تطوير أجهزة طباعة مجسمة

 
تمكن باحثون من تطوير أجهزة طباعة مجسمة من تصميم نسخ ثلاثية الأبعاد مصنوعة من الخرسانة أوالمعدن أوالبلاستيك. هذه الطابعات، المستلهمة من الخيال العلمي، بإمكانها إنتاج نسخ من نماذج هندسية وقطع غيار وكذلك بعض أعضاء الجسم.

هل تريد أن تكون نسختك المطبوعة مصنوعة من البلاستيك أم المعدن أم الخرسانة؟ هذا الأمر ليس بالمستحيل، فجهاز الطباعة المجسمة يستطيع إنتاج نسخ حقيقية ثلاثية الأبعاد مصنوعة من هذه الخامات. تقنية الطباعة المجسمة هذه خرجت من عالم الخيال العلمي إلى الإنتاج الفعلي، حتى أن بعض هذه الطابعات وصلت بالفعل إلى أيدي المستخدمين، وإن كان الخبراء يقولون إن هذه الطابعات لن تحقق انتشارا كبيرا في الفترة الحالية على الأرجح.
ولكن الحقيقة الراسخة هي أن هذه الطابعات تعمل حاليا وتنتج نسخا من قطع غيار السيارات والنماذج الهندسية بل وبعض أدوات المائدة. ويقول هارتموت شفاندت رئيس مختبر الأجسام ثلاثية الأبعاد بجامعة التكنولوجيا في برلين "سوف يكون بإمكانك أيضا طباعة بعض أعضاء الجسم باستخدام مواد حية"، لافتا إلى أن هذه التقنية تنطوي على فائدة كبيرة لاسيما في حالات كسور العظام. وأوضح شفاندت قائلا: "لو انكسر جزء من العظم، يستطيع المصاب إجراء فحص بالأشعة المقطعية على موضع الكسر، وسوف يظهر على الفور على شاشة الطابعة شكل الجزء البديل الذي سيتم يتم تركيبه لتعويض الجزء المكسور".
من الخيال العملي إلى الإنتاج الفعلي

صمام القلب هذا تم إنتاجه عن طريق طابعة مجسمة تعمل بالتقنية الثلاثية الأبعاد..

تم تطوير هذه التكنولوجيا في الثمانينيات من القرن الماضي، واستمرت جهود تحسينها على مدار السنين. وتختلف أساليب الطباعة حسب المادة الخام المستخدمة، فالبلاستيك على سبيل المثال يتم إذابته ثم رشه باستخدام جهاز خاص لتصنيع النموذج المطلوب، كما يمكن أيضا وضعه في شكل طبقات فوق بعضها على إطار سابق التجهيز. وتبدو طابعة شفاندت كما لو كانت فرنا وهي في حجم رجل طويل. أما الطابعة التي تستخدم الخرسانة، فتبدو في شكلها كما لو كانت غسالة. وقبل بدء عملية الطباعة، يجري ملء درج معين في الجهاز بمسحوق أسمنتي. وعن طريق استخدام بعض المواد الكيماوية المساعدة، يتم تشكيل الجسم طبقة فوق أخرى. وبعد انتهاء "الطباعة"، يتم وضع النسخة المطبوعة داخل آلة خاصة لإزالة بقايا الخرسانة الزائدة من عليها، ثم يغطى المنتج النهائي بمادة الراتينج الصمغية لحمايته من الانكسار.
ويقول شفاندت إن هذه التقنية يفضل استخدامها لصناعة التصميمات المعمارية والنماذج الأولية للسيارات باستخدام البلاستيك أو الخرسانة. ويوضح قائلا: "حتى وقتنا هذا، مازلنا ننظر إلى الأشكال المجسمة على شاشة الكمبيوتر، ولكننا نحتاج إلى شيء نستطيع أن نلمسه وهذه العملية يمكن تنفيذها بسهولة أكبر باستخدام الطابعة المجسمة".
صنع نماذج من السيارات والقطع الفنية

تصميم لكاتدرائية مدينة كولونيا الألمانية صنع عبر طابعة مجمسمة...

وسوف يكون من الممكن في المستقبل صناعة نماذج للسيارات واللعب والقطع الفنية أو الأطباق باستخدام أجهزة الطباعة المجسمة بدلا من الاعتماد على ماكينات متخصصة في هذا الغرض. ويقر شفاندت بأن هذه التقنية تبدو كما لو كانت من ضروب الخيال العلمي، ويقول "إنها تبدو جزئيا كما لو كانت حلما". ومن العيوب الواقعية لتقنية الطباعة المجسمة ارتفاع التكلفة حيث أن الطابعات المهنية التي تستخدم في مصانع السيارات أو لدى شركات تصنيع الأحذية الرياضية على سبيل المثال يزيد سعرها عن 100 ألف يورو. ويقول شفاندت إنها لن تكون مجدية إلاّ إذا ظلت تعمل على مدار الساعة.
وتتراوح أسعار أجهزة الطباعة المجسمة شبه المهنية ما بين 40 ألف إلى 100 ألف يورو. وبالرغم أنها تحقق نتائج طيبة، إلا أنها لا توفر مجال اختيار واسع فيما يتعلق بالخامات التي تستخدم في الطباعة. وبدأت بعض الشركات بالفعل تنتج أجهزة طباعة مجسمة للمستخدم العادي، وتعرض شركة "ديسكتوب فاكتوري" الأمريكية طابعات من هذا النوع بأسعار تصل إلى 3600 يورو. وتقول الشركة على موقعها الالكتروني إن "هدفنا هو أن يشيع تواجد هذه الطابعات في المكاتب والمصانع والمدارس والمنازل مثل طابعات الليزر في وقتنا هذا". ولكن شفاندت يبدي شكوكه في إمكانية تحقيق هذا الهدف في المستقبل القريب ويقول "أعتقد أن أجهزة الطباعة المجسمة لن تحقق انتشارا واسعا في الفترة المقبلة، ولكنها تظل لعبة ممتعة".

المعادن، الطباعة المجسمة، الخرسانة، الخيال العلمي، التصميمات المعمارية