثلاثية الأبعاد
- تتيح الطباعة ثلاثية الأبعاد للمستشفيات إمكانية تصنيع بدائل لأجهزة التنفس الصناعي باستخدام المعدات الشائعة
- تساعد صمامات التهوية المطبوعة ثلاثية الأبعاد المستشفى الإيطالي الذي هزه فيروس كورونا
