مقالات في التقنية

دكتور أشرف عطية يكتب لـ”التقنية اليوم”: الثورة الصناعية الرابعة– (الجزء الثامن)

إستكمالا لموضوع الثورة الصناعية الرابعة، سأتحدث اليوم عن الطباعة ثلاثية الأبعاد والتي سيكون لها اكبر الأثر و ستحدث ثورة حقيقية في الكثير من الصناعات حيث يمر العالم الآن بعصر جديد ومتطور بشكل مذهل من خلال دمج البرمجيات والخوارزميات وتكنولوجيا المعلومات مع علم المواد والتكنولوجيا الحيوية.

وترتكز فكرة الطباعة الثلاثية الأبعاد على تقنية التصنيع الإضافي (Additive Manufacturing) وهي عملية إنتاج وصناعة أجزاء وقطع ومجسمات ومنتجات حقيقية متكاملة عن طريق إضافة المواد الأولية للطابعة حيث تتم الطباعة على شكل طبقات رقيقة جدا متراكمة أفقيا لاستخراج المنتج أو الشكل أو المجسم الذي تم تصميمه على منصات التصميم المختلفة من برامج وانظمة تم تركيبها على الكمبيوتر. 

والجدير بالذكر أن الطباعة ثلاثية الأبعاد ظهرت في بداية الثمانينات من القرن الماضي ، وكانت في البداية لطباعة وانتاج بعض المجسمات والأشكال والتحف والتي احدثت انبهار كبير بما تنتجه من جودة والوان متداخلة بشكل يعجز عنه الانسان والمعدات العادية في انتاجه. كما أن المواد المستخدمة لتلك التكنولوجيا كثيرة منها البلاستيك والتيتانيوم والزجاج والشمع والذهب وكثير من المعادن.
 
وتطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد كثيرة ومتنوعة وتقريبا في كل الصناعات الآن ، حيث تستخدم هذه التقنية وليس على سبيل الحصر في الطائرات والسيارات وصناعة السلاح وطب الأسنان والعظام والأعضاء البشرية والأحذية والمجوهرات والإنشاءات والمباني.
 
فمثلا في الطائرات يتم استخدام هذه التقنية في تصنيع وانتاج الكثير من أجزاء الطائرات من مادة التيتانيوم ويتم تركيب وتجميع تلك الأجزاء والتي ادت الى تخفيض تكاليف بعض الطائرات الى مايقرب من 4 ملايين دولار إضافة الى انخفاض استهلاك الوقود أثناء الطيران.
 
وتستخدم أيضا الطباعة ثلاثية الأبعاد في صناعة هياكل السيارات ومن المخطط في المستقبل القريب أن يتم طباعة السيارة كاملة بما فيها الموتور وصالون السيارة وكل أجزائها.
 
والأهم من ذلك هو استخدام هذه التقنية في كثير من فروع الطب أولها طباعة الأطراف الصناعية والتي تتميز بالوزن الخفيف والمرونة والدقة والكفاءة العالية ، وأيضا تستخدم في طب الأسنان بطباعة الاسنان بشكل أكثر دقة وبخامات أكثر جودة واقل في التكاليف، كما أن الطباعة ثلاثية الأبعاد أحدثت ثورة كبيرة في طباعة الاعضاء البشرية وتم بالفعل طباعة كبد كامل للقيام بدراسة وأبحاث تأثير السموم عليه.
 
وفي القريب العاجل سيتم طباعة القلب والكلى وكل الاعضاء التي يتم زرعها في جسم الإنسان، والمذهل في هذا الأمر أن هذه الاعضاء يتم طباعتها من أنسجة المريض نفسه مما يجعل الأجسام تقبله ولاترفض هذه الاعضاء لأنها من نفس انسجة المريض.
 
كما تستخدم هذه التقنية في الانشاءات والمباني حيث تقوم الطابعة ببناء بيت كامل بكل التصميمات الداخلية في فترة لاتزيد عن 10 أيام وهذه المباني تتميز بالصلابة وقوة الاحتمال ضد الكوارث الطبيعية والزلال.
 
وتستخدم هذه التقنية ايضا في المجال العسكري لطباعة بعض الأسلحة وأيضا الطائرات بدون طيار وكثير من الأجزاء لبعض الطائرات والأسلحة المتقدمة المعقدة وخاصة التي تستخدم الدوائر الالكترونية شديدة الدقة.
 
وبالطبع تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد في انتاج قطع الغيار للسيارات والطائرات والآلات والمصانع والكثير من القطع التي كان من الصعب انتاجها الا بكميات كبيرة.
 
كما تستخدم أيضا في صناعة المجوهرات والحلي بأشكالها الجذابة وألوانها البراقة. إضافة الى صناعة الاحذية حيث تعتمد شركة اديداس الان في بعض مصانعها على هذه التقنية التي تتميز بالكفاءة والشكل الانسيابي المطلوب والألوان الجذابة.
 
ولا ننسى أيضا إستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد في اعادة تدوير نفايات البلاستيك التي كانت لها اثار سلبية كثيرة بتفاعلها مع التربة والجو والبيئة وأثناء التخزين.
 
ومن هذه التقنية انبثقت الطباعة رباعية الأبعاد وهي في الاصل ثلاثية الأبعاد ولكن يضاف اليها الظل وقطرات الماء ان وجدت على بعض المنتجات والقطع المنتجة.

ومن مميزات الطباعة ثلاثية الأبعاد التالي:

• انخفاض تكاليف التخزين للمنتجات
• سهولة التعديل والإضافة للتصميم
• استخدام المسح الضوئي لبعض القطع من أجل انتجاها
• إمكانية انتاج القطع صعبة التركيب والحصول على الحركة الانسيابية المعقدة لتلك القطع
• توفير كبير في استخدام الخامات
• توفير في الوقت والمجهود والتكاليف للأشكال المعقدة التصميم
• أمكانية فائقة في انتاج التصميمات المعقدة
• الجودة العالية للإنتاج والتي تقوم بها الطباعة ثلاثية الابعاد مقارنة بأية وسائل انتاجية أخرى
• اضافة كبيرة لسلاسل القيمة ودورة انتاج قصيرة ومختصرة
 
ومن خلال هذا السرد المختصر عن الطباعة الثلاثية الابعاد نجد أنها من أكثر الانجازات والتقنيات المتقدمة والتي ستساعد البشرية على إنجاز الكثير من المهام المعقدة والأمور الرائعة لمجالات متعددة فهي محور اساسي ومهم للغاية لمحاور الثورة الصناعية الرابعة.

وللحديث بقية

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى