الثالثة الصناعية الثورة األبعاد ثالثية الطباعة

املقدم فوزي احلمودي

استنساخ على القدرة لها بآلة طويلة لفترة العلماء حلم لقد التكنولوجيا إنها . حقيقة اليوم أصبح الوهم هذا جسم، أي ثالثية الطباعة “ بـ تسمى والتي احلديثة األبعاد ثالثي للتصنيع مختصرة كانت التصنيع، مجال في ثورية تقنية وهي ” األبعاد بسرعة الدخول بصدد لكنها الصناعي، اجملال على البداية في . لها نهاية ال إنتاج وبقدرات منازلنا إلى

منزلية 3D طابعة الكثيرين باملنتجات ذات البعدين وبتقنيات الزخرفة سواء على الورق أو النسيج أو حتى طباعة الصور، ولكن أن يرتبط مصطلح الطباعة بإحدى طرق التشكيل فذلك يعد ثورة في مجال التصميم الصناعي. بدأ ”تشاك هال“، أحد مؤسسي شركة ) في اختراع نظام التجسيم Systems3 D ) ،ليكون بذرة الطباعة ثالثية 1986 عام األبعاد فيما بعد والتي ابتكرها ”إمانويل ،لتمثل في الوقت الراهن 1993 ساكس“ في ثورة تكنولوجية جديدة. ال تزال تكنولوجيا الطباعة ثالثية األبعاد حتت التطوير من قبل

الطباعة ثالثية األبعاد هي دون شك ابتكار ولها تاريخها ومميزاتها إضافة إلى 21 القرن عديد االستخدامات في اجملال العسكري. 3D الطباعة ثالثية األبعاد )باإلنقليزية ) هي شكل من أشكال ”تكنولوجيا Printing التصنيع“ حيث يتم تكوين جسم ثالثي األبعاد بوضع طبقات متتالية من مادة معينة فوق بعضها البعض. تتيح الطباعة ثالثية األبعاد للمطورين القدرة على طباعة أجزاء وجتميعات وتركيبات مصنوعة من مواد مختلفة مثل البالستيك املنصهر أو الراتنج السائل واستخدام األشعة فوق البنفسجية إلنشاء مجسمات قابلة لالستخدام العادي ومبواصفات ميكانيكية وفيزيائية مختلفة و ذلك في عملية بناء واحدة حيث تنتج التكنولوجيات املتقدمة للطباعة ثالثية األبعاد تنتج مناذج منظر وملمس ووظيفة النموذج ً تشبه كثيرا األولي للمنتج. و قد ارتبط مصطلح الطباعة في أذهان

حيوية مادة من مطبوعة أذن

األبعاد ثالثية بتكنولوجيا طبعا أسنان و فك

وخصوصا في اجملال العسكري. ففي اجملال الطبي و بعد ظهور تطبيقات طبية حديثة ووجود وسائل تساعد املرضى على متابعة حاالتهم الصحية باستمرار، أصبحت صناعة األطراف تطبيقا مثاليا للطباعة ثالثية األبعاد حيث متكن من توفير أعضاء بديلة عن األعضاء البشرية املتضررة للذين فقدوا أيديهم أو أرجلهم في حوادث. وتسمى هذه التقنية بالطباعة احليوية ألنها تستخدم اخلاليا احلية في عملية الطباعة أو ن فريق من ُّ التشكيل. و كمثال على ذلك، متك الباحثني في جامعة كورنيل من إنتاج هيكل أذن بشرية مصنوعة من خاليا املريض ذاته. أما املثال األشهر في التاريخ الطبي التكنولوجي هو زراعة فك سفلى وبعض 83 األسنان في فم مريضة تبلغ من العمر عاما متت صناعتهم عن طريق طابعة ثالثية األبعاد من طرف فريق طبي بلجيكي، وبعد مرور يوم واحد كانت املريضة قادرة على الكالم والبلع بشكل طبيعي مرة أخرى. بعض الشركات العاملية وذلك قصد الوصول إلى إنتاج سريع ومرن ألجزاء األمنوذج األول )املصمم على احلاسوب اآللي prototype ) مبساعدة برنامج األوتوكاد. وتتميز تقنية الطباعة ثالثية األبعاد بـ: - سهولة تعديل التصميم. - إمكانية نسخ التصميمات باستخدام نظام مسح ضوئي رقمي وحتويلها إلى منتج ثالثي األبعاد. - إمكانية احلصول على أجزاء كبيرة احلجم، األجزاء البارزة، األجزاء املتداخلة، درجة 90 واألجزاء املعشقة بزاوية أقل من والتي من الصعب أو املستحيل احلصول عليها بطرق التشكيل التقليدية. - نظام استرجاع متكامل للخامات. - ال تستخدم أدوات أو أجهزة كثيرة وبذلك نختصر الوقت والتكلفة. - ال توجد حدود ملدى تعقيد التصميم. - تتفوق طريقة الطباعة الثالثية على طرق التشكيل التقليدية وذلك أن مكونات املنتج في طريقة الطباعة الثالثية تنافس أداء مثيالتها التي صنعت بطرق التشكيل التقليدية. - تكلفة أقل. - دورة إنتاج قصيرة جدا. - احلصول على منتج مطابق لكل املواصفات القياسية. وتتميز الطباعة ثالثية األبعاد بارتفاع تكلفتها مما جعلها متوفرة لدى فئة قليلة من الناس خاصة املطورين، و املنتظر خالل السنوات القادمة هو انخفاض سعر الطابعات وطرحها لعامة الناس بأسعار معقولة لطباعة معظم حاجياتهم اليومية. وتستخدم هذه التقنية في اجملوهرات، األحذية، التصميم الصناعي، الهندسة، واإلنشاءات، صناعة السيارات، طب األسنان والصناعات الطبية وصناعة الطائرات. ويقع التركيز على استعمال الطابعات الثالثية األبعاد في اجملال الطبي و في عمليات البناء

منزل طباعة

و قد بدأ التركيز الفعلي على أهمية هذه التكنولوجيا في اجملال العسكري على إثر صناعة أول مسدس مطبوع من طرف الشاب من والية تكساس والذي Wilson Cody تسبب في طرح العديد من األسئلة و اخملاوف من انتشار هذه التكنولوجيا و من إمكانيات استخدامها ألغراض سلبية.

مطبوع مسدس ويتيح التقدم في مجال الطباعة ثالثية األبعاد العديد من االستعماالت عل امليدان، فعلى سبيل املثال، لقد قرر اجليش األمريكي تركيز طابعات ثالثية األبعاد في العديد من القواعد اجلوية لطباعة قطع غيار الطائرات وتغييرها بسرعة والهدف من ذلك إكساب الطباعة ثالثية األبعاد هي الثورة ة ميادين ّ الصناعية القادمة و تظهر في عد كالهندسة والبناء. ففي هذا مجال، متكن اخملترع ”أنريكو دينى“ من ابتكار نظام بناء املبانى اآللية. واستخدم طابعة ثالثية ،لبناء منزل Shape-D األبعاد، يطلق عليها ، مكون من طابقني كاملني 2 مم 185 ميسح مع الدرج، والنوافذ واألبواب واألعمدة، واجلدران واألرضيات واستعمل مزيجا من املواد اجملمعة كالرمال والرخام وغيرها، للوصول في النهاية إلى نتائج البناء العادية نفسها بل تفوق متانتها وقوتها املباني اخلرسانية التقليدية زيادة على االقتصاد في املواد األولية و التكلفة والطاقة والوقت و احملافظة على البيئة. كما متكن هذه التقنية من سهولة بناء جدران مقوسة من الصعب إجنازها بالطريقة التقليدية. أما في اجملال العسكري، حتظى الطباعة ثالثية األبعاد باهتمام واسع من طرف املؤسسة العسكرية األمريكية، وليس من قبيل الصدفة أن توجد العديد من مخابر البحث لتنمية هذه التكنولوجيا،

نفاثة طائرة محرك

.“ Digital Pilots “ كما كشفت مجموعة من علماء ومهندسي شركة »بي أيه إي سيستمز »عن تقنيات وتكنولوجيا Systems BAE جديدة تتيح طباعة وإنتاج طائرات صغيرة بدون طيار داخل طائرات كبيرة خالل املهمة وأثناء الطيران، واستعمالهم في مهمات ظرفية كالبحث و اإلنقاذ أو مهمات االستطالع و االستعالمات امليدانية زيادة على إمكانية جتهيزها باألسلحة و الصواريخ لإلسداء مهمات قتالية. كما يجرى البحث في تطبيقات أخرى متعلقة بالطيران )أين يقع تصميم survivor The كمشروع ) تكنولوجيات حديثة من شأنها متكني الطائرات من ترميم نفسها خالل التحليق، إذا تعرضت خللل معني، و دون احلاجة إلى هبوطها. إن التطورات السريعة في ميدان الطباعة الثالثية األبعاد قد تتيح بدائل جديدة في املستقبل القريب، إذ تعتبر هذه األخيرة تقنية واعدة في العديد من اجملاالت، كاجملال الطبي الوحدات املقاتلة استقاللية على امليدان دون انتظار اإلمداد اللوجستيكي. ففي أفغانستان، على سبيل املثال، يستخدم اجليش األميركي عدة طابعات ثالثية األبعاد إلنتاج قطع تغيير التجهيزات العسكرية في امليدان عند احلاجة وبسرعة فائقة، دون طلب هذه القطع من واشنطن وانتظار وصولها بأساليب الشحن التقليدية. من حيث طول مدة االنتظار زيادة على أثمانها الباهظة جدا. ففي الصني تستخدم الطباعة الثالثية األبعاد منذ إلنتاج أجزاء مختلفة من احملرك 2009 سنة النفاث لطائرة الركاب ”كوماك أدفانسد جت .” 21 جي يقول ” بن فيتزجرالد ”، جنم من النجوم الصاعدة في ميدان اإلستراتيجية احلربية املستقبلية، أن احلل هو استخدام الطباعة ثالثية األبعاد على خطوط ”التجميع الروبوتي“ لطباعة العديد من الطائرات بدون طيار واستعمالها في شكل أسراب يقع تشغيلها عن بعد من طرف طيارين رقميني

مطبوعة طيار دون طائرة

جديدة. لكن ال يجب أن ننسى أيضا أن اإلعجاز التكنولوجي للطابعات ثالثية األبعاد قد يثير الكثير من اجلدل خاصة من اجلانب األخالقي والقانوني ملا له من استخدامات إلنتاج األنسجة احلية واألعضاء، من ناحية واألسلحة والعتاد احلربي من ناحية أخرى والبناءات و خصوصا اجملال العسكري أين يقع التعويل عليها خصوصا على امليدان جملابهة طول اإلمداد اللوجستيكي. ولعل الفضل األكبر في ظهور وانتشار هذه التطبيقات يعود إلى االنخفاض الهائل في أسعار هذه الطابعات مما سيشكل حتما ثورة صناعية

املراجع: 1- http://www.3ders.org/index.html 2- www.3dprint.com 3- www.3dsystems.com 4- http://dailygeekshow.com/2014/01/25/les-maisons-du-futur-seront-peut-etre-entierement-construites 5- http://www.lesimprimantes3d.fr/wikihouse-imprimer-sa-maison-en-3d/ 6- https://www.kickstarter.com/projects/1387330585/hex-a-copter-that-anyone-can-fly 7-http://www.humanoides.fr/2014/07/10/bae-systems-imagine-le-futur-des-drones-et-des-imprimantes-3d/ 8- http://vespadrones.com/drones/3D_printed_drones_might_be_the_future 9- http://3dprintboard.com/showthread.php?1557-3D-Printed-Drones-Are-Coming-Fast 10- The American Society of Mechanical Engineers 11- http://www.techniques-ingenieur.fr/les-imprimantes-3d-au-coeur-des-operations-militaires