الطباعة ثلاثية الأبعاد، المعروفة أيضًا بالتصنيع الإضافي، هي تقنية رائدة تُمكّن من إنشاء أجسام ثلاثية الأبعاد من خلال بنائها طبقة تلو الأخرى بناءً على نماذج رقمية. بخلاف طرق التصنيع التقليدية، التي غالبًا ما تتضمن قطع مواد من كتلة صلبة، تُضيف الطباعة ثلاثية الأبعاد المواد تدريجيًا، مما يسمح بإنتاج أشكال وتصاميم أكثر تعقيدًا. أحدثت هذه التقنية ثورة في قطاعات متنوعة، من الفضاء إلى الرعاية الصحية، وتطبيقاتها في ازدياد مستمر.
تبدأ العملية بنموذج ثلاثي الأبعاد للعنصر المراد طباعته، مصمم عادةً باستخدام برنامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD). يُحوّل هذا النموذج الرقمي بعد ذلك إلى ملف يمكن للطابعة ثلاثية الأبعاد قراءته، وهو عادةً STL (الطباعة المجسمة). يُقسّم الملف إلى طبقات أفقية رقيقة، تُستخدم كمخطط للطابعة.
بعد تجهيز النموذج، تبدأ الطابعة ثلاثية الأبعاد عملية الطباعة بتسخين وبثق المواد، غالبًا ما تكون من البلاستيك أو المعدن أو حتى المواد البيولوجية، حسب نوع الطابعة المستخدمة. تُرسب المادة طبقة تلو الأخرى، حيث تندمج كل طبقة مع الطبقة التي تحتها أثناء تبريدها أو تصلبها. تتبع الطابعة بدقة التعليمات الرقمية لبناء المجسم من الأسفل إلى الأعلى، مما يُنتج تصاميم معقدة بدقة عالية.
هناك عدة أنواع من تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد، بما في ذلك نمذجة الترسيب المندمج (FDM)، والطباعة المجسمة (SLA)، والتلبيد الانتقائي بالليزر (SLS). على سبيل المثال، تستخدم تقنية FDM فوهة ساخنة لصهر مادة بلاستيكية حرارية، ثم تُبث على منصة البناء. تستخدم تقنية SLA الليزر لتجفيف الراتنج السائل وتحويله إلى طبقات صلبة، بينما تستخدم تقنية SLS الليزر لصهر مادة مسحوقة، عادةً ما تكون بلاستيكية أو معدنية، وتحويلها إلى مادة صلبة.
من أهم مزايا الطباعة ثلاثية الأبعاد قدرتها على إنتاج أجزاء مُخصصة وشديدة التعقيد، يصعب أو يستحيل تصنيعها باستخدام طرق التصنيع التقليدية. كما أنها تُتيح إنشاء نماذج أولية سريعة، مما يُمكّن المصممين والمهندسين من اختبار تصاميمهم وتكرارها بسرعة. كما تُقلل هذه التقنية من النفايات، حيث تُستخدم الكمية المطلوبة فقط من المواد، مما يجعلها أكثر صداقة للبيئة من طرق التصنيع التقليدية.
في الختام، تُعدّ الطباعة ثلاثية الأبعاد تقنيةً تحويليةً تعمل على وضع طبقات من المواد لبناء أجسام معقدة بناءً على تصاميم رقمية. ومع تطورها المستمر، تُعدّ هذه التقنية واعدةً للغاية لمجموعة واسعة من الصناعات، إذ تُقدّم حلولاً مبتكرة لتطوير المنتجات والتصنيع، وحتى الرعاية الصحية.
