تطور الطباعة ثلاثية الأبعاد

بدءًا من خفض التكاليف إلى زيادة الكفاءة إلى تحفيز الابتكار ، فإن العديد من الأشخاص متحمسون للتأثير الذي ستحدثه الطباعة ثلاثية الأبعاد على مستقبل التصنيع. ومع ذلك ، فإن الحقيقة هي أنه كان له بالفعل تأثير كبير على الصناعة.

ألق نظرة على تطور الطباعة ثلاثية الأبعاد لترى كيف بدأت هذه الظاهرة وكيف ساعدت الصناعة التحويلية على التطور.

الثمانينيات: وضع أسس الطباعة ثلاثية الأبعاد  

كانت الطباعة ثلاثية الأبعاد مجرد فكرة في الثمانينيات. في عام 1981 ، اكتشف هيديو كوداما من معهد أبحاث بلدية ناغويا في اليابان طريقة لطباعة طبقات من المواد لإنشاء منتج ثلاثي الأبعاد. لسوء الحظ ، لم يتمكن Kodama من الحصول على براءة اختراعه للتكنولوجيا المعتمدة.

وفي الوقت نفسه ، في فرنسا ، وجدت شركة جنرال إلكتريك الفرنسية وشركة CILAS ، الشركة المصنعة لتقنية الليزر والبصرية ، طريقة لإنشاء كائنات مطبوعة ثلاثية الأبعاد. ومع ذلك ، لم ترى الشركات أي فائدة لهذه التكنولوجيا ، وسرعان ما تخلوا عن اكتشافاتهم.

أخيرًا في عام 1986 ، أنشأ مهندس أمريكي يدعى تشارلز هال نموذجًا أوليًا لعملية تسمى الطباعة الحجرية الحجرية (SLA). استخدم هال البوليمرات الضوئية ، المعروفة أيضًا باسم المواد القائمة على الأكريليك ، للتطور من السائل إلى الصلب باستخدام الأضواء فوق البنفسجية. حصل Hull على براءة اختراع لطابعة SLA وحذت حذوها شركات أخرى. يشار إلى هال عادة باسم "أب" الطباعة ثلاثية الأبعاد.

تعرف على المزيد: نظرة عامة على التصنيع الإضافي

تم تسجيل براءة اختراع تقنيتين رئيسيتين أخريين خلال هذه الفترة أيضًا - تلبيد الليزر الانتقائي (SLS) ، والذي يستخدم حبيبات المسحوق لتشكيل منتجات مطبوعة ثلاثية الأبعاد ؛ ونمذجة الترسيب المنصهر (FDM) ، والتي تستخدم الحرارة لطبقة النماذج ثلاثية الأبعاد. تضع نماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد هذه الأساس للطباعة ثلاثية الأبعاد.

التسعينيات: المزيد من التقنيات والمزيد من التبني

مع أساس التكنولوجيا التي تم إنشاؤها بالفعل ، بدأت الشركات في تجربة الطباعة ثلاثية الأبعاد وتوسيعها وتسويقها في نهاية المطاف.

تم طرح العديد من الطابعات ثلاثية الأبعاد الجديدة في السوق ، بما في ذلك ModelMaker من Solidscape ، والتي تودع مواد الشمع باستخدام رأس الطباعة النافثة للحبر ، والتي كانت أكثر شيوعًا في الطباعة التقليدية.

سمحت العمليات الجديدة ، مثل الصب الدقيق والمواد المرشوشة ، باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن ، وليس البلاستيك فقط.

ومع ذلك ، كانت التكنولوجيا لا تزال باهظة التكلفة. نتيجة لذلك ، اقتصر التبني على إنتاج منتج عالي التكلفة ومنخفض الحجم. وبالتالي ، أصبح مناسبًا بشكل طبيعي لنماذج أولية للمنتجات الجديدة في صناعات الطيران والسيارات والطب.

2000s: الطباعة ثلاثية الأبعاد تنفجر

بينما كانت هناك تغييرات وابتكارات متكررة تتعلق بالطباعة ثلاثية الأبعاد خلال أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، كان عام 2005 هو العام الذي سارت فيه الطباعة ثلاثية الأبعاد في طريقها لتصبح أكثر انتشارًا. بدأت صلاحية العديد من براءات الاختراع المبكرة ، وسعى المخترعون ورجال الأعمال للاستفادة منها.

قام أستاذ في إنجلترا يُدعى الدكتور Adrian Bowyer بمهمة إنشاء طابعة ثلاثية الأبعاد منخفضة التكلفة. بحلول عام 2008 ، نجحت طابعة "داروين" في الطباعة ثلاثية الأبعاد لأكثر من 18٪ من مكوناتها ، وتكلفة الجهاز أقل من 650 دولارًا.

عندما سقطت براءة اختراع FDM في المجال العام في عام 2009 ، تمكنت المزيد من الشركات من إنشاء مجموعة متنوعة من الطابعات ثلاثية الأبعاد وأصبح الوصول إلى التكنولوجيا أكثر سهولة.

بدأت الطباعة ثلاثية الأبعاد في جعل العناوين الرئيسية السائدة ، حيث كانت مفاهيم مثل الأطراف المطبوعة ثلاثية الأبعاد والكلى المطبوعة ثلاثية الأبعاد رائعة وقوية.

2010s وحركة Maker

مع استمرار انخفاض تكلفة الطابعات ثلاثية الأبعاد ، بدأ الطلب على التكنولوجيا في الارتفاع ، وأصبحت أكثر شيوعًا في المنزل وفي الأعمال التجارية.

في أرض المتجر ، بدأ المصنعون في الاستفادة من الطباعة ثلاثية الأبعاد بعدة طرق. يمكن إصلاح أجزاء الماكينة بسرعة ، ويمكن مكافحة نقص المخزون بسهولة.

بحلول عام 2014 ، حققت الصناعة أكثر من مليار دولار من العائدات . ولكن إلى جانب التأثير المالي المثير للإعجاب للتكنولوجيا ، كان للطباعة ثلاثية الأبعاد أيضًا تأثير على كيفية عمل الأشخاص.

أصبح الناس الآن أحرارًا في صنع وإنشاء منتجات جديدة بأنفسهم ، دون الاعتماد على الشركات أو شركات التكنولوجيا. يغذي هذا التحول التمكيني The Maker Revolution ، الذي يقدر الإبداع ويركز على الأجهزة مفتوحة المصدر.

وفقًا لتحليل أجرته AT Kearney عام 2017 ، كان من المتوقع أن تشهد الطباعة ثلاثية الأبعاد معدل نمو سنوي مركب (CAGR) يبلغ 14.37 في المائة إلى ما يقرب من 17.2 مليار دولار بين عامي 2017 و 2020.

2020: الطباعة ثلاثية الأبعاد تستجيب لـ COVID-19

على مدار العقود ، استمرت تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في تعطيل الصناعة التحويلية. في مارس 2020 ، صعد العديد من المصنّعين والمهندسين لمحاربة وباء COVID-19 ، وكان عدد الدعوات إلى العمل من مجتمع الطباعة ثلاثية الأبعاد لتوفير المواد والمنتجات اللازمة أمرًا لم يتوقعه أي خبير في الصناعة.

عرض أكثر من 1700 متخصص في الطباعة ثلاثية الأبعاد أقنعة الطباعة ثلاثية الأبعاد وأجهزة التنفس والصمامات والمزيد. أعلنت شركة Protolabs الرائدة في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد والتصنيع الآلي والقولبة بالحقن ، على Twitter ، "لدينا بالفعل عدد من العملاء الذين اتصلوا بنا للمساعدة في تسريع إنتاج مكونات مجموعات اختبار COVID19 وأجهزة التهوية. العمل على طلب تشغيل 10000 قطعة ليتم شحنها غدًا. لم أكن فخورًا بفعل ما نقوم به! #digitalmanufacturing "

تعمل Protolabs والعديد من الشركات المصنعة الأخرى بسرعة لإنتاج المستلزمات الطبية - مجانًا. لمعرفة المشترين المتواجدين في السوق لخدمات التصنيع المضافة التي تقدمها ، اطلب تقرير المشتري المخصص المجاني في السوق.

مستقبل صناعة المواد المضافة والطباعة ثلاثية الأبعاد

لقد كان من الملهم رؤية تطور الطباعة ثلاثية الأبعاد ورؤية الشركات المصنعة في جميع الصناعات تعمل معًا لتشكيل الصناعة والاقتصاد. وفقًا لـ Statista ، من المتوقع أن يتجاوز السوق العالمي لمنتجات وخدمات الطباعة ثلاثية الأبعاد 40 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2024.

يواصل موردو التصنيع الإضافي والمصممين ثلاثي الأبعاد إدراج شركاتهم على Thomasnet.com لزيادة طلبات عروض الأسعار الخاصة بهم وتنمية أعمالهم (ضع قائمة بشركتك هنا). مع استمرار تطور مجتمع الطباعة ثلاثية الأبعاد ، يسعدنا أن نرى كيف تتطور صناعة التصنيع الأخرى أيضًا.

ملاحظة المحرر: إذا كنت تبحث عن موردين لعناصر COVID-19 ، فانقر هنا لهؤلاء المصنّعين والموزعين. إذا كان بإمكان عملك الصناعي دعم إنتاج الإمدادات الأساسية لمكافحة تفشي COVID-19 ، فيرجى إكمال هذا النموذج لإعلامنا بتوافرك واستعدادك لتخصيص الموارد. يعمل توماس مع مكاتب الحكومة الفيدرالية والولاية للمساعدة في حشد الشركات المصنعة لتقديم الإمدادات والخدمات.

لمزيد من مقالات التصنيع المضافة ، قم بزيارة:

• تخترع شركة Glassmaker طلاءًا جديدًا يقتل 99٪ من COVID-19

• وكالة ناسا للمثابرة تنقل الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى المريخ

• KFC Will 3D Print Chicken Nuggets. كنتاكي فرايد تشيكن ناجتس بطباعة ثلاثية الأبعاد
• سوق الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى أربعة أضعاف ، متجاوزًا 50 مليار دولار بحلول عام 2030 [تقرير]
• كيفية دمج الطباعة ثلاثية الأبعاد في منشأة التصنيع الخاصة بك [الدليل]

للحصول على معلومات إضافية حول الصناعات الأخرى ، قم بزيارة:

• التحديات والفرص في صناعة الطيران
• التحديات والفرص في الملصقات الخاصة
• التحديات والفرص في تصنيع الأجهزة الطبية
• التحديات والفرص في صناعة القنب
• التحديات والفرص في صناعة الأغذية والمشروبات
• التحديات والفرص في صناعة الأدوية