المقدمة :

خلال هذا الدرس، سنقوم بالتعرف على برنامج tinkercad وكيفية استخدامه لإنشاء النماذج. وتعلم كيفية تهيئة النموذج للطباعة .

 سنبدأ بالنمذجة ثلاثية الأبعاد باستخدام تطبيق Tinkercad على شبكة الانترنت   . هو برنامج مجاني وسهل التعليم والاستخدام. وهو نقطة دخول جيدة للمبتدئين. وهو أسهل برامج التصميم، حيث يتيح لك البرنامج النمذجة ثلاثية الأبعاد لإنشاء أشكال هندسية ثلاثية الأبعاد وحفظها ومشاركتها عبر الإنترنت وتصديرها إلى ملفات STL  .

للوصول إلى Tinkercad، قم بزيارة الرابط هنا، يحتاج المستخدمون الجدد لزيارة الموقع والتسجيل للحصول على حساب خاص بهم.

واجهة البرنامج :

من خلال إنشاء مشروع جديد، سيتم عرض واجهة بسيطة مع قائمة من الأدوات في الشريط العلوي، حيث يحتوي شريط الأدوات في الركن العلوي الأيسر على عدد من العمليات مثل التراجع والإعادة، والضبط، والنسخ، والحذف. كما تحتوي الواجهة على نوافذ تحتوي على الأشكال الهندسية على يمين الواجهة، وتحتوي على سطح كالشبكة يعرف بمنطقة العمل، والتي تمثل واجهة لوضع الأشكال الهندسية وبناء النماذج عليها.

ومنطقة العمل هي عنصر ثابت وشائع في معظم برامج CAD وهي واحدة من الميزات المشتركة من قبل جميع تطبيقات البرمجيات للنمذجة ثلاثية الأبعاد. لبناء تصميم ثلاثي الأبعاد، تحتوي القائمة على يمين الواجهة على أشكال مختلفة، يتم سحبها واسقاطها إلى منطقة العمل لبناء الأشكال الهندسة من أجل بناء الأجسام الأكثر تعقيدا.

كما تحتوي الواجهة على قائمة عامودية في الركن العلوي الأيسر، تحتوي القائمة على رمز مكعب يتم استخدامه للتنقل إلى مواقع مختلفة في منطقة العمل، ورمز الصفحة الرئيسية والذي يؤدي النقر عليه إلى تعيين العرض بالكامل على الشاشة، كما تحتوي على رموز خاصة بتكبير وتصغير منطقة العمل .

يمكن أيضا التنقل على منطقة العمل في tinkercad  باستخدام الماوس، يتيح لك زر الماوس الأوسط (عجلة التمرير) التكبير أو التصغير، ويتيح لك النقر على الزر الأيمن إمكانية تدوير مساحة العمل .

تصميم النموذج  :

قم بإستخدام نافذة الأشكال على الجانب الأيسر، سنقوم بسحب المكعب وإسقاطه من القائمة إلى منطقة العمل. بمجرد وضع المكعب على منطقة العمل، يمكنك أن ترى عددا من الأسهم والنقاط حول المكعب (إذا لم يظهر ذلك قم بالنقر على المكعب ).

تغيير الأحجام والأشكال

افتراضيا، ارتفاع المكعب هو 20 ملليمتر، لهذا الدرس، سنقوم بإنشاء المكعب بإرتفاع 3 ملليمتر . قم بالنقر على المربع الأبيض الصغير على السطح العلوي للمكعب وسحبه إلى 3 ملليمتر.

سنقوم بإنشاء مستطيل بطول 35 ملليمتر، سنقوم بالضغط على أحد النقاط السوداء الصغيرة على جانبي الكعب الأحمر. يؤدي سحب هذه النقاط ودفعها إلى تغيير حجم الكائن.

إضافة، ودوران، وتجميع العناصر

بعد ذلك، سنضيف بعض النهايات الدائرية إلى هذا المكعب. ولذلك، فإننا سوف نقوم بسحب وإسقاط شكل مستدير على منطقة العمل، كما هو مبين بالصورة :

سنقوم بتدوير الشكل المستدير وتحويله إلى 90 درجة. وبما ان الشكل المستدير لا يزال لا يشير إلى الإتجاه الصحيح، نحن بحاجة إلى تدويرها مرة أخرى 90 درجة على محور آخر .

سترى جزءا من السطح السفلي للشكل المستدير أسفل منطقة العمل. من أجل ربط الشكل  المستدير مع المكعب ، نحن بحاجة إلى سحبه إلى أعلى على منطقة العمل. انقر إلى رمز المخروط فوق سطح الشكل المستدير ثم قم بسحب الشكل لأعلى حتى يصبح سطحها السفلي على منطقة العمل ( إلى ان تصبح القيمة 0 ملليمتر).

الشكل المستدير لا يزال مرتفعا جدا. كما فعلنا من المكعب من قبل، قم بالنقر على المربع الأبيض الصغير أعلى الشكل المستدير ثم قم بتقليل ارتفاعه إلى 3 ملليمتر.  ثم قم بسحب الشكل المستدير بجوار المكعب لتتطابق تماما .

والآن نحن بحاجة إلى أن نفعل الشيء نفسه بالنسبة للجانب الآخر . سنقوم بنسخ ولصق الشكل المستدير . حدد الشكل، ثم قم بالضغط على CTRL+C ثم الضغط على  CTRL+V ستظهر نسخة بجوار النسخة الأصلية.

سنقوم بنقل الشكل إلى الجزء الآخر، ثم نقوم بتدويرة بزاوية 180 درجة.

سنقوم بجمع العناصر لتشكل كائن واحد،قم بتحديد جميع العناصر عن طريق الماوس ، ثم قم بالنقر على زر التجميع في الركن العلوي الأيسر للنافذة. لن يمكنك تغير حجم العنصر على حدة بعد الآن، إذا احتجت لتغير حجم أو ارتفاع عنصر قم بفك التجميع للكائن عن طريق النقر على زر إلغاء التجميع.

خلق ثقوب بالمجسم:

من خلال tinkercad  لا يمكنك فقط إضافة أشكال مختلفة معا- بل يمكن طرح الأشكال من بعضها البعض. نحن بحاجة إلى عمل ثقب في المجسم. لذلك سنقوم بسحب و اسقاط الاسطوانة على منطقة العمل.  ثم سنقوم بتصغير حجمها إلى (5mm x 5mm x 5mm ، قم بالضغط على زر shift على لوحة المفاتيح عند تغيير حجم بعد واحد ، ستقوم Tinkercad  تلقائيا بتغيير حجم البعديين الآخرين كذلك.

الآن قم بنقل الاسطوانه إلى المكان الصحيح، لكنها لا تشكل ثقب. قم بالنقطر على الاسطوانة ثم حدد “Hole”  من النافذة المنبقة الصغيرة في أعلى اليمين.

ثم قم بجمع العناصر ، قم بتحديد الاسطوانه والمجسم ثم النقر على تجميع.

تغيير منطقة العمل:

سنقوم بكتابة نص على المجسم . دعونا نخبر Tinkercad أولا انه من الآن فصاعداا سنقوم بوضع النص على منطقة عمل فوق المجسم الذي تم إنشاءه. قم بالضغط على زر W ثم قم بالنقر أعلى المجسم.

ستلاحظ ظهور منطقة عمل جديدة على رأس المجسم الذي تم إنشاءه. للعودة إلى منطقة العمل الأصلية، ببساطة قم بالغط على زر W ثم انقر في أي مكان من المساحة الفارغة على الشاشة.

الآن قم بختيار فئة النص Text ، من قائمة الأشكال على يمين النافذة. قم بإختيار Text  ثم قم بكتابة النص، والتلاعب بحجمه حتى يكتمل لديك النموذج.

الآن سنقوم بحفظ المجسم بتنسيق STL، عن طريق الضغط على Export ثم اختيار .STL .

برنامج Cura :

الصورة التالية توضح الشاشة الرئيسية لـ Cura ، هنا يمكنك اختيار أي مجسم أو مجسمات ليتم طباعتها، وتحديد كيفية طباعتها.

2- تحميل الملف :
انقر هذا الزر لتحميل كائن إلى منطقة الطباعة. يمكنك إضافة العديد من الكائنات كما يمكنك وضعها في المكان المناسب على منطقة الطباعة.

3- حفظ / طباعة :
عند الضغط على هذا الزر سيتم حفظ النموذج على محرك الأقراص أو SD card. وممكن أيضا طباعتها مباشرة إذا كان متصلا بـ سكلك USB.

4- المشاركة على YouMagine.com :
من خلال هذا الزر يمكنك مشاركة االملفات للمجسمات ثلاثية الأبعاد على YouMagine .

5- أوضاع العرض :
بعد إعداد النموذج للطباعة، يمكنك استخدام طرق مختلفة أوضاع عرض مختلفة لتحليل التصميم الخاص بك.

	عرض Normal : يقوم بعرض النموذج ثلاثي الأبعاد بلون المجسم. هذا هو العرض الافتراضي .
	عرض Overhang  : يعرض نموذج ثلاثي الأبعاد  نفس وضع الـ Normal ، باستثناء الأجزاء التي لديها زاوية حادة وسوف تتطلب الدعم أثناء الطباعة. تظهر هذه الأجزاء باللون الأحمر .
	عرض شفاف Transparent : يظهر النموذج ثلاثي الأبعاد بطريقة شفافة. هذا يسمح لك لفحص النموذج من الداخل .
	عرض XRay : يظهر النموذج باللون الأزرق باستثناء الثقوب أو وجوه إضافية داخل النموذج ثلاثي الأبعاد. هذا الإختيار مفيد للفحص النماذج التي لا تطبع بشكل صحيح. الأجزاء الحمراء تشير إلى أخطاء في النموذج ثلاثي الأبعاد .
	عرض Layer  : يظهر مسار الأداة الفعلية التي سيتم طباعتها من قبل الطابعة. يمكنك هنا فحص نتيجة عملية الإعداد المسبقة وكيفية تأثير الإعدادات المختلفة على نتيجة الطباعة .

6- منطقة الطباعة ثلاثية الأبعاد:
هذا يعطيك التصور لحجم المنطقة الخاصة بالطباعة للطابعة الخاصة بك .

7- هنا أربع علامات تبويب خاصة بالإعدادات :
الأساسية (Basic) ، المتقدمة (advanced) ، ملحقات (Plugins) ، بدء ونهاية الكود (start/end-code) .

تقطيع النموذج لطبقات :

الآن بعد تصميم النموذج الأول، حان وقت لإستخدام برامج تقطيع المجسم لطبقات. برنامج التقطيع (Slicer) هو البرنامج الذي يترجم مواصفات التصميم الذي تم تصميمه عن طريق TinkerCAD (أو أي برنامج للنمذجة ثلاثية الأبعاد آخر) إلى الطابعة ثلاثية الأبعاد الخاصة بك.

الطباعة ثلاثية الأبعاد تتكون من مجموعة من شرائح ثنائية الأبعاد التي تم وضعها فوق بعضها البعض لتكوين النموذج ثلاثي الأبعاد. برنامج التقطيع ينشئ مجموعة من التعليمات التي يمكن للطابعة ثلاثية الأبعاد فهمها وتحليلها وجمعها لإنشاء إلى نموذج ثلاثي الأبعاد.

عند تحميل النموذج إلى منطقة الطباعة على برنامج Cura سيظهر لك ثلاث أيقونات :

1- خيارات نموذج الاستدارة :

يعمل هذا الاختيار لتغيير دوران النموذج الذي ترغب في طباعته. عند تحديد Rotate ، ستلاحظ ظهور ثلاث حلقات حول التصميم الخاص بك. يمكن استخدام هذه الحلقات لتوجيه التصميم لجهة آخرى بمقدار 15 درجة. تعمل الحلقة الخضراء على تدوير التصميم الخاص بك إلى الأمام والخلف، والصفراء لتدوير تصميم جنب إلى جنب، والحمراء لتدوير التصميم على منطقة الطباعة المسطحة.

ويظهر أيضا إختيارين هما إعادة التعيين “Reset” يستخدم لإعادة تعيين النموذج إلى موقعه الأصلي. وباستخدام إختيار “Lay flat” سيتم وضع مسطح النموذج الخاص بك على سطح لوحة الطباعة. وهي مفيدة عندما لا يكون النموذج الخاص بك ذو سطح مستوي تماما أو عندما لا يتم التحميل بشكل صحيح في Cura .

2- خيارات معايرة النموذج

هذا الاختيار لتغيير حجم النموذج الذي ترغب في طباعته. المعايرة في Cura يعمل عن طريق النسبة المئوية. التصميم الأصلي الخاص بك يكون “1.0” أو 100% . لتقليص النموذج بنسبة 20% قم بتغير القيمة إلى 0.8 . و لتكبير النموذج على نطاق يصل إلى 20% عن طريق تغيير القيمة إلى 1.2 . عند القيام بتغييرحجم  X أو Y أو Z فإن باقي القيم سيتم ضبطها تلقائيا لمطابقة التغيير . Cura ستتيح لك تقديرات قياسات التصميم الخاص بك في الملليمتر .

 ويظهر أيضا إختيار “To max” ، عند اختيار هذا الخيار الفرعي سيتم توسيع نطاق النموذج إلى أكبر حجم ممكن .

3- خيارات انعكاس النموذج :

هذا الإختيار يتيح لك عكس النموذج الذي ترغب في طباعته ، حيث تسمح لك بعكس النموذج في محاور X، Y ، و Z .

عند بدء تشغيل Cura  في البداية يمكنك الاختيار بين ثلاث أوضاع للطباعة. منخفضة، أو متوسطة، أو عالية الجودة. ولكن، اعتماد على النموذج ثلاثي الابعاد الخاص بك، قد ترغب في مزيد من التحكم على الطابعة للحصول على أفضل جودة للطباعة. قد ترغب في ضبط درجة الحرارة أو السرعة، أو استخدام طبقات أسمك أو أرق. هناك العديد من الاختيارات التي يمكن أن تؤثر على الطباعة من خلالها .

الإعدادات :

لإظهار الإعدادات كاملة، من قائمة Expert قم بإختيار Switch to full settings .كما هو موضح بالصورة أعلاه.

ستظهر اربع علامات تبويب خاصة بالاعدادات. الأساسية (Basic)، المتقدمة (advanced)، ملحقات (Plugins) ، بدء ونهاية الكود (start/end-code) .

الإعدادات الأساسية (Basic) :

الإعدادات الأساسية هي الإعدادات العامة التي تريد تغييرها. تحتوي هذه الإعدادات على معظم الاختيار المؤثر على النتيجة.

1- الجودة (Quality ) :

ارتفاع الطبقة (Layer height) : يتم اعداها لوضع الارتفاع لكل طبقة من طبقات المجسم. هذا الاعداد الأكثر أهمية، لأنه يؤثر على جودة ووقت الطباعة.
الإعدادات المعتادة هي 0.2mm للطباعة منخفضة الجودة ،و 0.1mm للطباعة متوسطة الجودة، و 0.06mm للطباعة علية الجودة. ولكن جودة المنتج تؤثر على وقت الطباعة، فإذا كانت جودة المنتج عالية فإن الوقت المخصص للطباعة سيكون أطول. فعند اعداد ارتفاع الطبقة إلى 0.1 فتكلف وقتا أطول ولكن دقة أفضل للطباعة من ارتفاع 0.2 .

سمك الهيكل: سمك الهيك الجانبي، عند طباعة مكعب بسيط، هذا يمثل سمك الجدران الجانبية. فهو يحسن قوة الجزء.
عند اختيار  0.8 ستكون رقيقة جدا للهيكل، 2mm ستكلف وقتا أطول، 1.2mm هي أفضل نسبيا. الرجاء استخدام عدد من مضاعفات قطر الفوهة (Nozzel) .

Enable retraction :  عند تفعيل هذا الاختيار، تقوم الطابعة بسحب وارجاع الخيط (Filament) عندما تتحرك فوق الفجوات /الفراغات الموجودة في مجسم الطباعة. وهذا يقلل من كمية الخطوط الرقيقة بين الأجزاء المطبوعة. عادة يتم تفعيل هذا التراجع دائما، إلا إذا كنت ترغب في الطباعة بشكل أسرع أو يتم الطباعة باستخدام مادة لا تسمح بالتراجع المادة أثناء الطباعة.

2- التعبئة (Fill) :

لم يعد من الخيال محاكاة أي نموذج ثلاثي الأبعاد أو مجسم وتحويل كل ما يخطر ببالك من أشكال متنوعة لتكوين صوره طبق الأصل منه على ارض الواقع. من خلال هذا الدرس،سيتم التعرف على تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد عبر لمحة عن تاريخ هذه تقنية وكيف تطورت مع مرور الوقت. وماهي أهمية هذه التقنية في التصنيع. وسيتم عرض أنواع الطابعات الموجودة بالعالم وماهي تكنولوجيا طباعة ثلاثة الأبعاد المناسبة لعدة مجالات. وأخيرا عرض لمحة عامة عن سير العمل لإنشاء النماذج.

تاريخ موجز للطباعة ثلاثية الأبعاد :

ترجع بداية الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى عام 1976، عندما تم اخترع الطابعة النافثة للحبر. في بداية الثمانينيات، ظهرت أول تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد، وفي ذلك الحين كانت تسمى بتقنية النماذج الأولية السريعة. ويرجع ذلك إلى أن العملية كانت في الأصل تصور كوسيلة سريعة وأكثر فعالية من حيث التكلفة لإنشاء نماذج لتطوير المنتجات داخل الصناعة.

في عام 1984، ومع مزيد من التعديلات والتطور والتقدم للمفهوم النافثة للحبر تحولت التكنولوجيا من الطباعة مع الحبر إلى الطباعة مع المواد. حيث يرجع أصول الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى عام 1986، عندما تم إصدار أول براءة لجهاز المجسمات (SLA) . وهذه البراءة تنتمي إلى تشارلز هال. ومنذ ذلك الحين، تم تطوير مجموعة متنوعة من تطبيقات تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد عبر العديد من الصناعات،  وفيما يلي لمحة موجزة عن تاريخ تطور الطباعة ثلاثية الأبعاد .

ولا تزال تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد في تطور مستمر حتى الوقت الحالي.

ماهي الطباعة ثلاثية الأبعاد ؟

الطباعة ثلاثية الأبعاد هي تقنية مبتكرة تمكنك من إنشاء المجسمات من خلال نموذج رقمي. حيث تعرف الطباعة ثلاثية الأبعاد باسم التصنيع المضاف. وهو ينطوي على عملية أخذ النموذج الرقمي، وترجمته إلى سلسلة من شرائح أفقية في لغة الآلة، ثم طباعته عن طريق إضافة طبقات متعاقبة ودقيقة جداً (لا يتجاوز سمكها أجزاء من الميليمتر) من المواد حتى يتم إنشاء المجسم ثلاثي الأبعاد باستخدام عدد من التقنيات المختلفة.

كما أن الطباعة ثلاثية الأبعاد تجلب اثنين من الابتكارات الأساسية: التلاعب في المجسمات في شكلها الرقمي و تصنيع أشكال جديدة عن طريق إضافة المواد.

استخدامات الطباعة ثلاثية الأبعاد :

ما يجعل الطباعة ثلاثية الأبعاد فريدة من نوعها هو قدرتها على تصنيع كائنات صلبة كاملة ومعقدة. حيث تستطيع طباعة (صناعة) المجسمات والأدوات بطرق لا محدودة، وبمختلف المواد والمعادن. دخلت الطباعة ثلاثية الأبعاد العديد من المجالات منها الفنية، والتراثية والاثرية، والألعاب  وسيارات ومبانٍ وفي المجال الطبي تمكنت الطباعة ثلاثية الأبعاد من توفير أطراف صناعية مطبوعة لهؤلاء الذين فقدوا أيديهم أو أرجلهم فى حوادث، لتصبح الأطراف الصناعية تطبيقا مثاليا للطباعة ثلاثية الأبعاد.

وقد أثرت هذه التكنولوجيا على التاريخ الإنساني الحديث ربما أكثر من أي مجال آخر. حيث جعلت حياتنا أفضل من نواحي كثيرة، وفتحت آفاقا وإمكانيات جديدة. بالنسبة لمعظم الصناع، هي اختصار قوي لعمل كائنات دقيقة ومعقدة لأغراض مختلفة لا نهاية لها.

هناك أنواع مختلفة من تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد، والتي تعالج مواد مختلفة بطرق مختلفة لصنع المجسم النهائي. فاللدائن، والمعادن، والسيراميك، والرمال ، تستخدم الآن بشكل روتيني للتطبيقات الصناعية الأولية وإنتاجها. البلاستيك هو حاليا من المواد المستخدمة على نطاق واسع، ولكن هناك عدد متزايد من البدائل، بما في ذلك النايلون. وهناك عدد متزايد من الآلات التي تم تكييفها للمواد الغدائية، مثل السكر والشوكولاته.

هناك عدة أنواع من الطابعات ثلاثية الأبعاد أهمها :

ستيريوليثغرافي (stereolithography ):

SLA  تمثل أقدم التقنيات في الطباعة ثلاثية الأبعاد. وهي عملية تعتمد على الليزر والتي تستخدم التبلمر الضوئي لصنع مجسمات صلبة من السوائل. فهي تستخدم خزان مليئا براتينج السائل ضوئي التبلمر قابل للمعالجة باستخدام الليزر لبناء المجسم النهائي طبقة بعد أخرى. وهي عملية معقدة، ولكن ببساطة، يتم وضع الراتنج فوتوبوليمر في وعاء مع المنصة المنقولة في الداخل، يتم توجيه شعاع الليزر في محاول X-Y  عبر سطح الراتنج وفقا للبيانات المقدمة إلى الجهاز، ثم يقوم برسم مقطع عرضي من شكل المجسم على سطح الراتنج لتشكيل أجزاء صلبة بطريقة دقيقة. وبمجرد الانتهاء من الطبقة، تقوم منصة الجهاز بالهبوط لمسافة تساوي سمك طبقة واحدة (على محور Z ). يستمر هذا حتى يكتمل الكائن بأكمله ويمكن رفع المنصة من الوعاء لإزالته.

بسبب طبيعة عملية SLA ، فإنها تتطلب هياكل لدعم بعض الأجزاء البارزة في المجسمات، هذه الهياكل تحتاج إلى إزالة يدويا. ومن حيث خطوات المعالجة، العديد من المجسمات ثلاثية الأبعاد المطبوعة باستخدام SLA  تحتاج إلى تنظيف ومعالجة. العلاج ينطوي على خضوع الجزء إلى ضوء مكثف في آلة تشبه الفرن لتصلب الراتنج.

يتم قبول المجسم عموما باعتبارها واحدة من عمليات الطباعة ثلاثية الأبعاد الأكثر دقة. ومع ذلك فإن عملية المعالجة المطلوبة يمكن أن تجعل المنتج أكثر هشاشة. وهي شعبية في مجال الصناعات مثل المجوهرات وطب الأسنان التجميلي.

النمذجة بالترسيب المنصهر (FDM) :

عملية سحب المواد بالحرارة هي الأكثر شيوعا، والاسم الأكثر شعبية لهذة العملية هي النمذجة بالترسيب المنصهر (FDM) . تعمل هذه العملية عن طريق ذوبان خيوط البلاستيك التي يتم سحبها من البكرة ليغذي فوهة الطارد (extruder) الساخن والذي يستطيع التحكم في السريان بوقفه أو تشغيله، ويدفع البلاستيك المنصهر في إحداثيات X  و Y في حين أن منصة البناء تنخفض في إتجاه z عند الانتهاء من كل طبقة لتشكيل طبقات متتالية على منصة البناء وفقا للبيانات ثلاثية الأبعاد المقدمة إلى الطابعة.

تقوم الآلة باستخدام خامتين، واحدة للنموذج النهائي وواحدة لبناء الدعم في حال كان المجسم يحتوي على بروز في بعض الأجزاء، حيث يتم التخلص منه بعد ذلك.

هذا النوع من الطابعات ثلاثية الأبعاد هو وسيلة فعالة من حيث التكلفة لتطويرالمنتجات والنماذج الأولية السريعة في قطاع الأعمال الصغيرة وقطاع التعليم لأنها قادرة على تصنيع أجزاء قوية موثوق بها نسبيا وبسرعة، على الرغم من أن عملية ما بعد المعالجة يمكن أن تكون مطلوبة.

معالجة الضوء الرقمي (DLP) :

معالجة الضوء الرقمي (DLP)  و ستيروليثوغرافي (stereolithography)  لديهم الكثير من القواسم المشتركة. يستخدم كلا النوعية البوليمر الضوئي السائل photopolymers)) ، إلا أن الفرق الرئيسي هو مصدر الضوء. DLS تستخدم مصدر ضوء أكثر تقليدية، مثل المصباح القوسي، مع لوحة عرض الكريستال السائل أو شبكة من المرايا الصغيرة. هذه المريا قابلة للإمالة ذهابا وإيابا. فعند إمالة المرآة، فإنها تعكس الضوء وينشئ بكسل مضئ ، وعندما تميل  للجهة الأخرى فيكون بكسل مظلم. يتم استخدام هذه التكنولوجيا في أجهزةالعرض السينمائي، والهواتف المحمولة، وأيضا في الطابعات ثلاثية الأبعاد. حيث يتم تطبيق الضوء على سطح كامل من الراتنج البوليمر الضوئي في تمرير واحد، مما يجعله أسرع من SL .

وأيضا مثل SL ، DLP  تنتج أجزاء دقيقة للغاية مع تصميم ممتاز، ولكن أوجة التشابة أيضا تشمل نفس المتطلبات لهياكل الدعم وما بعد المعالجة. ومع ذلك، هناك ميزة واحدة للـ DLS أكثر من SL هو أن هناك حاجة فقط لراتنج ضئيل لتسهيل هذه العملية، مما يؤدي إلى تقليل النفايات وانخفاض تكاليف التشغيل .

التلبيد الانتقائي بالليزر (SLS) :

هي مماثلة لـ SLA ، ولكن الفرق الرئيسي هو أن هذا النوع من الطباعة ثلاثية الأبعاد يستخدم مسحوق من المواد في منطقة البناء بدلا من الراتنج السائل. تستخدم هذه التقنية ليزر عالي القدرة للحام الجزيئات الصغيرة من البلاستيك أو المعادن في كتلة صلبة تحمل شكل المجسم المطلوب. حيث يتم توجيه الليزر عبر منصة الحاملة للمسحوق، وفقا للبيانات ثلاثية الأبعاد المقدمة للجهاز، في محاور X-Y  . كما يتفاعل الليزر مع المسحوق/البودرة  فيقوم بلحم هذا الجزيئات بشكل انتقائي لتشكل طبقة صلبة.وبمجرد الإنتهاء من طبقة تنخفض المنصة التي تحمل المسحوق درجة إلى الأسفل، بمقدار سمك الطبقة المطلوبة، تدريجيا وتضاف طبقة جديدة من البودرة، ومن ثم تعاد نفس العملية مع طبقة جيدة، وهكذا حتى يكتمل الشكل.

حجرة البناء مغلقة بإحكام، كما انه من الضروري الحفاظ على درجة حرارة دقيقة خلال عملية محددة لنقطة انصهار مسحوق المواد. وبمجرد الانتهاء، يتم إزالة منصة المسحوق بالكامل من الجهاز ويمكن إزالة المسحوق الزائد لترك الأجزاء المطبوعة.  وتتمثل إحدى المزايا الرئيسية لهذه العملية  في أن طبقة البودرة التي لم يمسها الليزر تظل على حالتها، مما يجعلها تشكل بناءً داعما للجسم النهائي وهي ميزة لتقنية SLS  ، حيث لا يحتاج المصمم إلى صنع هيكل إضافي للدعم.

ومع ذلك، على الجانب السلبي، بسبب ارتفاع درجة الحرارة المطلوبة لتلبد الليزر، يمكن أن تكون أوقات التبريد طويلة. وعلاوة على ذلك، كانت المسامية قضية تاريخية لهذه العملية، وبينما كانت هناك تحسينات كبيرة نحو أجزاء كثيفة، لا تزال بعض التطبيقات تستلزم ترسيب مع مادة أخرى لتحسين الخصائص الميكانيكية.

ويستخدم SLS على نطاق واسع لتطوير المنتجات والنماذج الأولية السريعة في مجموعة واسعة من الصناعات التجارية. المواد المستخدمة في  SLS  يمكن أن تتراوح من النايلون و الزجاج والسيراميك إلى الألومنيوم والفضة وحتى الفولاذ.

سير العمل لإنشاء النماذج :

رسم التصميم :

قد تبدو عملية التصميم صعبة. على الرغم من أن الفروق الدقيقة في عملية التصميم يمكن أن تختلف من مصمم إلى مصمم، ولكن المبادئ الأساسية لا تزال هي نفسها . ومن الواضح أن التصميم يجب أن يبدأ بفكرة. بعد تحديد الأفكار، تأتي مرحلة الرسم حيث انها امتداد لعملية التفكير. الرسم هو عملية اختبار للأفكار بسرعة دون الالتزام بالوقت الازم لإنشاء النموذج ثلاثي الأبعاد.

النمذجة ثلاثية الأبعاد :

تصميم ثلاثي الأبعاد: عندما يكون لديك مجموعة جيدة من الرسومات على الورق، سيكون لديك فكرة أفضل عن ما تريد إنشاءه. الرسم سيساعدك على اتخاذ القرارات المتعلقة بالشكل الهندسي، والحجم، والمواد التي ستكون ضرورية في خلق نموذج ثلاثي ابعاد ناجح . في مرحلة النمذجة ثلاثية الأبعاد يمكنك صقل تصميم التفكير. حيث ان العمل في التصميم ثلاثي الأبعاد يسمح لك لفهم وثيق لكل تفاصيل المجسم والسيطرة على جميع جوانبه . في هذه المرحلة، ستكون قد أنهيت من تصميم المجسم المراد طباعته .

نماذج التصدير: كل برنامج لتصميم ثلاثي الأبعاد لديها تنسيق للملفات الخاصة بها. ومن اجل الطباعة ثلاثية الأبعاد يجب أن يتم تصدير النموذج الصلب كتصميم ذو شبكة مضلعة . STL  هو الشكل الأكثير شيوعا لتصدير الهندسي للطباعة ثلاثية الأبعاد . حيث يحاول هذا التنسيق تقريب المجسم وتبسيطه عن طريق تقسيم اسطح التصميم لمساحات من المثلثات لينتج مجسم تام المعالم.

إعداد وتقطيع المجسمات :

التخطيط/ الإصلاح/الدعم : بمجرد تصدير الملفات STL  للطباعة، يجب أن تكون مستعدة للطباعة. ويجب أن تكون الشبكة محكمة أي أن سطحها لا يمكن أن يكون فيه ثقوب. يمكن أن تحدث أخطاء هندسية أخرى من شأنها أن تؤدي إلى طباعة فاشلة، لذلك يجب استخدام برنامج أخر (مثل Meshmixer or Print Studio) ، والتي من شأنها التفحص الأخطاء وتصحيحها. في برنامج الإعداد، يمكنك أيضا إضافة نماذج إضافية، و التحكم بتوجيه النموذج والحجم ووضع النماذج في مكان للطباعة ثلاثية الأبعاد. ويمكن أيضا أن تستخدم برمجيات التحضير لإنشاء هياكل دعم للطباعة ثلاثية الأبعاد.

تقطيع المجسم : بمجرد وضع النموذج ويكون جاهز للطباعة، يجب أن يتم تقطيعه للطباعة ثلاثية الأبعاد الخاصة. تتم هذه العملية عن طريق استخدامها بعض البرامج المسؤولة عن عملية تقطيع المجسمات وإذا كانت قوية بما فيه الكفاية يمكنك تجنب برامج الإعداد . كما ان برنامج التقطيع تقوم بإنشاء ملفات ذو ملكية G-CODE  للطابعة ثلاثية الأبعاد لتشغيل المهمة .

الطباعة ثلاثية الأبعاد:

مع ملف  G-Code  تكون على استعداد لتشغيل مهمة لإنشاء المجسمات ثلاثية الأبعاد. وهذا ليس عملية ذو خطوة واحدة. يجب أن تكون الآلة معدة مسبقا، فيجب التأكد من إعداد منصة البناء ويجب معايرة درجة الحرارة ومعدل التغذية وسرعة الطارد معا بعناية لتحقيق النتيجة المرجوة.