كان للاختراعات التكنولوجية والتطبيقية دور بارز في تشكيل التاريخ الحديث وأسهمت في الوصول إلى النموذج الذي نعيشه اليوم. ساهمت هذه الابتكارات في تحسين نوعية حياتنا، ومن أبرزها تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد. من خلال هذا الموقع، سوف نستعرض لكم تطور الطباعة ثلاثية الأبعاد عبر الزمن واستخداماتها المتعددة.
تاريخ الطباعة ثلاثية الأبعاد: من بداياتها إلى أحدث التقنيات
ظهرت للمرة الأولى كلمة الطباعة ثلاثية الأبعاد في قصة خيال علمي خلال خمسينيات القرن الماضي، وتحولت تدريجياً إلى واقع ملموس خلال الثمانينيات. اليوم، تُعتبر واحدة من أكثر التقنيات انتشاراً، بفضل التحسن في الدقة وتنوع المواد المستخدمة.
تبقى المبادئ الأساسية للطباعة ثلاثية الأبعاد ثابتة، حيث تتضمن عملية تصنيع كائن مادي بناءً على نموذج أو تصميم رقمي عبر إضافة طبقات متتالية من مادة معينة حتى تصل إلى حالة الصلابة. ببساطة، هي عملية تحويل تصميم رقمي إلى منتج ملموس.
تشير التوقعات إلى أن هذه التقنية قد تحدث تحولًا جذريًا في عالم التصنيع التقليدي كما نعرفه، مما قد يؤثر بشكل كبير على العديد من المجالات، بسبب الفروق الدقيقة بينها وبين أي تقنيات تصنيع أخرى موجودة.
في بداية الثمانينيات، كانت تكلفة اقتناء طابعة ثلاثية الأبعاد تزن أكثر من 300 ألف دولار، وهو ما يعادل تقريبًا مليون دولار اليوم. ومع ذلك، سرعان ما أصبحت في متناول الشركات الصغيرة والأفراد، مما فتح الأبواب أمام استخدامها في تصنيع نماذج محاكاة أولية.
تطور الطباعة ثلاثية الأبعاد
سُجلت أول براءة اختراع واضحة في عام 1981 ترتبط بفكرة الطباعة ثلاثية الأبعاد تحت عنوان “جهاز النماذج الأولية السريعة”. بينما حديث المخترع والمهندس الأمريكي تشاك هال هو الذي صاغ مصطلح “الطباعة الحجرية المجسمة” في عام 1986، بعد تقديمه لطلب براءة اختراع تم منحه رسميًا في نفس العام.
يصف هذا المصطلح تقنية إنشاء الأجسام ثلاثية الأبعاد عبر مادة سائلة تتصلب عند تعرضها لضوء الليزر، حيث كانت الطباعة الحجرية المجسمة أول جيل من تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد المستخدمة اليوم في مختلف المجالات.
في عام 1987، سجل المخترع الأمريكي كارل ديكارد براءة اختراع لعملية “التلبيد الانتقائي بالليزر”، بينما قدم المخترع الأمريكي سكوت كرامب براءة اختراع عام 1989 لعملية “نمذجة الترسيب المنصهر”.
تطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد
تستفيد العديد من الصناعات والأسواق بطرق مختلفة من تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، ومنها:
- الطب وطب الأسنان: تُستخدم هذه التقنية في تصنيع تيجان الأسنان والجسور، حيث يتم إنتاج معظم أدوات التقويم الشفافة عبرها. كما أنها تسهم بشكل كبير في تصميم وتحسين الأجهزة الطبية، مثل أجهزة تقويم العظام والأطراف الصناعية المتخصصة.
- السلع الاستهلاكية: تسهم هذه التقنية في تسريع عملية طرح المنتجات الجديدة من خلال التصميم والتطوير والاختبار في فترة زمنية قصيرة، مما يسمح بإنشاء منتجات مصممة خصيصًا لتلبية احتياجات المستهلكين، مثل الأحذية المطبوعة ثلاثية الأبعاد.
- الفضاء: تُستخدم تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في مجالات متعددة، مثل تصنيع محركات الصواريخ وقطع غيار المركبات، مما يمكّن المهندسين من تصميم وتصنيع أجزاء الصواريخ في وقت قياسي.
- النقل: كان النقل من بين أول القطاعات التي اعتمدت تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنتاج قطع الغيار عند الطلب، بجانب التطوير السريع للمنتجات وإنتاج أجزاء خفيفة الوزن ومعقدة. من الشركات الرائدة في ذلك بورشه وفورد وبي إم دبليو.
- كما ساعدت التقنية في تطوير مجالات أخرى مثل: الفن والنحت، والبناء، والصناعات الغذائية، والتعليم.
لقد تناولنا في هذا المقال تاريخ الطباعة ثلاثية الأبعاد منذ نشأتها إلى تطورها المستمر، حيث تبرز الإنجازات الملموسة التي حققها المخترعون الأمريكيون في مجال التقنية مما أحدث تغييراً كبيراً في عالم التطور التكنولوجي.
