• Mohamed Elgml

مقارنة بين الطباعة ثلاثية الأبعاد والصناعة التقليدية



تُعد الصناعة ثلاثية الأبعاد تقنية استثنائية تُساعد على إنتاج نماذج أولية وأجزاء ذات خصائص محددة. نظرًا لمميزاتها الفريدة، فهي مناسبة جدًا لبعض التطبيقات على حساب أخرى.

هناك بعض الإرشادات البسيطة التي يجب اتباعها إذا أردنا الاختيار بين تقنية التصنيع المضافة (الصناعة ثلاثية الأبعاد) أو التصنيع باستخدام الحاسب الآلي (CNC machinig) أو تقنية التشكيل (الصب بالحقن -Injection molding).


قاعدة عامة:

"تُعد الصناعة ثلاثية الأبعاد الخيار الأمثل عندما يتعلق الأمر بصناعة قطعة واحدة (أو قطع قليلة فقط) في وقت سريع وبتكلفة منخفضة، أو عندما يكون من الصعب إنتاج شكل هندسي معين باستخدام تقنية تصنيع أخرى."

اختيار تقنية حوسبة (التصنيع باستخدام الحاسب الآلي) تُعد مثالية أكثر في الحالات التالية:


أحجام متوسطة: عند إنتاج عدد قطع في حدود الـ 1000 قطعة، تكون عملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي (CNC machinig) عادة أكثر اقتصادًا.


أشكال هندسية بسيطة نسبيًا: خاصة الأجزاء المعدنية، إذا أمكن تصميم الشكل بسهولة من خلال تقنية التصنيع بالحاسب فإن هذا يُعد الخيار الأفضل.


متطلبات عالية للمواد الأولية: إن التصنيع بالحاسب هو الخيار الأفضل إذا تطلبت الصناعة مادة ذات خصائص ممتازة، نظرًا لأن الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد عادة ما تكون ذات قوة أقل.


قطع بأبعاد دقيقة: بالنسبة للأجزاء الوظيفية التي تتطلب تصميم أبعاد بدقة كبيرة، فإن التصنيع باستخدام الحاسب الآلي خيار مثالي. أما فيما يخص تصنيع الأشكال الهندسية المعقدة فيُمكن طباعة الجزء أولُا ثم استخدام تقنية التصنيع بالحاسب بعد ذلك.


بالنسبة للإنتاج الضخم (أكثر من 10000 قطعة): تعد التقنيات التشكيلية (مثل القولبة بالحقن) أكثر فعالية من حيث التكلفة وعادة ما تكون الأكثر توفيراً من الناحية المالية.


للحصول على مرجع يسمح بمعرفة تكلفة تصنيع الوحدة، استخدم الرسم البياني أدناه. في هذا البيان المبسط، تم إفتراض أن جميع التقنيات الموجودة يمكنها إنتاج أجزاء ذات أشكال هندسية. عندما لا يكون هذا هو الحال، فإن الطباعة ثلاثية الأبعاد هي تقنية التصنيع الأفضل.


كتلخيص:

"للطباعة ثلاثية الأبعاد مرونة هندسية ويمكنها إنتاج نماذج أولية وقِطع بخصائص محددة (التخصيص)، بسرعة وبتكلفة منخفضة، ولكن إذا تعلق الأمر بالأحجام الكبيرة، التفاوتات الميكانيكية أو الحاجة لخصائص عالية للمادة، فإن تقنيات التصنيع التقليدية غالبًا ما تكون الخيار الأفضل."


تطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد:


الفضاء:

يستخدم مهندسو الطيران ومهندسي الفضاء الطباعة ثلاثية الأبعاد لتصنيع قطع عالية الأداء. إن القدرة على إنشاء هياكل طوبولوجيا محسنة خفيفة الوزن، مع إمكانية دمج مكونات عديد في قطعة واحدة والتي تعد ميزة رائعة!

شركة Optisys LLC هي شركة تنتج الهوائيات الصغيرة لتطبيقات الفضاء والدفاع الجوي. استخدموا الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد لتقليل عدد الأجزاء المطلوبة لتصنيع هوائيات التتبع الخاصة بهم. بهذه البساطة، تمكنت Optisys من تقليل المهلة الزمنية للتسليم من 11 شهر إلى شهرين فقط، مع نجاحها في تقليل وزنها بنسبة 95%.

السيارات:

استفادت صناعة السيارات بشكل كبير من التطور السريع وسهولة التخصيص التي تقدمها الطباعة ثلاثية الأبعاد.

تستخدم فولكس واجن (Volkswagen) عادةً تقنية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي (CNC machinig) لإنشاء أدوات ومعدات مخصصة تستخدمها فى عمليات التصنيع الخاصة بها. عادة ما يكون لتكنولوجيا التصنيع بالحاسب وقت إنتاج أطول وتكلفة أعلى. في حين يمكن طباعة نفس التركيبات ومعدات تثبيت بين عشية وضحاها واختبارها في اليوم التالي.

علم الروبوتات:

في مجال الروبوتات والتشغيل الآلي، غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى أجزاء للاستعمال مرة واحدة لتطوير آليات روبوتية جديدة. تطورت الطباعة ثلاثية الأبعاد لتصبح واحدة من التقنيات التي تُستخدم في هذه الصناعة، بسبب سرعتهاو مرونتها الكبيرة في التصميم. كما تسمح الخيارات الكثيرة للمادة وخصائصها بإنشاء هياكل فريدة ، مثل الروبوتات "الرخوية" (مصنوعة من مواد مرنة أو قابلة للتشكيل).

قام فريق من طلاب الهندسة بجامعة أنتويرب (University of Antwerp) ببناء ذراع روبوتية بشرية يمكنها ترجمة الكلام إلى لغة الإشارة، حيث استخدموا الصناعة ثلاثية الأبعاد بشكل كامل تقريبًا لطباعة جميع الأجزاء الهيكلية للروبوت الخاص بهم.

الأدوات الصناعية:


دفع تطوير مواد الطباعة إلى مواد جديدة تتميز بالصلابة والقدرة على مقاومة الحرارة، للعثور على وظائف متعددة للأدوات الصناعية. إلى جانب القدرة على إنشاء أجزاء مخصصة بسرعة وتكلفة أقل.

على سبيل المثال، يتم استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد اليوم لتصنيع قوالب حقن منخفضة التكلفة. تُستخدم هذه القوالب لإنتاج المئات من القطع (مقارنة بأكثر من 10000 قطعة بالنسبة للقوالب المعدنية)، ولكن تكلفتها أقل من تكلفة القالب "التقليدي" ويمكن تصنيعها بين عشية وضحاها. هذا ما يجعلها مثالية للإنتاج المتوسط والمنخفض.

تصميم المنتجات:


بمساعدة الطباعة ثلاثية الأبعاد، يمكن لمصممي المنتجات طباعة منتجاتهم بسهولة دون أي تكاليف إضافية. يمكنهم أيضًا طباعة نماذج أولية عالية الجودة للمنتجات الجديدة. هذا يسرع من دورة التصميم ويثبت أن منتجهم يعمل بكفاءة قبل بدء الاستثمار فيه.

مثال، قام Paul Kohlhaussen بتصميم وإنشاء نموذج أولي لآلة التصوير الخاصة به. صنع أجزاء لكاميرته من نماذج لأنواع مختلفة من الكاميرات وقام بدمجها. بعدها أخذ فكرته إلى Kickstarter ليقوموا بتمويل مشروعه بعد أن أعجبتهم الفكرة.

صناعة السينما:


تكنولوجيا الصناعة ثلاثية الأبعاد اليوم تُعد إحدى التقنيات المفضلة لصانعي الأفلام، نظرًا لقدرتها على إنشاء أجسام وإكسسوارات تظهر وكأنها حقيقية! تساعد مرونة التصميم للطابعة المتخصصين في مجال الترفيه والسينما على استخدام خيالهم بحرية. يمكن القيام بذلك الآن بسرعة وبتكلفة أقل بكثير من أي وقت مضى.

مثالنا عن Vitaly Bulgarov، المصمم الذي تتضمن سيرته الذاتية العمل مع استوديوهات أفلام عملاقة مثل Paramount وDreamworks. استخدم الصانعة ثلاثية الأبعاد لتحويل رسومات من على الكمبيوتر إلى أجسام مادية بسرعة لفيلم كان يعمل عليه.

المُصَنعون:


بالنسبة إلى المصنّعين الذين يأتون بالأفكار الجديدة باستمرار، تُعد الطباعة ثلاثية الأبعاد التقنية المثالية لمساعدتهم على ذلك. إحدى الميزات الأساسية هي القدرة على إنتاج قطع غيار بأعداد غير محدودة وتصميمات جديدة دون الحاجة للبحث عنها في المتاجر. يمكنهم تطوير وتخصيص تصميماتهم بحرية تامة ما يسمح لهم بخلق أفكار جديدة إبداعية.

جاك ديفيز، على سبيل المثال، طالب في مجال تصميم المنتجات من جامعة نوتنغهام ترينت (Nottingham Trent University). قام بإنشاء لوح تزلج كهربائي خاص به باستخدام أجزاء مطبوعة ثلاثية الأبعاد. لوحُه المُعزز يتميز بإمكانيات مشابهة لألواح التزلج الكهربائية المتاحة في الأسواق، ولكن بثلث سعرها.


فى المقال القادم سنتحدث عن كيف تعمل تعمل الصناعة ثلاثية الأبعاد واختيارات خامات الصناعة المتاحة.


وأخيرا لا تنسى الاشتراك في النشرة الإخبارية الخاصة بنا للحصول على آخر الأخبار في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد كما يمكنك أيضًا متابعتنا على فيسبوك للحصول على كل جديد.

هذا المقال مترجم بتصرف من موقع 3dhubs.com ، يمكنك الأطلاع على المقال الاصلى منهنا.


0 views
  • Facebook
  • Twitter
  • Instagram
  • YouTube

ATOM3D,LLC. All site content, unless otherwise noted, is licensed under a Creative Commons 4.0 International license