الطباعة ثلاثية الأبعاد تكنولوجيا جديدة لطباعة الخيال وتحويله لواقع ملموس

تقنية ثورية تقتحم عالم صناعة السيارات والطائرات وجراحات زراعة الأعضاء

عمر مصطفى شيماء شلبي محمد أبوالسعود
لن تقلق بعد اليوم فى حالة فقدانك لأداة مهمة أو عند تلف جزء مهم فى آلة لديك، فيمكنك الآن طباعة ما تحتاجه باستخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد 3D Printing»»، خاصة بعدما وفرت تلك التقنية القدرة على صناعة أى شىء للأشخاص العاديين بشكل سهل وسريع وبتكلفة بسيطة.

وتعتمد الطباعة ثلاثية الأبعاد على فكرة استخدام مواد مثل البلاستيك المنصهر فى إنشاء مجسمات قابلة للاستخدام العادى، مما أدى لدخولها فى مجالات عديدة مثل صناعة الإكسسوار ولعب الأطفال وبعض قطع غيار السيارات، كما بدأ الاعتماد عليها فى صناعة الأطراف الصناعية الطبية.

ثورة فى صناعة السيارات
شركة «كور إيكولوجيك» المتخصصة فى صناعة السيارات بواسطة الطابعات ثلاثية الأبعاد أعلنت أخيرا عن تطوير نموذج جديد من سيارتها الهجينة ذات الثلاث عجلات، مصنعة بواسطة طابعات ثلاثية الأبعاد، أطلقت عليه اسم «أربى 2»، وتتميز هذه السيارة بهيكلها المجمع كليا من أجزاء بلاستيكية، ماعدا «الشاسيه» فهو مصنع من المعدن.

وكشف «جيم كور» رئيس فريق عمل السيارة «أربى» فى حديث له مع مجلة «wired» التقنية، عن رغبته فى تغيير صناعة السيارات، بمشروع سيارته الذى وصل حاليا إلى المرحلة الثانية من عملية تصنيع النموذج الأولى، والذى سيقدم من خلاله سيارة آمنة على الطرقات على حد قوله، بل ذهب إلى توقعات أكثر تفاؤلا بأن هذا النموذج سيصلح لأن يكون سيارة سباق بمعنى الكلمة.

وعن طريقة صناعة أجزاء السيارة قال كور إن عملية التصنيع تتم بشكل آلى بالكامل، حيث يتم رسم التصميم الخاص بالسيارة وتحميله على الطابعة، لنتركها تقول بعملها، وبعد 2500 ساعة «أى ما يقرب من 83 يوما» نحصل على الهيكل الذى قمنا بتصميمه، وتستهلك عملية طباعة الهيكل أقل قدر من الطاقة، ونسبة ضئيلة من المواد الملوثة للبيئة، كما أن المواد التى يتم الاعتماد عليها فى عملية التصنيع متوافرة فى كل دول العالم.

وقال كور إن سيارته المصنعة بالاعتماد على تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد ستتميز عن السيارات المصنعة بالألواح المعدنية بالمرونة العالية فى التصميم، ويرجع ذلك إلى قدرته على تصنيع قطع كاملة بدلا من تصنيع أجزاء عديدة يتم تجميعها للحصول على قطعة واحدة كما هو حاصل فى صناعة السيارات فى الوقت الحالى، وبذلك تحصل السيارة على وزن أقل، ومع قلة المساحات الفاصلة بين القطع فإن السيارة ستكون نحيفة وانسيابية للغاية، وستكون كل تلك المميزات سببا لاستهلاك أقل للوقود، نظرا لهيكلها الخفيف.

وعن التكلفة المتوقعة للسيارة فذكر كور ان تكلفة النموذج الأول قد يصل إلى 50 ألف دولار (نحو 350 ألف جنيه مصرى)، وذكر أنه قد تلقى 14 طلبا لشراء السيارة حتى الآن.

طائرات أخف وأقوى
الصين تتطلع أيضا إلى احتلال مكانة رائدة فى مجال الصناعة بواسطة الطابعات ثلاثية الأبعاد، حيث ذكرت وسائل إعلام صينية بأن الحكومة لديها تتجه حاليا لدعم صناعة الطائرات باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، حيث ستستخدم تلك التقنية فى تصنيع أجزاء من مادة التيتانيوم للمقاتلة «J-20» و«J-31» والتى تعد الجيل الخامس من المقاتلات الصينية، بغرض تخفيض تكاليف صناعة الطائرة، وتقليل وزن بعض الأجزاء المكونة لها وتعزيز قوتها.

كما يعمل حاليا فريق من جامعة «نورث وسترن» فى الصين على تصنيع جناح تيتانيوم طوله 5 أمتار لطائرة الركاب الصينية الضخمة C919 الجارى تطويرها حاليا ومن المخطط أن يبدأ تشغيلها فى عام 2016.

وقال هوان جوى دونج مدير المختبر فى الجامعة، لصحيفة محلية «إنه من الصعب جدا استخدام التقنيات التقليدية لصنع الأجزاء التى قمنا بتصميمها، ولكننا تمكننا من ذلك الآن بعد اعتمادنا على تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد».

ثورة طبية فى الأفق
وفيما يبدو أن قدرات تقنية الطباعة ثلاثية لم تتوقف عند استخدامها فى مجال الصناعة فقط، حيث اشترك علماء من جامعة «بنسلفانيا» ومعهد «ماساتشوستس للتقنية» أخيرا فى تطوير أوعية دموية باستخدام طابعة «Rep Rap» ثلاثية الأبعاد، وتستخدم هذه الطابعة السكر فى صناعة قوالب يضخ فيها مادة هلامية «جل» تحتوى على خلايا لتصبح متماسكة بشكل جيد، ليقوموا بعدها بإخراج السكر من القالب ليصبح شبيه بشبكة من الأوعية، كما أعلن عالم فى معهد «ويد فورست للطب المتجدد» عن تمكنه من تصميم طابعة ثلاثية الأبعاد يمكن استخدامها فى الحصول على غضاريف صناعية.

وفى الشهر الماضى أجرى فريق طبى متخصص تابع لشركة «LayerWise» عملية جراحية معقدة لسيدة تعانى من التهاب فى عظم الفك السفلى، حيث قاموا باستبداله بقالب مصنوع من مادة التيتانيوم قاموا بطباعته باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد، لتنجح العملية وتستطيع السيدة من تحريك فكها والتحدث بشكل طبيعى فى اليوم التالى للعملية.

طريقة العمل
تبدأ عملية طباعة المجسمات ثلاثية الأبعاد بعد مسح التصميم ثلاثى الأبعاد للمجسم المطلوب طباعته، ليتم ضخ المواد مثل البلاستيك بشكل أفقى متكرر ثم يترك ليبرد ويتصلب ليتم تجفيفها بعد ذلك باستخدام الأشعة فوق البنفسجية، ويتم تقسيم المجسم إلى عدة شرائح بحيث يتم صنع شريحة مفردة فى المرة الواحدة قبل أن يتم تجميع تلك الشرائح ليخرج المجسم فى شكله النهائى للمستخدم.

يستطيع حاليا أى شخص صناعة المجسمات من البلاستيك فى منزله باستخدام برامج التصميم على جهاز الكمبيوتر وطابعة ثلاثية الأبعاد بتكلفة 1000 دولار، كما توجد طابعات أغلى يمكنها صناعة مجسمات مصنعة من المعادن أو السيراميك.

الطابعات ثلاثية الأبعاد ربما تستخدم لإنتاج البيتزا لرواد الفضاء