ذكرنا في الجزء السابق تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد المنزلية وهم: تكنولوجيا البناء بالترسيب المنصهر و تكنولوجيا المعالجة الرقمية بالضوء وتكنولوجيا ستيريوليثوجرافي، وهم أبرز التقنيات المستخدمة في الطباعة المنزلية، أما عن التلبيد الانتقائي بالليزر والصهر الانتقائي بالليزر بالإضافة إلى الربط الانتقائي (سنتحدث عنهما بشكل مفصل في هذا المقال) فيتم استخدامهم بشكل أكبر في التطبيقات الصناعية وذلك لأسباب عدة منها التكلفة المرتفعة للمعدات الأولية والحاجة لخبرة كبيرة لاستخدام تلك المعدات، وفيما يلي تفاصيل التقنيات السابق ذكرها:
رابعًا: تقنية التلبيد الانتقائي بالليزر- Selective Laser Sintering (SLS)
تم اختراع وتطوير تقنية SLS على يد د.كارل ديكارد-Dr. Carl Deckard بجامعة تكساس في منتصف الثمانينيات وتحت رعاية وكالة المشاريع البحثية المتقدمة التابعة لوزارة الدفاع الأمريكية- DARPA.
تستخدم هذه التقنية ليزر عالي القدرة للحام جزيئات صغيرة من بلاستيك أو معدن أو خزف أو زجاج في كتلة صلبة تحمل شكل المجسم المطلوب. يقوم الليزر بلحام الخامة التي تكون على هيئة مسحوق (بودرة) بشكل انتقائي، حيث تقوم الطابعة بقراءة الطبقة (المقطع العرضي) التي صنعها برنامج الرسم ثلاثي الأبعاد ثم تقوم برسمها فوق طبقة المسحوق.
بعد ذلك تهبط المنصة التي تحمل البودرة درجةً إلى الأسفل، بمقدار سمك الطبقة المطلوب، وتضاف طبقة جديدة من المسحوق، ومن ثم تعاد نفس العملية مع طبقة جديدة، وهكذا حتى يكتمل الشكل.
طبقات المسحوق التي لم يمسها الليزر تظل على حالتها، مما يجعلها تشكل بناءًا داعمًا للجسم النهائي، وهي ميزة تقنيتي SLS وSLA، حيث لا يحتاج المصمم إلى صنع هيكل إضافي للدعم كذلك، يمكن إعادة تدوير المسحوق غير المستخدمة لتدخل في طباعة جسمٍ جديد.
خامسًا: تقنية الصهر الإنتقائي بالليزر- Selective Laser Melting (SLM)
بدأت هذة التقنية في عام 1995 في معهد فراونهوفر-Fraunhofer Institute في ألمانيا وهو مشروع بحثي ألماني.
تختلف هذه التقنية عن التلبيد الانتقائي بالليزر-SLS في أنه يتم صهر المادة التي تكون على هيئة مسحوق بشكل انتقائي تمامًا بواسطة ليزر عالي الطاقة حيث تشابه الخواص الميكانيكية في هذة الطريقة الخواص الميكانيكية في طرق الصناعة التقليدية.
يمكن استخدام العديد من المواد مع هذة التقنية مثل الأولومينيوم-Aluminium والتيتانيوم-Titanium وكوبالت الكروم -Cobalt Chrome بالإضافة إلى صلب العدة-Tool Steel , ويمكن لمعظم الماكينات التي تعمل بهذة التقنية أن تصل إلى أبعاد المنتجات حتى 250 مم في المحورين الأفقيين X, Y وحتى 350 مم في محورالرأسي Z ,أما الماكينات الكبيرة فتصل إلى 500 مم في جميع المحاور X,Y,Z.
تستطيع هذة التقنية صنع الأشكال المعقدة وتستخدمها وكالة ناسا في صنع بعض الأجزاء المعقدة المصنوعة من سبائك النيكل في محركات الصواريخ.
سادسًا:تقنية الربط الإنتقائي- Selective Binding(Binder Jetting)
تم تطوير هذة التقنية في معهد ماساتشيستوس- Massachusetts Institute of Technology في الفترة بين عامي 1993 و1995.
تشبه هذة التقنية إلى حدٍ كبير SLS,SLM السابق شرحهم حيث أن المادة الأولية تكون على شكل مسحوق (بودرة) ويتم ربطهم بشكل انتقائي بواسطةِ مادةٍ رابطة وليس بواسطة الليزر كما في SLM ،SLS .
يتم استخدام أسطوانة آلية لنشر طبقة من مسحوق(البودرة) على منصة البناء، ثم يتم ضغط المسحوق الزائد على الجانبين على محور سريع، وتعمل رؤوس الطباعة على نفث المادة الرابطة السائلة واللون في وقت واحد لطباعةِ قطاعٍ عريضٍ على مسحوق ليتم بناء طبقة من طبقات الجسم.
تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد الصناعية لها تطبيقات هامة جدًا وتستخدم بشكل شائع في مجال الطيران والفضاء، وسنتحدث بشكل مفصل عن تطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد في الجزء القادم من #سِلْسِلة_الطِباعة_ثُلاثِية_الأبْعاد .
تابعنا في #سِلْسِلة_الطِباعة_ثُلاثِية_الأبْعاد
#الباحثون_المصريون
#تِقنيات_المُستقبَل
#فِكْر_مُخْتَلِفْ
يمكنك الإطلاع على الجزء الأول و الثاني والثالث من سلسلة الطباعة ثلاثية الأبعاد
إعداد: Mohamed Esam
مراجعة:David Yanni
تصميم: Mohamed Esam
المصادر:
