الطباعة ثلاثية الأبعاد هي تقنية تُصنّع الأشياء عن طريق تكديس المواد طبقةً تلو الأخرى، وتُعرف أيضًا بالتصنيع الإضافي. تبدأ هذه التقنية من ملفات التصميم الرقمية (مثل صيغة STL) وتستخدم مواد متنوعة (مثل البلاستيك والمعادن والراتنجات، إلخ) لطباعة أشكال وهياكل معقدة يصعب تحقيقها بالطرق التقليدية.

تشمل مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد الشائعة ما يلي:

• البلاستيك : مثل PLA، ABS، TPU، النايلون، إلخ.
• المعادن : مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، وسبائك التيتانيوم، وسبائك الألومنيوم، وما إلى ذلك.
• الراتنجات : تستخدم للطباعة عالية الدقة، وهي مناسبة لتصنيع الأجزاء الصغيرة والمعقدة.

يعتمد اختيار المواد عادةً على متطلبات التطبيق والمتانة والتكلفة ودقة معالجة العنصر المطبوع.

بخلاف طرق التصنيع التقليدية (مثل الصب والقطع والقولبة، إلخ)، تُعدّ الطباعة ثلاثية الأبعاد عملية تصنيع إضافية تُصنّع فيها المنتجات عن طريق وضع طبقات من المواد دون الحاجة إلى قوالب أو أدوات تشغيل. تُمكّن هذه الطريقة من إنتاج هياكل معقدة للغاية مع تقليل الهدر ووقت المعالجة. بالإضافة إلى ذلك، تُتيح الطباعة ثلاثية الأبعاد إمكانية التخصيص الشخصي، مما يجعلها مثالية لإنتاج كميات صغيرة وتصميم النماذج الأولية.

تتضمن العوامل الرئيسية لضمان جودة الطباعة ثلاثية الأبعاد ما يلي:

• ملفات التصميم : توفير ملفات تصميم CAD عالية الجودة وتجنب أخطاء النموذج.
• معلمات الطباعة : اختر إعدادات الطباعة المناسبة، مثل سمك الطبقة، وكثافة التعبئة، وسرعة الطباعة.
• مواد الطباعة : استخدم مواد عالية الجودة تتناسب مع متطلبات التطبيق.
• مرحلة ما بعد المعالجة : تساعد معالجات ما بعد الطباعة (مثل التنظيف والتصلب والصنفرة) على تحسين جودة المنتج النهائي.

تعتمد دقة الطباعة ثلاثية الأبعاد على عوامل متعددة، منها نوع الطابعة المستخدمة، والمواد المستخدمة، وإعدادات الطباعة. عمومًا، تتراوح دقة طابعات FDM (النمذجة بالترسيب المندمج) بين 0.1 مم و0.5 مم، بينما تصل دقة طابعات SLA (الطباعة المجسمة) إلى حوالي 0.05 مم.

يتم تطبيق الطباعة ثلاثية الأبعاد على نطاق واسع في مجالات متعددة، بما في ذلك:

• إنتاج النماذج الأولية : يستخدم للتحقق السريع من صحة مفاهيم التصميم واختبار الوظائف والمظهر.
• الأجزاء والأدوات المخصصة : مناسبة للأجزاء التي تتطلب التخصيص أو التخصيص بكميات صغيرة.
• الطب : يستخدم لإنشاء الأجهزة الطبية أو الأطراف الاصطناعية المخصصة.
• الهندسة المعمارية : تستخدم لطباعة النماذج المعمارية أو أجزاء من الهياكل المبنية.
• التعليم والفن : يستخدم لإنشاء النماذج التعليمية والمنشآت الفنية والنماذج الأولية.

مع تقدم التكنولوجيا، يستمر نطاق تطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد في التوسع.

تختلف تكلفة الطباعة ثلاثية الأبعاد بسبب عدة عوامل، بما في ذلك:

• تكاليف المواد : تختلف تكاليف أنواع المواد المختلفة (مثل البلاستيك والمعادن وما إلى ذلك).
• وقت الطباعة : تؤدي أوقات الطباعة الأطول إلى تكاليف أعلى.
• معدات الطباعة : يؤثر اختيار المعدات على التكلفة الإجمالية؛ فالطابعات عالية الدقة عادة ما تكون أكثر تكلفة.
• أعمال ما بعد المعالجة : تتطلب بعض عمليات الطباعة ثلاثية الأبعاد معالجة لاحقة إضافية، مثل إزالة الدعامات ومعالجة السطح.

بشكل عام، تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد مناسبة للإنتاج على دفعات صغيرة أو التخصيص الشخصي؛ أما بالنسبة للإنتاج على نطاق واسع، فقد تكون طرق التصنيع التقليدية أكثر فعالية من حيث التكلفة.

يتطلب اختيار تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد المناسبة مراعاة عدة عوامل:

• دقة الطباعة : توفر التقنيات المختلفة دقة متفاوتة؛ اختر التقنية التي تتوافق مع احتياجات منتجك.
• متطلبات المواد : تدعم التقنيات المختلفة مواد مختلفة؛ على سبيل المثال، FDM مناسب للبلاستيك، وSLA للراتنجات، وSLS للمعادن والنايلون.
• حجم الإنتاج : FDM مناسب للإنتاج على دفعات صغيرة، في حين أن SLA وSLS مثاليان للإنتاج عالي الدقة أو على دفعات صغيرة أو على أجزاء وظيفية.
• احتياجات ما بعد المعالجة : تتطلب بعض التقنيات خطوات إضافية لما بعد المعالجة، وهو ما قد يؤثر على دورات الإنتاج.