الصنّاع العرب

الطّابعات ثلاثية الأبعاد بالتّفصيل: الطّابعات الدّيكارتية Cartesian، طابعات دلتا Delta، الطّابعات القطبية Polar، وطابعات سكارا

كيف تختلف كل طابعة عن الأخرى؟ تتوفر الطّابعات التي تعمل بتقنية نمذجة الرّواسب المنصهرة (FDM) بأشكال وأحجام مختلفة تشابه الرّوبوتات الصّناعية من حيث الشّكل وآلية العمل. نقدم لك فيما يلي نبذة عن كل نوع تساعدك للإلمام مستقبلاً باختلافات ومزايا كل منها.
بدأت الطّابعات المكتبية ثلاثية الأبعاد العاملة بتقنية الـ FDM بالظهور منذ بضعة سنوات، إلا أنّ ظهورها هذا ما لبث أن تطوّر وأخذ حيزاً مهماً في سوق التّكنولوجيا.
وقد اتّخذت إصدارات طابعات FDM الأولى شكلاً مكعباً أشبه بالصّندوق، مما جعلها تطوّرا ثانوياً لطابعات رب راب بروسا مندل ثلاثية الأبعاد RepRap Prusa Mendel. إلا أننا حالياً بصدد الانتقال إلى مرحلة أكثر تطوراً لبناء تصاميم رفيعة المستوى.
والسّبب وراء ذلك هو رغبة المهندسين، الصّناع، والهواة ببناء أفضل آليات الطّباعة الممكنة. ولا يزال التطوير مستمراً عن طريق التفكير خارج الصندوق.

الطّابعات ثلاثية الأبعاد: اختلاف كل نوع عن الآخر

نقدم لك فيما يلي دليلك إلى تصنيفات الطّابعات ثلاثية الأبعاد العاملة بتقنية نمذجة الرّواسب المنصهرة (FDM) آخذين بعين الاعتبار مزايا ومساوئ كل نوع:

1- الطّابعات ثلاثية الأبعاد الدّيكارتية (Cartesian)

لنبدأ بالطّابعات الدّيكارتية ثلاثية الأبعاد والتي تعتبر أكثر تصاميم الطّابعات شيوعاً بين الطّابعات ثلاثية الأبعاد الخاصة بالاستخدامات الشّخصية

تسمّى الطّابعات الدّيكارتية بهذا الاسم تبعاً لنظام الإحداثيات البعدي (الخطي) الذي تعمل وفقاً له، والذي يتمثل بالمحور السّيني X، المحور العيني Z، والمحور الصادي Y، ويُستخدم نظام الإحداثيات هذا لمساعدة الطّابعة في تحديد أين وكيف تتحرك ضمن الأبعاد الثّلاث.
وتحتوي الطّابعات الدّيكارتية ثلاثية الأبعاد على سطح طباعة واحد يتحرك على طول المحور العيني Z فقط. بينما يتموضع الطارد على كل من المحور السّيني X والمحور الصادي Y مما يسمح للرّأس القاذف بالحركة رأسياً وأفقياً بالاتّجاهات الأربعة. توفر النّماذج المعروفة من هذه الطّابعات مثل Ultimaker و MakerBot عينة عمليّة لتمثيل آلية عمل الطّابعات الدّيكارتية.
إلا أنه تتوفر أيضاً طابعات بآليات حركة مختلفة كما هو الحال في الطّابعة Printrbot Simple مثلاً حيث وبدلاً من حركة رأس الطّباعة حصراً ضمن مستوى المحورين السّيني والصادي، يتم استبدال أحد هذه المحاور عبر تحريك طبقة الطّباعة نفسها. هذا النّوع من الطّابعات يمثل تغييراً بسيطاً من النّاحية الميكانيكية وعلى هذا فمن السّهل تصميمه. إلا أن اللّجوء لمثل هذا التصميم يكون على حساب سرعة الطّباعة.

2- طابعات دلتا ثلاثية الأبعاد (Delta)

يعتبر تصميم دلتا للطّابعات ثلاثية الأبعاد أحد النّماذج التي باتت تحظى بشعبية متزايدة

تسير هذه الطّابعات أيضاً تبعاً لآلية عمل الطّابعات الدّيكارتية نفسها، ومع هذا فعند النّظر مثلاً لطابعة TripoMaker من طراز دلتا، تجد أنّه من الصّعب الخلط بينها وبين أي نوع أخر.
أول ما يمكن البدء به عند تحديد خواص هذه الطّابعة هو سطح الطّباعة الدّائري الذي تمتاز به. بينما يتم تثبيت الطارد فوق هذه الطّبقة بواسطة ثلاثة أذرع ضمن تشكيل مثلثي، ومن هنا اكتسبت الطّابعة الاسم “دلتا”.
وقد تم تصميم طابعات دلتا ثلاثية الأبعاد خصّيصاً لضمان سرعة طباعة عالية، إلا أنها تتميز عن غيرها أيضاً بطبقة طباعة ثابتة لا يمكنها الحركة، والتي قد تصبح من الميزات الملائمة والمطلوبة في بعض أعمال الطّباعة.
غير أنه يُشاع أحياناً حول هذا الصّنف عدم تمتعه بقدر كافٍ من التّفصيل والدّقة التي تميز به مثيلاتها من الطّابعات الدّيكارتية.

3- الطّابعات القطبية ثلاثية الأبعاد (Polar)

تندرج ثالثاً في قائمتنا الطّابعة القطبية (Polar)، أحد التّصاميم الصّاعدة والتي تبشر بمستقبل واعد في عالم التّكنولوجيا.
تستخدم هذه الطابعة نظام الاحداثيات القطبي، وتُشبه إلى حدٍ كبير الطّابعة الديكارتية غير أنها تعتمد على نظام إحداثيات يمثل نقاط ضمن شبكة دائرية بدلاً من شكل المربع التي تتخذه إحداثيات الطّابعات الديكارتية.
كلُ هذا يعني أنه يمكننا الحصول على طابعة ذات سطح طباعة قابل للدّوران، إضافة إلى رأس قاذف يمكنه الحركة بالاتجاهات الأربعة أعلى، أسفل، يمين وشمال.
أحد أهم المزايا التي تتمتع بها هذه الطّابعة هي حاجتها فقط لاثنين من المحركات الخطويّة متدرجة الدّوران التي تكفي وحدها لتشغيل الآلة. وبمقارنتها بأحد الطّابعات الدّيكارتية النّمطية، فإن الأخيرة تحتاج على الأقل لمحرك خطويّ خاص بكل محور، أي 4 محركات على الأقل. مما يجعل الطّابعات القطبية تنفرد بكفاءة عالية في قدرتها على التوفير.
بل وأكثر من هذا، تستطيع الطّابعات القطبية ثلاثية الأبعاد بناء أحجام عظيمة من المجسمات ضمن مساحات صغيرة نسبياً، طالما أنها لا تحتاج إلى وجود بنية الاحداثيات (XYZ) كي تتمكن من الحركة.
إنّ مراقبة حركة الطّابعات الكرويّة تصيبك حقيقة بالدّوران، وقد لا تعتبر بديهية بالنسبة لك كما هو الحال في تصاميم الطّابعات الأخرى، غير أن نتائج العمل النّهائية هي نفسها بالنّسبة لكافة أنواع الطّابعات.

4- طابعات SCARA ثلاثية الأبعاد

انتبه، فنحن الآن بصدد الدّخول إلى مضمار العمل التّجريبي.
طابعات (SCARA) أو ما يسمى بذراع روبوت التجميع الانتقائي، هي نظام بالغ الدّقة شبيه بالرّوبوتات مزودة بقاعدة صغيرة. تتبع هذه الطّابعات آلية الحركة والعمل نفسها التي يتخذها الرّوبوت الصّناعي العامل في خطوط تجميع السّيارات، ولكنك تستطيع استخدامها خصيصاً لطباعة مجسماتك المكوّنة من البلاستيك.
تستطيع الحصول على طابعة RepRap Morgan بتكلفة أقل من 10000 دولار، إلا أنها لا تزال بحاجة لإضافة بعض الأجزاء المخصّصة إلى بنية الآلة. وعلى هذا تصنف هذه الطّابعة القطبية الثّلاثية الأبعاد ضمن مجموعة خاصة بها، لكن بالتّأكيد مع توفر إمكانية تطويرها مستقبلاً.

 تمّت ترجمة هذه المادّة من موقع All3DP تحت تصريح كرييتف كومّونز 4 (Creative Commons 4.0)

أضف تعليق

اترك رد

تابعنا