كل شيء ثلاثي الأبعاد: استكشاف كل تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد متوفرة في عام 2022

أصبحت الطباعة ثلاثية الأبعاد بسرعة واحدة من أكثر هوايات DIY شيوعًا ، حيث تم شحن أكثر من 2.2 مليون طابعة حول العالم في عام 2021 وحده.

دائمًا ما تكون الأنواع الجديدة من الطباعة ثلاثية الأبعاد قيد التطوير النشط ، والسوق المتنامي لهذه التقنية يقود الابتكار ، مما يجعل العديد من الطابعات القديمة تبدو عمليًا في عصور ما قبل التاريخ.

ولكن ما هي الأنواع المختلفة للطباعة ثلاثية الأبعاد المتوفرة في عام 2022؟ دعونا نكتشف أدناه.

كم عدد أنواع الطباعة ثلاثية الأبعاد الموجودة؟

سيكون معظم هواة الطباعة ثلاثية الأبعاد على دراية ببثق المواد (FDM) وبلمرة الحاوية (SLA و DLP و MSLA) ودمج طبقة المسحوق (SLS و EBM). ولكن ، هناك بالفعل سبعة أنواع مختلفة من تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد متاح للهواة والمصنعين عام 2022. يمكن العثور على الأنواع الفرعية داخل كل فئة من هذه الفئات ، مما يوفر قائمة طويلة من الأنواع المختلفة من الطابعات ثلاثية الأبعاد المتوفرة في السوق اليوم.

• بثق المواد
• بلمرة ضريبة القيمة المضافة
• مسحوق بودرة الانصهار
• النفث المادي
• بيندر النفث
• ترسيب مباشر للطاقة
• تصفيح الورقة

ما هي الأنواع الثلاثة الرئيسية للطباعة ثلاثية الأبعاد؟

على الرغم من توفر العديد من أنواع الطابعات ثلاثية الأبعاد اليوم ، إلا أن هناك ثلاث تقنيات رئيسية يستخدمها هواة الطباعة ثلاثية الأبعاد في المنزل. يتضمن ذلك FDM (نمذجة الترسيب المنصهر) و SLA (تلبيد الليزر الانتقائي) و SLS (تلبيد الليزر الانتقائي).

تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد متوفرة في عام 2022

يمكنك العثور أدناه على مجموعة من أهم تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد المتوفرة في عام 2022. يركز هذا على أنواع الطابعات ثلاثية الأبعاد التي يمكن للأشخاص العاديين شراؤها واستخدامها في المنزل ، ولكننا قمنا أيضًا بتضمين الطابعات ثلاثية الأبعاد المتوفرة للمصنعين.

أنواع الطباعة ثلاثية الأبعاد: بثق المواد

بثق المواد هو أكثر أنواع الطباعة ثلاثية الأبعاد شيوعًا للاستخدام المنزلي. FDM (نمذجة الترسيب المنصهر) / FFF (تصنيع الفتيل المنصهر) هو النوع الوحيد من الطابعات التي تسقط في هذه الفئة ، ولكن يجدر الانتباه إلى أن طابعات مثل هذه تأتي في مجموعة من الأشكال و الأحجام.

طابعات FDM / FFF ثلاثية الأبعاد

طابعات FDM / FFF ثلاثية الأبعاد ميسورة التكلفة وسهلة الاستخدام نسبيًا ، خاصة مع التطورات الحديثة مثل الأسِرَّة والمرفقات المدفأة. تعمل طابعات FDM ثلاثية الأبعاد من خلال وضع طبقة تلو الأخرى من المواد باستخدام جسر أو مجموعة من المحركات. تأتي المادة على شكل فتيل صلب يتم تحميله على الطابعة ويمرر عبر الطارد الساخن الذي يتسبب في ذوبانها.

أنواع الطباعة ثلاثية الأبعاد: بلمرة الحاوية

على عكس بثق المواد ، تستخدم بلمرة الحوض مادة بدء سائلة تتجمد عند تعرضها للضوء. تُستخدم أشعة الليزر وأنواع أخرى من الإضاءة الدقيقة لمعالجة راتنجات البوليمر الضوئية الموجودة في وعاء ، وعادةً ما يكون ذلك باستخدام سرير يرفع الجسم ببطء أثناء صنعه. تُعرف الطباعة ثلاثية الأبعاد الخاصة ببلمرة ضريبة القيمة المضافة بإنتاج أجزاء مفصلة بشكل لا يصدق بدون خطوط طبقة ملحوظة SLA و DLP مختلفان تمامًا عن الطباعة ثلاثية الأبعاد FDM.

طابعات SLA (الطباعة الحجرية المجسمة) ثلاثية الأبعاد

تم اختراع SLA لأول مرة في عام 1986 ، وكانت أول تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد حاصلة على براءة اختراع في الولايات المتحدة. يحتوي هذا النوع من الطابعات على وعاء من راتينج البوليمر الضوئي ، ومجموعة من المرايا تسمى الجلفانومترات ، وليزر قوي كمكوناته الرئيسية. يعمل الليزر والمرايا جنبًا إلى جنب لعلاج أجزاء معينة من الراتنج لإنشاء نموذج مفصل. مثل طابعات FDM ثلاثية الأبعاد ، تشكل طابعات SLA طبقة واحدة في كل مرة بسرير يتحرك في موضع الطبقة التالية.

طابعات DLP (معالجة الضوء المباشر) ثلاثية الأبعاد

طابعات DLP ثلاثية الأبعاد مشابهة جدًا لطابعات SLA ، إلا أنها تستخدم جهاز عرض ضوئي رقميًا بدلاً من الليزر لمعالجة الراتنج. يتميز هذا بميزة تسريع أوقات الطباعة ، حيث يمكن للطابعات ثلاثية الأبعاد ذات الضوء الرقمي معالجة الطبقات بأكملها بفلاش واحد من أجهزة عرض الضوء بدلاً من الاضطرار إلى التركيز على نقاط مفردة.

أنواع أخرى من الطابعات ثلاثية الأبعاد الخاصة ببلمرة ضريبة القيمة المضافة

• البلمرة الضوئية القابلة للبرمجة (P3)
• الطباعة الحجرية المجسمة المقنعة (MSLA)
• طباعة عالية السرعة (HARP)
• تصنيع المعادن باستخدام الطباعة الحجرية (LMM)
• إنتاج المواد المضافة الخفيفة (LEAP)
• الطباعة الحجرية المجسمة الدقيقة الإسقاط (PµSL)
• التصنيع الرقمي المركب (DCM)

أنواع الطباعة ثلاثية الأبعاد: مسحوق بودرة الانصهار

يعتبر انصهار طبقة المسحوق فريدًا بمعنى أنه بدلاً من استخدام الفتيل أو الراتينج ، تستخدم هذه الطابعات مواد مسحوقية يتم دمجها بواسطة الطاقة الحرارية. لا يؤدي هذا فقط إلى فتح الأبواب أمام الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعدن والسيراميك ، ولكنه يلغي أيضًا الحاجة إلى الدعامات المزعجة ؛ المسحوق يقوم بالعمل نيابة عنك.

طابعات ثلاثية الأبعاد SLS (تلبيد انتقائي بالليزر)

تبدأ الطابعات ثلاثية الأبعاد الانتقائية بالتلبيد بالليزر كل طباعة عن طريق وضع طبقة دقيقة من مسحوق البوليمر الذي يكاد يكون عند نقطة الانصهار على طبقة ساخنة. ثم يتم استخدام الليزر ، بطريقة مماثلة لـ SLA ، لدمج أجزاء من المسحوق بشكل انتقائي. بمجرد اكتمال الطبقة ، تتم إضافة طبقة أخرى من المسحوق وتبدأ العملية مرة أخرى.

طابعات ثلاثية الأبعاد EBM (ذوبان شعاع الإلكترون)

تعمل طابعات EBM 3D بشكل مشابه لطابعات SLS ، باستثناء أنها تعمل مع مساحيق معدنية وتستخدم شعاع إلكتروني بدلاً من الليزر. يحتوي هذا الشعاع على كثافة طاقة أعلى من الليزر ، مما يمكّن طابعات EBM من العمل بشكل أسرع من نظيراتها مع التضحية أيضًا بالتفاصيل الدقيقة.

أنواع أخرى من طابعات مسحوق السرير الانصهار ثلاثية الأبعاد

• تلبيد المعادن بالليزر المباشر (DMLS)
• ذوبان الليزر الانتقائي (SLM)
• متعدد النفاثات الانصهار (MJF)

أنواع الطباعة ثلاثية الأبعاد: نفث المواد (MJ)

تعمل طابعات نفث المواد ثلاثية الأبعاد بشكل مشابه جدًا لطابعات نفث المواد طابعة عادية ثنائية الأبعاد. يتم ترسيب المواد السائلة على لوحة التصميم ومعالجتها باستخدام الليزر أو أجهزة عرض ضوئية رقمية ، مع نفاثات دقيقة تضع المادة أسفل طبقة تلو الأخرى. يمكن لطابعات DOD MJ إيداع كل من مواد البوليمر والشمع لعمل دعامات.

أنواع طابعات النفث ثلاثية الأبعاد

• إسقاط عند الطلب (DOD)
• نفث الجسيمات النانوية (NPJ)
• طباعة ColorJet (CJP)

أنواع الطباعة ثلاثية الأبعاد: Binder Jetting

يشبه نفث الموثق تقاطعًا بين نفث المواد ودمج طبقة المسحوق. تتم إضافة طبقات من المواد التي تعمل بالطاقة إلى لوحة التصميم ، مع فوهة تقوم بنفث مادة الربط في أماكن محددة لبناء كل طبقة من النموذج النهائي. يتم استخدام كل من الرمل والمعادن والبوليمرات في هذه العملية ، على الرغم من أن كل مادة تتطلب معداتها الخاصة للعمل معها.

أنواع طابعات Binder Jetting 3D

• النفث بيندر الرمل
• النفث بيندر البلاستيك
• النفث بيندر المعادن

أنواع الطباعة ثلاثية الأبعاد: ترسيب مباشر للطاقة

تعمل طابعات DED ثلاثية الأبعاد بشكل مشابه لطابعة FDM ؛ تتحرك فوهة حول سرير الطباعة أثناء ترسيب المواد في طبقات لبناء نموذج. بدلاً من خيوط البلاستيك الذائبة ، تستخدم الطابعات ثلاثية الأبعاد لترسيب الطاقة المباشر مسحوقًا معدنيًا أو سلكًا يتم تسخينه ودمجه أثناء مغادرته الفوهة. ستحتوي الطابعات مثل هذه إما على شعاع ليزر أو إلكترون أو بلازما لتسخين المادة.

أنواع الطابعات ثلاثية الأبعاد لترسيب الطاقة المباشر

• تصنيع المواد المضافة للشعاع الإلكتروني (EBAM)
• تشكيل شبكة الليزر (LENS)
• رذاذ بارد
• ترسيب المعادن المباشر (DMD)
• تصنيع مضافات القوس السلكي (WAAM)
• ترسيب البلازما السريع (RPD)

أنواع الطباعة ثلاثية الأبعاد: تصفيح الورق

تعتبر الطابعات ثلاثية الأبعاد لتصفيح الورق فريدة من نوعها في عالم الطباعة ثلاثية الأبعاد ، حيث لا يمكنها إنهاء القطع التي تصنعها بمفردها. يتم تصفيح طبقات من الورق أو البلاستيك أو المعدن باستخدام الغراء أو الحرارة أو الصوت قبل قطع شكل منها باستخدام قاطع ليزر أو ماكينة CNC. طريقة الطباعة ثلاثية الأبعاد هذه ميسورة التكلفة وسريعة مقارنة بالطرق الأخرى.

أنواع طابعات التصفيح ثلاثية الأبعاد للورق

• تصنيع الكائن الرقائقي (LOM)
• توحيد الموجات فوق الصوتية (UC)
• تصنيع كائن التصفيح الانتقائي المركب (SLCOM)
• تصفيح الصفيحة البلاستيكية (PSL)
• التصنيع بمساعدة الحاسوب للمواد الهندسية المصفحة (CAM-LEM)
• تصفيح الترسيب الانتقائي (SDL)
• تصنيع المواد المضافة المركبة (CBAM)

اختر النوع المناسب للطابعة ثلاثية الأبعاد لك

يلتزم معظم الناس بالطابعات ثلاثية الأبعاد FDM أو VAT البلمرة عندما يتعلق الأمر بالاستخدام المنزلي ، لأنها أرخص الطابعات وأسهلها للشراء والصيانة. ومع ذلك ، هذا لا يعني أنك مقيد بهذه الخيارات ، وننصحك باستكشاف كل هذه الخيارات التي ناقشناها عند شراء طابعة ثلاثية الأبعاد في المرة القادمة.