الطباعة ثلاثية الأبعاد والنماذج السريعة: المستقبل أم البدعة؟

الإعلانات

ما الذي دار في ذهنك في المرة الأولى التي رأيت فيها الطباعة ثلاثية الأبعاد في العمل؟ هل فكرت ببساطة ، "مرحبًا هذا رائع إلى حد ما. أوه ، انظر ، سنجاب "? أو هل فكرت ، "رائع. يمكنني بناء أي شيء مع ذلك! " حقيقة أنك تقرأ هذه المقالة يعني أنه من الآمن افتراض أنك تنتمي إلى المجموعة الأخيرة.

هل هو "رائع" بالرغم من ذلك؟ هل هو الشيء الكبير التالي مثل السيارات الطائرة ووجبات الطعام في حبوب منع الحمل؟ من المحتمل أن تكون هذه أشياء مفيدة حقًا ، لكنها لم تصبح سائدة أبدًا. هل هذه هي الطريقة التي ستنخفض بها الطباعة ثلاثية الأبعاد؟ بعض الأشياء مثل صersonal درقمي أssistants (PDAs) وعازفي كاسيت وكمان قاموا بالقفز من البدعة إلى الاتجاه ، ولكن لا يزال يتلاشى. لماذا ا؟

ما الذي يجعل الموضة؟

ما الذي يجعل تقنية التعطيل المتفجرة تدوم ، بينما يتلاشى الآخرون أو لا يخرجونها أبدًا من البوابة؟ هناك معايير أكثر من ذلك يمكننا تجميعها ، ولا يمكن قياس العديد منها ، مثل عوامل "البرودة" أو الحظ. في نهاية المطاف ، يقرر الوقت.

إذن ماذا حدث للمساعد الشخصي الرقمي؟ يمكن القول أنهم كانوا متقدمين قليلاً على وقتهم. لم تكن أجهزة الكمبيوتر في كل مكان كما هي اليوم ، وقام مخطط اليوم الورقي بكل ما يحتاجه معظم الناس ، على الأقل بالسرعة. لذا لم تكن هناك حاجة فعلية وسهولة في الاستخدام.

ومع ذلك ، كان جهاز Walkman سهل الاستخدام وأراد الناس حقًا أن يكونوا قادرين على الاستماع إلى موسيقاهم المفضلة ، بشكل خاص وفي أي مكان. لم يكن هناك أي شيء ضد ووكمان حتى تغيرت وسط الموسيقى. ظهرت الأقراص المضغوطة ثم صعود الإنترنت ، وبدأت أقراص MP3 في جعل شريط الكاسيت والأقراص المضغوطة غير ذات صلة. تفوقت التكنولوجيا على مشغل الأشرطة المحمول ، وتطورت إلى مشغلات MP3 ، التي تم استيعابها في الهواتف الذكية التي نحبها اليوم.

هل سيحدث هذا النوع من الأشياء للطباعة ثلاثية الأبعاد والنماذج الأولية السريعة؟ ما لم نتمكن من طباعة كرة بلورية عاملة أو TARDIS ، فلا توجد طريقة لمعرفة ذلك على وجه اليقين. نحن يستطيع ننظر إلى الماضي ، ولكن. وفقًا لما لا يقل عن مليار من المؤرخين وأنواع الفلاسفة ، يمكن أن يساعدنا التاريخ في التنبؤ بالمستقبل.

لماذا النماذج على أي حال؟

الفكرة الكاملة لتصميم الكائنات ونمذجتها هي أخذ أفكارنا وجعلها حقيقية ، ومعرفة ما إذا كانت تعمل ، ثم تغيير التصميم ليكون أفضل. ثم نقوم بنسخه مرة أخرى ونرى ما إذا كان يعمل ، ثم نغير التصميم ليكون أفضل. هذا ال ردود الفعل حلقة. يتبع كل من المصممين والمبدعين والمصنعين والفنانين والمخترعين هذه العملية.

النماذج الأولية في الماضي

في الماضي ، كان الشخص يرسم فكرته ، مع إجراء تغييرات على الورق. ثم يختارون وسطًا لصنع العنصر - الخشب والمعدن والبلاستيك ، أيا كان. ثم يقضون الكثير من الوقت في العمل والقطع ، والإزميل والتشكيل ، حتى يحصلوا على ما يعتقدون أنه نموذج أولي جيد. بمجرد الانتهاء ، سيختبرونها لمعرفة ما إذا كانت جيدة قدر الإمكان. إذا لم يكن كذلك ، فقد عاد إلى لوحة الرسم. من خلال إجراء هذه العملية ثلاث أو أربع مرات فقط ، يمكن أن يستغرق حرفًا عامًا حتى يكون لديهم شيء يرضون به. الوقت هو المال ، أليس كذلك ؟!

كان من السهل تحسين جزء الرسم من العملية. توصلنا إلى تقنيات وأدوات صياغة موحدة. في نهاية المطاف ، كان لدينا أجهزة كمبيوتر وبرمجيات ، لذلك كانت الصياغة أسرع وكان إجراء التغييرات أسهل. لكن جزء التصنيع لم يتطور كثيرًا. لم تتحسن من خلال القفزات وحدود الصياغة.

حاول الناس ، رغم ذلك. هناك براءات اختراع لطرق إنشاء عناصر ثلاثية الأبعاد يعود تاريخها إلى أواخر القرن التاسع عشر ، ولكن لم يكن أي منها بسيطًا أو متعدد الاستخدامات أو بأسعار معقولة بما يكفي لإنتاجه بكميات كبيرة.

نحت ضوئي

طريقة واحدة اخترعها فرانسوا ويليم و براءة اختراع في عام 1864 كان النحت. على الرغم من أنه تم استخدامه في الغالب لأغراض فنية ، كانت الفكرة موجودة لأخذ كائن وتكراره بسرعة ، إن لم يكن في الواقع إنشاؤه. شاهد هذا الفيديو عن العملية التي تم إجراؤها في عام 1939 ، بواسطة ماركوس آدامز. حتى اليوم ، إنها ملهمة.

التصنيع باستخدام الحاسب الآلي والطحن

في الأربعينيات نعدديا جيمكن لآلات الطحن التي تم التحكم فيها (NC) قراءة بطاقات اللكم ونحت التصميم تلقائيًا من قطعة من المعدن أو الخشب. يمكن اعتبار هذا بداية الطباعة ثلاثية الأبعاد.

في عام 1951 ، أ جالكمبيوتر نعمري جتم تصنيع مطحنة ontrol (CNC) في مولاية ماساتشوستس أناnstitute of تالتكنولوجيا (MIT).

أصبحت مصانع CNC أفضل وأصغر ، لكنها كانت لا تزال كبيرة جدًا أو باهظة الثمن لأي شخص ولكن الشركات المصنعة تستخدمها. كانت السرعة العالية لقمات الطاحونة المصممة خصيصًا والحادة فائقة الخطورة أيضًا خطيرة ، في حالة كسرها ، وكثيرًا ما تنكسر. لم يكن هناك شيء يمكن استخدامه في مساحة صغيرة إلى حد ما ، بأمان ، وبأسعار معقولة حتى وقت قريب جدًا. الق نظره على هذه.

طباعة ثلاثية الأبعاد حقيقية

في أواخر السبعينيات إلى أوائل الثمانينيات ، توصل عدد قليل من الأشخاص الأذكياء إلى فكرة للطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام راتنجات البوليمر والضوء. كونها من بنات أفكار ميتسوبيشي موتورز في عام 1972 ، استغرق الأمر حتى عام 1981 لكي يقوم هيديو كوداما من شركة ناغويا للأبحاث الصناعية المحلية بذلك. كان يعمل من خلال وجود دلو من الراتنج يتحرك ببطء لأسفل بينما يتم توجيه أشعة الليزر إليه من الأعلى وجانب واحد. حيث اجتمعت الليزر ، وصلب مادة البوليمر. في بضع دقائق فقط ، يمكن أن تحمل نموذجًا راتينجيًا للتصميم الذي كان في رأسك في ذلك الصباح فقط.

يوضح لك الفيديو التالي ما يحدث في طابعة ثلاثية الأبعاد ضوئية. هل تبحث عن المزيد شرح متعمق لكيفية عمل الطباعة ثلاثية الأبعاد ما هي الطباعة ثلاثية الأبعاد وكيف تعمل؟تخيل ما إذا كان بإمكانك طباعة كائنات ثلاثية الأبعاد مباشرة من طابعة في منزلك. عندما كنت طفلاً في المدرسة الابتدائية ، اعتقدت أنه سيكون من الرائع إذا استطعت طباعة البيتزا ... اقرأ أكثر ? لدينا ذلك أيضًا.

يمكنك أن ترى أن هذه الطريقة قد لا تكون مثالية للاستخدام في المنزل. على الرغم من أن الطباعة ثلاثية الأبعاد فوتوبوليمير دقيقة للغاية ، إلا أنها قد تكون فوضوية بعض الشيء إذا ضربت القطة الطابعة.

ثم جاء Fمستخدم دالموقف مطباعة أوديلنج (FDM). لوضعها بعبارات بسيطة ، إنها طابعة تنفجر (ودائع) ذاب البلاستيك قليلا في وقت واحد. يجب أن يكون البلاستيك ساخنًا للتدفق عبر فوهة صغيرة ، حتى يلتصق (الصمامات) بشكل جيد لطبقة البلاستيك التي تم بخها سابقًا. يحدث هذا طبقة بعد طبقة حتى يكون لديك كائن ثلاثي الأبعاد أو نموذج. يمكنك أن تفعل الشيء نفسه بمسدس الغراء الساخن إذا كان لديك أعصاب من الفولاذ وصبر غاندي. أو إذا لم يكن كذلك ، تحقق من قلم طباعة 3Doodler 3D 3Doodler 3D Pen مراجعة وهبةإن القلم ثلاثي الأبعاد هو قلم يرسم في بلاستيك ثلاثي الأبعاد. بمعنى أنك لست مقيدًا بالرسم على الورق - يمكنك أيضًا الرسم في الهواء. اقرأ أكثر .

إليك فيديو عن طابعة MakerBot FDM وهي تعمل. يعد MakerBot أحد اللاعبين الرئيسيين في جلب الطباعة ثلاثية الأبعاد للجماهير. طابعاتهم صغيرة بما يكفي لاستخدامها في المنزل وبأسعار معقولة لكثير من الناس. لكن ليس أنا بعد.

دولة النماذج

مع الطباعة ثلاثية الأبعاد والطحن باستخدام الحاسب الآلي وتقنيات أخرى تصبح أقل تكلفة وأكثر دقة وأسهل في الاستخدام ، يمكن لأي شخص تقريبًا تحويل فكرته إلى شيء يمكن أن يحمله في يده. من خلال القيام بذلك ، يمكن للأشخاص الذين لديهم أفكار رائعة جلب الاختراعات والمنتجات إلى السوق التي ربما لم تصنعها أبدًا. مثل هذا الهيكل الخارجي في الصورة أدناه. تبدو باردة ، لا فكرة عما يفعله.

مع استمرار الفنانين ومجتمعات DIY في الانجذاب إلى الطباعة ثلاثية الأبعاد ، نشهد تكيفًا أسيًا.

"كل يوم ، يتمتع المزيد من الأشخاص بإمكانية الوصول إلى تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد بفضل الأجهزة مفتوحة المصدر نوادي DIY ومساحات القراصنة وصانع و Faires صانع أربعة أسباب لماذا يجب عليك زيارة Hackerspace المحلي الخاص بك اقرأ أكثر ذلك (احتفظ) ظهرت في مدن حول العالم. الأمثلة الدولية الجيدة ويفولفر في لندن وأمستردام ، و FabLabs ، ومؤخرا ، محاور ثلاثية الأبعاد الشبكة ، التي نمت من توصيل بضع مئات من الطابعات ثلاثية الأبعاد إلى أكثر من 7000 طابعة في أقل من عام ". ملاحظات رودي دي ويلي، استراتيجي الابتكار التكنولوجي ومؤلف / أمين عام Shift 2020.

الطباعة ثلاثية الأبعاد كنموذج عمل

يوجد الآن الآلاف ، إن لم يكن الملايين ، من الملفات على الويب التي يمكنك تحميلها فقط في الطابعة ثلاثية الأبعاد الخاصة بك وإنشاء العنصر. لا تحتاج حتى إلى معرفة كيفية تصميم أي شيء.

كما ريتشارد أ. يوضح D’Aveni في مقالة Harvard Business Review ، الطباعة ثلاثية الأبعاد ستغير العالم,

"مع توسع تطبيقات التكنولوجيا وانخفاض الأسعار ، فإن الأثر الكبير الأول هو أنه سيتم تصنيع المزيد من السلع في أو بالقرب من نقطة الشراء أو الاستهلاك. قد يعني هذا إنتاج بعض الأشياء على مستوى الأسرة. (ستدفع مقابل المواد الخام وعنوان IP - ملفات البرامج لأي تصميمات لا يمكنك العثور عليها مجانًا على الويب.) "

ما هو التأثير الذي سيحدثه ذلك على أسواق النقل والتجزئة وخدمات ما بعد البيع؟ من الصعب القول ، ولكن إذا وفر المال للشركات والأشخاص ، فعادةً ما يكون رهانًا آمنًا.

هل ستبقى أم ​​ستذهب؟

لقد رأينا أنه كان هناك طلب طويل الأمد على الطباعة ثلاثية الأبعاد وأنه يوفر الوقت والجهد والمال. لقد رأينا أيضًا أن هناك بعض الطرق التي يمكن من خلالها إجراء الطباعة ثلاثية الأبعاد والنماذج الأولية - آلات CNC ، والبوليمرات الضوئية ، و FDM ليست سوى ثلاث طرق متاحة. لذا ، قد يتغير الوسط ، لكن عمليات الطباعة ثلاثية الأبعاد الأساسية ستستمر. أصبحت العملية أيضًا أكثر قابلية للحمل ، وأسهل في التنفيذ ، وبأسعار معقولة يوميًا تقريبًا.

ولعل الأهم من ذلك أن الطباعة ثلاثية الأبعاد والنماذج الأولية السريعة تفتح الأبواب للأشخاص الذين ربما لم يفكروا في التصميم أو الهندسة من قبل. ديف إيفانز ، دول وادي السليكون المستقبلية مثل هذه في 5 خبراء يدرسون مستقبل الطباعة ثلاثية الأبعاد,

"تقوم الطباعة ثلاثية الأبعاد بعمل شيء قليل جدًا من التقنيات الأخرى - فهي تجمع بين الفن والعلوم. ما هي طريقة رائعة لإشراك النساء (والرجال) الرئيسيين الآن بغض النظر عن الخلفية. "

حتى أن هناك طابعة ثلاثية الأبعاد بقيمة 100 دولار ستصبح متاحة قريبًا. مع هذا القدر من الجهد ، وإبداع العناصر التي يتم إنشاؤها باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد ، يبدو بالتأكيد أنه هنا للبقاء معنا ، على الأقل طالما Walkman... إن لم يكن أطول.

ما رأيك؟ بدعة أم مستقبل؟ أي خطط للحصول على طابعة ثلاثية الأبعاد أو مطحنة CNC لنفسك؟ هل لديك واحد بالفعل؟ إذا قمت بذلك ، فما الذي تستخدمه؟ هل تنصح الآخرين بتجربة الطباعة ثلاثية الأبعاد؟ دعنا نعرف أدناه.

ائتمانات الصورة: آلة طحن عبر Shutterstock ، طابعة 3D عبر Shutterstock ، الهيكل الخارجي WREX في الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعرض المستقبلي في متحف العلوم في لندن, غرفة الصياغة, سوني ووكمان, آلة CNC الأقدم عبر WikiMedia ، النخيل Vx عبر فليكر