المحتوى
- تاريخ 3-D جي
- انخفاض الأسعار وعالم الألعاب
- No Bugs، No Stress - دليلك خطوة بخطوة لإنشاء برامج لتغيير الحياة دون تدمير حياتك
- التطورات والمواد الجديدة
- ثورة داخل الثورة
- 3-D جي وتقنيات النانو
- المستقبل والتحديات
المصدر: Scanrail / Dreamstime.com
يبعد:
هناك ابتكار مستمر في عالم ثلاثي الأبعاد. تحقق من بعض أحدث الاستخدامات ، وتعرف أيضًا على تاريخها.
بالنسبة للعديد من الأشخاص ، تعد ثلاثي الأبعاد (والمعروفة أيضًا باسم "التصنيع الإضافي") واحدة من تلك التقنيات المدهشة التي تجعلنا نشعر وكأننا بالفعل العيش في المستقبل. إن القدرة على بناء شيء معقد مثل طرف صناعي أو سيارة تعمل بكامل طاقتها لا تزال تبدو غير مسبوقة من السحر بدلاً من التقدم الطبيعي للتكنولوجيا.
ومع ذلك ، فإن ثلاثي الأبعاد أصبح فقط سائدًا وأقل تكلفة في السنوات القليلة الماضية ، ومع ذلك ، فقد أصبح (تطور قطعة الأرض) في الواقع ثلاثة عقود. في الواقع ، استخدم المصممون والمهندسون الصناعيون بثلاثيات الأبعاد كبيرة ومكلفة لإنتاج أجزاء أولية للطائرات ومركبات السيارات منذ أواخر الثمانينات. (لمزيد من المعلومات حول أوائل ثلاثي الأبعاد ، راجع Think 3-D ing هل جديد؟ فكر مرة أخرى.)
لماذا أصبحت التطبيقات ثلاثية الأبعاد أكثر شعبية اليوم ، وأين تتجه هذه التقنية في المستقبل المنظور؟ لنبدأ بالحديث أولاً عن ماضيه.
تاريخ 3-D جي
تم تطوير أول نموذج أولي ثلاثي الأبعاد من قِبل الدكتور هيديو كوداما في عام 1981. وقد ابتكر طريقة مبتكرة تستخدم راتنج حساس المبلمر بواسطة ضوء UV لتصنيع نماذج بلاستيكية ثلاثية الأبعاد طبقة تلو الأخرى. نظرًا لأنه لم يقدم شرط البراءة في الوقت المناسب ، على الرغم من ذلك ، قدم تشارلز هال أول براءة اختراع للتصوير المجسم (SLA) بعد ثلاث سنوات فقط ، في عام 1984. وبعد بضع سنوات ، في عام 1988 ، كانت هناك تقنيتان أخريان اخترعها كارل ديكارد في جامعة تكساس ، وسكوت كرومب في شركة ستراتاس.
في عام 1992 ، طورت Stratasys نمذجة ترسبها المنصهرة (FDM) ، وهي تقنية التصنيع المستخدمة حاليًا من قبل معظم أصحاب الاحتياجات ثلاثية الأبعاد. ظهر قطاع ثلاثي الأبعاد ببطء مع استمرار ابتكار تقنيات جديدة. منذ أن أصبحت أدوات CAD أكثر تطوراً ومتاحةً ، أصبح التصنيع الإضافي أكثر انتشارًا.
خلال أوائل عام 2000 ، شهدت بعض التطبيقات المدهشة للتكنولوجيا ثلاثية الأبعاد الضوء ، مثل أول الساقين الاصطناعية ثلاثية الأبعاد. عندما سقطت جميع براءات الاختراع في المجال العام في عام 2009 ، بدأت ثورة 3-D ing بعشرات الشركات الرائدة التي بدأت في الاستثمار في مشاريع طموحة جديدة. طرق أحدث تحسنت من الكفاءة وخفضت التكاليف ، مما جعل هذه التكنولوجيا أكثر وأكثر انتشارا. في غضون ست سنوات فقط ، من 2010 إلى 2016 ، تم استخدام 3-D ing بنجاح لتصنيع سيارة تعمل بكامل طاقتها ، وطعام لتغذية رواد الفضاء في الفضاء ، ومساعدة الجراحين بإجراءات معقدة بشكل لا يصدق.
بدأ عصر ثلاثي الأبعاد كما نعرفه ونتخيله اليوم.
انخفاض الأسعار وعالم الألعاب
كان انخفاض الأسعار أحد أهم الأسباب التي جعلت انتشار ثلاثي الأبعاد واسع الانتشار. شهدت التكنولوجيا الأساسية أكبر التطورات ، حيث أصبحت المتطلبات البيئية المنخفضة أكثر دقة وكفاءة وبأسعار معقولة حتى الآن. يشبه إلى حد كبير ما حدث مع تكنولوجيا الحوسبة الشخصية أو الأجهزة المحمولة ، أصبحت الأجهزة ثلاثية الأبعاد في متناول الجميع تقريبًا. على الرغم من أنهم ما زالوا بعيدًا عن أن يصبحوا أجهزة منزلية شائعة مثل الثلاجة أو التلفزيون ، إلا أن العديد من الشركات الصغيرة والمتوسطة يمكنها الآن شراء واحدة منها.
No Bugs، No Stress - دليلك خطوة بخطوة لإنشاء برامج لتغيير الحياة دون تدمير حياتك
لا يمكنك تحسين مهارات البرمجة لديك عندما لا يهتم أحد بجودة البرنامج.
سمح التخصيص الشامل للعديد من الشركات المبتدئة بالحصول على منمنمات وتماثيل ثلاثية الأبعاد لتطوير ألعاب لوحية جديدة. جنبا إلى جنب مع فرصة للوصول إلى أهداف غير قابلة للتحقيق على خلاف ذلك من خلال منصات التمويل الجماعي ، طورت العديد من الشركات المستقلة وأطلقت أفكارها المذهلة في السوق. من الألعاب الحربية التقليدية إلى المشاريع الأكثر ثورية ، ساهمت ثلاثية الأبعاد في عصر ذهبي جديد في عالم ألعاب الطاولة. كل يوم ، يتم إنتاج الملايين من النماذج والتماثيل والمنمنمات الجديدة المنحوتة بشكل جميل ويتم بيعها على نطاق واسع لفرحة المتحمسين في جميع أنحاء العالم.
التطورات والمواد الجديدة
كان من بين أهم التطورات في 3-D إضافة مجموعة كبيرة ومتنوعة من المواد الجديدة التي تتيح مجموعة واسعة من التطبيقات. يمكن الآن أن تكون لينة أو مرنة أو مرنة أو قوية للغاية.
تتمتع بوليمرات ذاكرة الشكل (SMP) بالقدرة على الرجوع إلى شكلها الأصلي بعد التشوه عند تعرضها لمحفزات معينة مثل الحرارة أو الضغط. يمكن استخدام التصنيع الإضافي في الهياكل العظمية والغضاريف والعضلات من أجل زرع الإنسان على نطاق واسع. يمكن أن تكون الأقراص الجديدة طبقة بطبقة تلو الأخرى لمعالجة تكوين الأدوية وإطلاقها في مجرى الدم بدقة بمجرد تناولها. يمكن استخدام ثلاثي الأبعاد للاستفادة الكاملة من أنحف وأقوى وأكثر المواد مرونة في العالم: الجرافين.
ومع ذلك ، واحدة من أكبر الخطوات إلى الأمام في هذه التكنولوجيا جاء مع جي المعادن أقل مستقبلية. على الرغم من أنها لا تزال أغلى بكثير من استخدام البلاستيك ، إلا أن تطبيقاتها كثيرة (من السيارات إلى الصناعات الفضائية والطبية ، على سبيل المثال لا الحصر) بحيث من المتوقع أن تنخفض أسعارها بسرعة كبيرة في المستقبل القريب جدًا. (لمزيد من المعلومات حول ماهية الأبعاد الثلاثية - وما هو غير ذلك - تحقق من وجود ثلاثي الأبعاد لم يكن متكرراً حتى الآن ، لكن هؤلاء الناس يستخدمونه على أي حال.)
ثورة داخل الثورة
3-D ing ليست مجرد ثورة تكنولوجية بسبب المنتجات التي يمكن تصنيعها معها. لقد غيرت الاقتصاديات التقليدية لحجم الصناعة التحويلية ككل.
يمكن إنتاج عناصر مختلفة باستخدام نفس الجهاز بمجرد تغيير اللون الأزرق الرقمي داخل واجهة برنامج بسيط نسبيًا. أصبحت المستودعات المليئة بقطع الغيار غير ضرورية تمامًا ، حيث إنها الآن موجودة فقط في السحابة ، جاهزة للتحميل إلى أي مكان في غضون دقائق.
يمكن أن تكون التصميمات التي تم تطويرها باستخدام عناصر ثلاثية الأبعاد أكثر تطوراً من تلك التقليدية ، حيث تتطلب مواد وأعمال أقل ، بالإضافة إلى قدر أقل من التشطيب والآلات لإزالة الأسطح الخشنة. المنتجات النهائية هي أخف وزنا وأسهل في النقل وبالتالي أقل تكلفة.
3-D جي وتقنيات النانو
التصنيع الإضافي جاهز للزواج من خلال تقنية مذهلة أخرى: تقنية النانو. لقد تم بالفعل تنفيذ أنابيب الكربون النانوية من قبل العديد من الشركات لتعزيز الكائنات البلاستيكية ثلاثية الأبعاد من خلال طلاء خيوطها بحبر الأنابيب النانوية الكربونية. والنتيجة هي منتج أقوى وأكثر مرونة ، ولكن هذا مجرد غيض من فيض.
بعض التطبيقات هي لالتقاط الأنفاس. في عام 2013 ، طورت مجموعة من العلماء الأمريكيين بطارية فعالة للغاية باستخدام حبر يحتوي على جسيمات ليثيوم أيون الليثيوم. كانت البطارية بأكملها ثلاثية الأبعاد لتكون صغيرة مثل حبة الرمل! مع هذه التقنية ، يمكننا أن نتوقع إنتاج الشاشات والبطاريات المرنة ثلاثية الأبعاد ، أو طبقات الطلاء التي لا يزيد سمكها عن ذرة واحدة.
المستقبل والتحديات
3-D ing هي بلا شك واحدة من أكثر الاختراعات ثورة في القرن الماضي. رغم أنها لا تزال في مراحلها الأولى ، إلا أنها تهدف إلى تغيير الطريقة التي ننتج بها ونصنع كل شيء تقريبًا ، من البناء إلى الرعاية الصحية ، بطريقة أو بأخرى. ومع ذلك ، لا تزال هناك بعض التحديات التي تجعل هذه التكنولوجيا غير ناضجة إلى حد ما لتأخذ العالم بالقوة.
لا يزال استخدام 3-D ers إلى أقصى حد لقدراتهم ، أو حتى مجرد معايرتها ، مهمة معقدة للغاية تتطلب تدريبًا مناسبًا وفريق عمل مخلصًا. ليس لدى كل شركة الموارد اللازمة لتثقيف موظفيها حول العمل على واجهات التصميم.
على الرغم من أن الإنتاج على نطاق واسع أمر ممكن بالفعل ، إلا أن الصناعة ليست مستعدة بعد لإدارة الأحجام التي تتطلبها معظم الأسواق الحالية مثل قطاع السيارات. لا تزال تقنيات 3-D بحاجة إلى التوسع مع الأحجام قبل أن تتمكن من التفوق على التصنيع التقليدي. إن إعادة التحول على نطاق واسع لاقتصادنا ستواجه بالضرورة شكلاً من أشكال المقاومة.
كل ما يقال ، مع انخفاض التكلفة وتوسع قابليتها للاستخدام ، سيستمر استخدام 3-D ers في اختراق أعمق. اللحظة التي تصبح فيها التصنيع الإضافي في كل مكان تقارب يومًا كل يوم.