فرص الطباعة ثلاثية الأبعاد

تشارك نيسان كليري الفرص الحالية المتاحة لتكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد.

إذا نظرنا إلى الوراء، يمكننا أن نرى أن تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد قد نضجت بسرعة إلى حد ما على مدى السنوات العشر الماضية، وهذا بدوره يسهل على مقدمي خدمات الطباعة تقييم ما إذا كان هذا السوق يوفر فرصة قابلة للتطبيق لتنويع أعمالهم. ليس هناك شك في أن معظم شركات الطباعة يجب أن تتمتع بالمهارات اللازمة للانتقال إلى الطباعة ثلاثية الأبعاد، ولكن السؤال الذي يجب على معظم الطابعات أن تطرحه على نفسها هو، ما نوع الطابعة التي تنتمي إليها؟

وذلك لأن الطباعة ثلاثية الأبعاد تطورت من تقنية جديدة إلى قطاع سوق التصنيع الإضافي الكامل. وفي الوقت نفسه، تُستخدم الآن تكنولوجيا الطباعة، وخاصة في مجال التنسيق الكبير، على نطاق واسع في العديد من المجالات الصناعية. لذا فإن الطابعين الذين يعتبرون أنفسهم في المقام الأول طابعات قد يشعرون أن هناك فرصة محدودة في الفنون الرسومية للطباعة ثلاثية الأبعاد.


لكن تلك الشركات الأكثر انخراطًا في الطباعة الصناعية يجب أن تجد أن التعامل مع تكنولوجيا التصنيع المضافة يعد إضافة منطقية لتقنية الطباعة التي تستخدمها بالفعل. بعد كل شيء، فإن العديد من البائعين الذين يصنعون المطابع والأحبار والبرامج والمكونات الأخرى المستخدمة في جميع أنحاء صناعة طباعة الفنون الرسومية قد قفزوا بالفعل إلى عربة شريط التصنيع الإضافي.

قامت شركة HP، على سبيل المثال، بتطوير مجموعة من الطابعات ثلاثية الأبعاد تعتمد على نفس تقنية رأس الطباعة الحرارية المستخدمة في طابعات الرسومات الخاصة بها. علاوة على ذلك، تستخدم HP طابعاتها ثلاثية الأبعاد لتصنيع أجزاء لطابعات اللاتكس الخاصة بها. تبيع شركة Ricoh عددًا من الطابعات ثلاثية الأبعاد وتقدم خدمة الطباعة المكتبية. تقدم ميماكي بالفعل طابعة ثلاثية الأبعاد تستخدم بشكل أساسي لإنتاج النماذج والنماذج الأولية، كما تدرس الشركة أيضًا استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لتطوير آلات بيع المواد الغذائية.

التطبيقات المحتملة

قبل بضع سنوات فقط، كانت الفرصة الرئيسية في السوق تتمثل في صنع نماذج أولية، إلى جانب إنتاج تركيبات وتجهيزات وأدوات متخصصة، ولا يزال هناك الكثير من الطلب على هذه الأشياء. كانت هناك بعض الفرص لإنتاج كميات قصيرة من أجزاء الاستخدام النهائي، ولكن كما هو الحال مع الأيام الأولى للطباعة الرقمية، تفتقر الكميات القصيرة إلى الحجم اللازم لتحدي التصنيع التقليدي فيما يتعلق بالتسعير. ومع ذلك، كما رأينا مع الطباعة الرقمية، أصبحت الآلات أسرع وأكثر كفاءة، وبالتالي تسللت أطوال التشغيل إلى النقطة التي أصبح فيها التصنيع الإضافي يُنظر إليه بشكل متزايد على أنه خيار فعال من حيث التكلفة، خاصة بالنسبة لقطع الغيار والمكونات التي لا تستخدم سوى تحتاج إلى استبدال بأعداد صغيرة.

وفي الوقت نفسه، زاد نطاق المواد التي يمكن طباعتها بتقنية ثلاثية الأبعاد بشكل كبير، مما أدى إلى انخفاض الأسعار وزيادة الوظائف. ويشمل ذلك العديد من أنواع البلاستيك المختلفة، الصلبة والمرنة على حد سواء، والمتوفرة في درجات هندسية ذات خصائص مختلفة مثل نسبة القوة العالية إلى الوزن أو مقاومة الحرارة أو مواد كيميائية معينة. وتشمل المواد الأخرى المطاط وحتى الخيوط الخشبية. في السنوات الأخيرة، شهدنا أيضًا انفتاحًا في سوق الطباعة المعدنية، مدفوعًا إلى حد كبير بالاستخدام المتزايد لتقنية نفث الحبر في نفث المواد الرابطة. هذا هو المكان الذي يتم فيه نشر مادة البناء، التي يتم توفيرها في شكل مسحوق، على طبقة ثم يتم نفث السائل الرابط بدقة حيثما كان ذلك مطلوبًا ليتسبب في تكتل بعض هذا المسحوق معًا لتكوين طبقة صلبة. ثم يتم تكرار هذه العملية طبقة واحدة في كل مرة لبناء الكائن. يمكن استخدام هذه التقنية مع عدد من المواد المختلفة بالإضافة إلى المعدن.


أحد التطبيقات البسيطة نسبيًا هو إنتاج القوالب، حيث تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد أسرع بكثير وأكثر فعالية من حيث التكلفة من معظم الطرق التقليدية. يعد هذا مجالًا جذابًا للعمل فيه، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أنه يقدم حقًا حلاً أفضل ولكن أيضًا لأن الأجزاء النهائية المنتجة مطابقة لتلك المصنوعة تقليديًا وبالتالي لا يلزم الحصول على مزيد من الشهادات لهذه الأجزاء. هناك أنواع مختلفة من القوالب، حيث أثبت صب الرمل شعبيته بشكل خاص. قدمت Fujifilm Dimatix للتو رأس طباعة جديدًا يهدف خصيصًا إلى طباعة قوالب صب الرمل بالإضافة إلى نفث المواد المعدنية. تم تصميم Starfire SG1024 L3F للتعامل مع سائل الربط القوي الذي يستخدم عادةً في هذه التطبيقات.

هناك سوق متنامية أخرى هي الملابس، حيث تم استخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد لإنشاء أزرار مخصصة. وقد عرضت شركة Stratasys طابعة ثلاثية الأبعاد تستهدف سوق المنسوجات على وجه التحديد، J850 Techstyle، والتي يمكنها طباعة التصاميم المنقوشة مباشرة على المنسوجات. يمكن استخدام هذا للشعارات ويمكن أن يتضمن نصًا ورسومات بألوان متعددة. إن Techstyle عبارة عن طابعة Polyjet تقوم بنفث مادة راتنجية يتم بلمرها بعد ذلك عن طريق التعرض للأشعة فوق البنفسجية. يمكنها الطباعة على الملابس، مثل الملابس القطنية أو الدنيم، والإكسسوارات مثل حقائب اليد.

هناك الكثير من الأمثلة على الطابعات ثلاثية الأبعاد المستخدمة لإنتاج قطع الغيار. تمتلك شركة Chiltern Railways قطع غيار مطبوعة ثلاثية الأبعاد على مقاعد قطارات الركاب الخاصة بها. تم إنتاج الأجزاء، بما في ذلك مساند الأذرع ومقابض الإمساك، على طابعة Stratasys Fortus 450mc FDM، باستخدام راتينج Ultem 9085، الذي تم اعتماده وفقًا لمعايير الحرائق والدخان والسمية في صناعة السكك الحديدية.

وفي مثال آخر، العلامة التجارية الألمانية Sienna Garden، التي تبيع مجموعة من أثاث الحدائق، وقطع الغيار المطبوعة ثلاثية الأبعاد حسب الطلب. قطع الغيار المعنية هي في الغالب أشياء مثل أغطية القدم البلاستيكية أو المفاصل التي تنكسر أو تتآكل. هذه الأجزاء صغيرة الحجم وغير مكلفة نسبيًا للطباعة بكميات صغيرة، كما أن طباعتها عند الطلب توفر تكلفة إدارة المخزون لتخزينها في المستودع. هذه الحجة نفسها - خفض تكاليف إدارة المخزون - قادت إلى تحول طباعة الكتب إلى الطباعة الرقمية وكانت وراء نمو الطباعة الرقمية للملصقات والتغليف.

ومن منظور سوق الطباعة التجارية، لا يزال التصنيع الإضافي متخلفًا بنحو 20 عامًا عن سوق الطباعة الرقمية. في ذلك الوقت، كانت الطابعات التجارية قد بدأت للتو في تركيب آلات رقمية مثل Xerox iGen أو Kodak Nexpress، وكانت الطابعات ذات التنسيقات الكبيرة قد انتبهت للتو إلى مزايا الأسطح المسطحة العاملة بالأشعة فوق البنفسجية في السوق الذي كانت لا تزال تهيمن عليه آلات المذيبات التي يتم تغذيتها باللفائف. من الناحية العملية، يعني هذا أن المصممين والمصنعين بدأوا للتو في التفكير في الطباعة ثلاثية الأبعاد كخيار لعمليات الإنتاج القصيرة. وعلى مدى العقد المقبل أو نحو ذلك، سيؤدي هذا إلى تحول في التصنيع، حيث ليست هناك حاجة لإنشاء خطوط إنتاج مخصصة. وهذا يترك الباب مفتوحًا أمام المكاتب التي يمكنها تلبية احتياجات أنواع مختلفة من المؤسسات والتطبيقات، مثلما يفعل مقدمو خدمات الطباعة حاليًا.