لقد كان للاختراعات التكنولوجية والتطبيقية تأثير عميق في تشكيل التاريخ الحديث والمساهمة في تطوير العالم إلى شكله الراهن. فقد ساهمت هذه الاختراعات في تحسين جودة حياتنا، ومن بين هذه الابتكارات تبرز تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد. في هذا المقال، سنستعرض تطور هذه التقنية عبر الزمن واستخداماتها المتعددة.

تاريخ الطباعة ثلاثية الأبعاد منذ البداية وحتى التطورات الحالية

ظهرت أول إشارة إلى مفهوم الطباعة ثلاثية الأبعاد في قصة خيال علمي خلال خمسينيات القرن الماضي، وتحولت إلى واقع ملموس في الثمانينيات. حالياً، تُعتبر الطباعة ثلاثية الأبعاد من أكثر التقنيات انتشاراً بفضل التحسينات المستمرة في دقتها وتنوع المواد المستخدمة.

على الرغم من التقدم التكنولوجي، فإن مبادئ الطباعة ثلاثية الأبعاد لا تزال كما هي، حيث يعتمد هذا الأسلوب على تصنيع كائنات مادية انطلاقاً من نماذج رقمية، من خلال إضافة طبقات متتالية من المواد حتى تكتمل عملية التشكيل. بعبارة أخرى، هي تقنية تحول التصميمات الرقمية إلى منتجات فعلية ملموسة.

تشير التوقعات إلى أن الطباعة ثلاثية الأبعاد قد تتسبب في إحداث تغييرات جذرية في صناعة التصنيع التقليدي، مما يفتح آفاقاً جديدة للابتكار في مجالات متعددة.

في البداية، كانت تكلفة امتلاك طابعة ثلاثية الأبعاد تتجاوز 300 ألف دولار في الثمانينيات، أي ما يعادل حالياً مليون دولار. ومع مرور الوقت، أصبحت هذه التقنية متاحة للشركات الصغيرة وحتى الأفراد، مما ساهم في تجاوز فكرة استخدامها كنموذج أولي فقط.

تطور الطباعة ثلاثية الأبعاد

في عام 1981، تم تسجيل أول براءة اختراع تتعلق بموضوع الطباعة ثلاثية الأبعاد، تحت عنوان “جهاز النماذج الأولية السريعة”. وفي عام 1986، قدم المخترع الأمريكي تشاك هال طلب براءة اختراع لمصطلح “الطباعة الحجرية المجسمة”، والذي يصف تسخير أضواء الليزر لخلق أجسام ثلاثية الأبعاد باستخدام مادة سائلة.

تعتبر الطباعة الحجرية المجسمة الجيل الأول من تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد، والتي لا تزال تُستخدم على نطاق واسع في مجموعة من المجالات. في عام 1987، حصل المخترع الأمريكي كارل ديكارد على براءة اختراع لنظام “التلبيد الانتقائي بالليزر”، بينما قدم سكوت كرامب براءة اختراع “نمذجة الترسيب المنصهر” عام 1989.

تطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد

تستفيد العديد من الصناعات والأسواق من تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، ومن أبرزها:

• الطب وطب الأسنان: تُستخدم هذه التقنية في تصنيع التيجان والجسور السنية، والغالبية العظمى من أدوات التقويم الشفافة. كما تُعتبر مثالية لتطوير وتصميم الأجهزة الطبية، بما في ذلك أجهزة تقويم العظام والأطراف الصناعية المتخصصة.
• السلع الاستهلاكية: تساعد الطباعة ثلاثية الأبعاد في تسريع عملية طرح المنتجات الجديدة، من خلال التصميم والتطوير والاختبار في إطار زمني قصير، مما يمكّن من إنتاج منتجات مخصصة لتلبية متطلبات المستهلكين، كالأحذية المطبوعة بتقنية ثلاثية الأبعاد.
• الفضاء: دخلت الطباعة ثلاثية الأبعاد في مجالات عديدة، مثل تصنيع محركات الصواريخ وقطع غيار المركبات، ما سهل على المهندسين تصميم وتصنيع أجزاء الصواريخ بشكل أسرع.
• النقل: كانت صناعة النقل من أولى القطاعات التي استقبلت ابتكارات الطباعة ثلاثية الأبعاد، حيث ساعدت في إنتاج قطع الغيار عند الطلب، وكذلك في تطوير المنتجات وإنتاج أجزاء معقدة وخفيفة الوزن. من الشركات الرائدة في هذا المجال هي: بورشه، فورد، وبي إم دبليو.
• بالإضافة إلى ذلك، ساهمت هذه التقنية في تطوير مجالات أخرى، مثل: الفن والنحت، الإنشاءات، الصناعات الغذائية، والتعليم.

في ختام هذا المقال، استعرضنا تاريخ الطباعة ثلاثية الأبعاد منذ نشأتها وحتى تطوراتها الحديثة، مسلطين الضوء على الإنجازات التي حققها المخترعون الأمريكيون في هذا المجال، والذين أحدثوا توقفات هامة في عالم التطور التكنولوجي والتقدم المستمر في تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد.