الطباعة ثلاثية الأبعاد - 3D Printing
المقدمة
نبذة عن تخصص الطباعة ثلاثية الأبعاد
نحن مُعتادون على الطباعة ثنائية الأبعاد، حيث أنَّه نوع الطباعة التقليدي، أو الاعتيادي الذي نستخدمه كل يوم من أجل طباعة الوثائق التي تترواح بين الصور، والتقارير، والأوراق. لكن، تخيَّل أننَّا نستطيع طباعة مجسمات ثلاثية الأبعاد، وتشتهر هذه الطباعة بشكل واسع أنَّها من إحدى طرق التصنيع الحديثة.
تُعرَّف الطباعة ثلاثية الأبعاد أنَّها القدرة على صنع المجسمات المختلفة باستخدام جهاز الطابعة ثلاثية الأبعاد، وقد ظَهَر هذا التخصص نتيجةً للتطور التكنولوجي، والثورة التكنولوجية؛ حيث يُمكن طباعة أي شكل، أو أي مجسم بدءًا من أصغر الأحجام إلى أكبرها مثلًا من طباعة كوب صغير وحتى أكبر الطائرات حجمًا.
من الجدير بالذكر أنَّ هذه المجسمات تُصمَّم باستخدام برامج جهاز الحاسوب قبل أن تُطبع.
تتراوح أنواع المجسمات التي تُصنع بواسطة الطابعة ثلاثية الأبعاد من السيارات، والطائرات، والمجوهرات. كما يُمكن الاستفادة منها في مجال التخصصات الهندسية، حيث يُمكن إنتاج الأشكال الهندسية مثل المعادن، بالإضافة إلى هندسة العمارة، والإنشاءات، والتصميم الصناعي، وطب الأسنان، وحتى الصناعات الطبية، الآن أنت تتسائل: ما هي آلية عمل الطباعة ثلاثية الأبعاد؟
تبدأ هذه العملية بتصميم، ورسم المجسمات المراد طباعتها، ويكون أحيانًا الرسم أو التصميم على شكل طبقات؛ فتُصنَّع طبقات أو مجسمات عدة، ومن ثم توضَع وتُركَّب مع بعضها البعض، ومن ثم يتم تحويل هذه الرسومات والأشكال إلى بيانات رقمية، وذلك كله باستخدام البرامج الحاسوبية المصصمة لذلك مثل برنامج Autocad - أوتوكاد. ويقوم بعد ذلك جهاز الطباعة ثلاثية الأبعاد بإنتاج هذه المجسمات، بالإضافة إلى المواد المثبتة، والمعالجة الحرارية، والخطوات التي تُستخدم بعد حين لتثبيت هذه المجسمات.
باتت هذه الطباعة والتي يُطلق عليها اسم "الطباعة ثلاثية الأبعاد" باللغة العربية و "3D Printing" باللغة الإنجليزية من أهم الأمور المستقبلية في حياتنا، ومن كبرى الخطوات في شتى المجالات، وتحديدًا تلك التي تُواكب التطور التكنولوجي باستمرار.
اقرأ هذا المقال الذي سيُجيب على الكثير من الأسئلة التي تراودك الآن مثل:
هي يُمكنني صنع أي مجسم؟
لو درست هذا التخصص، ما هي فرص العمل التي من ممكن أن أحصل عليها؟
ما هي أنواع الطابعات وما هي أصناف الطباعة ثلاثية الأبعاد؟
السمات الشخصية لروَّاد تخصص الطباعة ثلاثية الأبعاد
ما هي الصفات المطلوبة مني حتى أدرس تخصص الطباعة ثلاثية الأبعاد؟
إنَّ المؤهلات التالية هي التي تقودك إلى دراسة هذا التخصص:
مهارات جيدة في العلوم، والتكنولوجيا، والهندسة، والرياضيات، والتي يُطلق عليها اليوم مهارات الـ STEM.
مهارات التحليل.
مهارات التفكير المبنية على المنطق.
الشغف، والطموح.
مهارات جيدة في حل المشكلات المعقّدة، ومعرفة كيفية التعامل معها.
مواكبة التطورات التكنولوجية.
مهارات التصميم.
القدرة على الإبداع، والابتكار.
الدقة، وإعطاء الأهمية الكبرى للتفاصيل، بالإضافة إلى القدرة على التركيز العالي.
مهارات التصميم باستخدام الحاسوب، والإلمام ببرامج الرسم على الكمبيوتر.
مهارات تقنية.
التفكير الجيد، والقدرة على التخيُّل.
البقاء على أهبة الاستعداد لإنهاء المشاريع سواءً كانت ضخمة أم صغيرة.
حب الفنون.
القدرة على إنتاج عمل كامل وكلّي ومتكامل.
السرعة، والدقة في الأداء.
تحمُّل العمل لساعات طويلة.
القابلية لتعلُّم مصطلحات تقنية في مجالات عدة.
لو كنت من مُحبين التصميم، والإبداع، والتطوير، والابتكار، بادر بارتياد هذا التخصص الذي له أن يفتح لك أبوابًا كثيرة في المستقبل. يُمكنك البحث عن المزيد من التخصصات المشابهة لو أردت الاطلاع عليها مثل تخصص تحريك وتصميم الرسوم المتحركة والوسائط المتعددة أو Animation and Multimedia أو تخصص هندسة العمارة - ،Architecture حيث تتبع جميع هذه التخصصات لقسم الفنون والتصميم - Arts and Design.
اختبار الشخصية والتخصص الجامعي اكتشف صفاتك ومهاراتك الشخصية لتتعرف على التخصص الجامعي الذي يناسبك قدّم اختبار الشخصية والتخصص الجامعي الآن
تخصصات الطباعة ثلاثية الأبعاد
يُمكن تصنيف هذا التخصص أنَّع يتبع لقسم الفنون والتصميم. ولكن، لا بد من ذكر التخصصات التي تخدمها الطباعة ثلاثية الأبعاد وهي ما يلي:
تكثر الأهداف التي تُستخدم فيها الطباعة ثلاثية الأبعاد في هذه المجالات، حيث أنَّه يُمكن الاستعانة بها في الطب من أجل تشخيص الأمراض وطباعة الجنين مثلًا بهدف الكشف عن الأمراض، والتشوهات بشكل مبكر إن وُجدت. وتُستخدم في علم الروبوتات من أجل تشكيل هياكل الرجال الآليين وما إلى ذلك. كما يُستفاد منه في هندسة العمارة، عن طريق إنشاء مشاريع ونماذج مصغرة، بالإضافة إلى إمكانية صنع التحف الجميلة في مجال الفنون. كما يستخدم روَّاد الفضاء الطباعة ثلاثية الأبعاد من أجل إنتاج وصنع قطع غيار للمركبات الفضائية، ويُطبَّق أيضًا هذا التخصص في مجال التعليم؛ فهو يلعب دور كبير في التسهيل من العملية التعليمية.
لا تقتصر الطباعة ثلاثية الأبعاد على هذه المجالات فحسب، بل إنَّها تشمل أيضًا الأمور الترفيهية مثل صناعة الملابس، والمجوهرات، والإكسسوارات، وألعاب الأطفال، والطعام.
تختلف تقنيات وطرق الطباعة باختلاف الطابعات وأنواعها، وتُصنَّف هذه الطباعة إلى الفئات المتمثلة فيما يلي:
الطباعة باستخدام البلمرة الضوئية.
الطباعة النقطية.
الطباعة باستخدام المواد اللاصقة.
الطباعة باستخدام التليين الحراري.
الطباعة باستخدام مسحوق الطباعة.
الطباعة باستخدام الشرائح.
الطباعة باستخدام الطاقة الكهربائية.
ما هي أنواع الطابعات ثلاثية الأبعاد؟
الطابعات الضوئية.
طابعات الليزر.
طابعات البناء بالترسيب المنصهر.
مواد تخصص الطباعة ثلاثية الأبعاد
لا يزال عدد الجامعات التي تُدرِّس هذا التخصص محدودًا جدًا نظرًا لحداثته. لذا، سوف نقوم بعرض بعض المواد والمساقات التي يدرسها طلبة هذا التخصص وفقًا لبعض الجامعات الأمريكية مثل جامعة ستانفورد:
الرسوم المتحركة ثلاثية الأبعاد - 3D Animation.
مبادئ التصميم - Design Fundamentals.
التصميم باستخدام الحاسوب - Computer Aided Design.
تاريخ التصنيع الرقمي - History of Digital Marketing.
أدوات المسح الضوئي - Scanning Tools.
طباعة البلاستيك - Printing in Plastic.
طباعة المعادن - Printing in Metals.
دراسات الحركة - Motion Studies.
طباعة الزجاج والخشب وغيرها - Print Glass, Woods, and More.
طباعة المجسمات الحيوية - Bio-printing.
رسومات ميكانيكية - Mechanical Drawings.
يُعتبَر هذا نموذجًا مصغرًا عن المواد التي تُدرَّس في هذا التخصص، مع العلم أنَّ هذه المواد، والمسميات، والمساقات، تختلف من بلد لآخر، ومن جامعة لأخرى. إلَّا أنَّها في النهاية تصُب في تحقيق الأهداف ذاتها.
نسبة الطلب على تخصص الطباعة ثلاثية الأبعاد ونسبة ركوده
من المؤكَّد أنَّ الطباعة ثلاثية الأبعاد هي بمثابة الخطة القادمة في مجال التصميم إلى جانب مجالات أخرى، حيث أنَّ الجميع يتفق على مستقبل هذا التخصص الواعد بما فيهم المهندسيين، والمصممين، والأطباء، وروَّاد الفضاء، وأصحاب المهن والحرف المهنية.
دائمًا ما تكون هذه التخصصات الحديثة والتي تعتمد على التكنولوجيا مطلوبة وبعيدة كل البعد عن قائمة التخصصات المشبعة والراكدة.
فماذا تعني حالة الطلب على التخصص؟ وما هو الركود والإشباع؟
إذ تعني حالة الطلب على التخصص أي أنَّ سوق العمل بحاجة إليه، وبالتالي، يستطيع خريجيه العثور على وظيفة بينما يعني الركود والإشباع وصول التخصص إلى حد الاكتفاء في سوق العمل في دولة ما، وبالتالي، يصعُب على خريجيه إيجاد وظيفة.
تُعتبَر الحاجة ملحة لأولئك الذين يدرسون أو حتى لديهم خبرة أو يفهمون في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد، وتُستخدم هذه التقنية في الطباعة في كل المجالات التي تم ذكرها مسبقًا؛ حيث لديها عدد كبير من التطبيقات الهائلة التي لا تُعَد ولا تُحصى.
لو كنت تبحث عن إحدى المهن والوظائف الرائدة، قُم بارتياد مقاعد هذا التخصص؛ حيث أنَّه يُعتبَر الثورة الصناعية القادمة، لأنَّ الطباعة ثلاثية الأبعاد أصبحت تُجني الآن في لحظتنا هذه الملايين، بل البلايين.
تتوقَّع معظم الدراسات والأبحاث أن يزداد الاعتماد على تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد والتي باتت تترك أثرًا إيجابيًا واضحًا في مختلف المجالات، والقطاعات، والصناعات. ومن المتوقع أن يُسجِّل الإنفاق العالمي على الطباعة ثلاثية الأبعاد 14 مليار دولار وذلك وفقًا للدراسات التي أعدها مركز EDC العالمي للأبحاث. كما تصف BBC هذا التخصص أنَّه "ثورة وشيكة في سوق الوظائف" حيث يُشجِّع هذا الأمر روَّاد سوق العمل المستقبليين التهافت لدراسة هذا التخصص وإيجاد وظيفة بسهولة، حيث أنَّه من الواضح أنَّ الطباع ثلاثية الأبعاد ستُصبح من أهم الأجزاء في الشركات.
إيجابيات الطباعة ثلاثية الأبعاد
سهولة وإمكانية التعديل على التصاميم.
إمكانية تصميم كل المجسمات والتصاميم المعقّدة.
توفير الوقت، والجهد لأن دورات الإنتاج تكون قصيرة.
طباعة كل ما لا يُمكن طباعته بالطرق التقليدية من الأجزاء سواءً كانت كبيرة الحجم أم أجزاء بارزة و متداخلة ببعضها البعض.
إمكانية حفظ التصاميم بالإضافة إلى استرجاعها.
تسهيل عملية تشخيص الأمراض في الطب.
صنع الأجزاء التعويضية والأطراف الصناعية.
سلبيات الطباعة ثلاثية الأبعاد
بغض النظر عن إيجابياتها، إلَّا أنَّها تُعتبَر خطرة وتستهلك الطاقة كثيرًا، حيث أشارت الدراسة التي أعدّتها جامعة Loughbrough بأنَّ الذين يعملون في هذا المجال يبذلون من 50 إلى 100 ضعف من الطاقة عن أولئك الذين يعملون قي المجالات الأخرى.
ارتفاع تكلفة الطباعة ثلاثية الأبعاد وتكلفة الأدوات والمواد التي تستخدم فيها.
محدودية المواد المستخدمة بصرف النظر أنَّ هذه الطباعة هي واحدة من أهم نقط التحول في مجال الصناعة.
تُصدِر الطابعات إشعاعات قد تكون سامة، أو تُسبِّب حدوث بعض الأمراض.
الاعتماد بشكل رئيسي على البلاستيك، ويُعتبَر البلاستيك من المواد التي تؤذي البيئة وتلوثها.
سهولة إنتاج مواد وأسلحة حادة حيث يُمكن صنع السكاكين والمسدسات.
انتهاك حقوق الطبع. وبالتالي، يُمكن تقليد أي منتج وإنشاء نسخة طبق الأصل عنه.
مجالات عمل تخصص الطباعة ثلاثية الأبعاد
يُتيح العمل في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد العمل في المجالات كافة. ولكن، يتزايد الطلب بشدة على من يمتلكون خبرة فيما يلي من المجالات المذكورة أدناه:
المهندسون في مجال الصناعة.
المهندسون في مجال الميكانيكا.
مطورو البرامج.
المصممون التجاريون.
المصممين الصناعيين.
مدراء التسويق.
أفضل الجهات والجامعات التي تُدرِّس تخصص الطباعة ثلاثية الأبعاد
جامعة كورنيل - Cornell University في أمريكا الشمالية.
جامعة برنستون - Princeton University في أمريكا الشمالية.
جامعة هارفارد - Harvard في أمريكا الشمالية.
جامعة شمال كارولينا - University of North Carolina في أمريكا الشمالية.
جامعة إكسيتير - University of Exeter في أوروبا.
جامعة نوتنجهام - University of Nottingham في أوروبا.
جامعة دلفت للتكنولوجيا - Delft University of Technology في أوروبا.
جامعة نانيانغ التكنولوجية - Nanyang Technological University في آسيا، سنغافورة.
جامعة هونغ كونغ متعددة التقنيات - Hong Kong Polytechnic University في آسيا.
جامعة Hangzhou Dianzi University في آسيا، الصين.
مع العلم أن هذه التصانيف أُعدت وفقًا لموقع 3DPRINTING.COM.
أشهر الشخصيات في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد
 | ديون ويسلر، Dion Weisler هو رجل أعمال أسترالي، والرئيس التنفيذي لشركة Hp العالمية. |
 | ريك فلوب، Ric Fulop هو المؤسِّس لشركة Desktop Metal، وهي شركة عالمية تُتنج طابعات ثلاثية الأبعاد. |
 | محمد احتشامي، Mohammad Ehteshami من الشخصيات البارزة في تأسيس الطابعات ثلاثية الأبعاد الكهربائية. |
 | جريج مارك، Greg Mark أسهم كثيرًا في هذا المجال، وجذبت شركته الكثير من الفرص الاستثمارية من كبرى شركات العالم بما فيها Siemens و Microsoft. |
 | دينارا كاسكو، Dinara Kasko درست الفتاة الطاهية المشهورة على مواقع التواصل الاجتماعي تخصص هندسة العمارة والتصميم، وهي تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد من أجل نسخ صور ومجسمات طبق الأصل للأطباق اللذيذة التي تعدها. |
 | نيكيتا تاي، Nikita Tai هو مؤسِّس شركة Apis Cor، وهي شركة تشتهر في طباعة المباني والروبوتات. |
 | دانييل سيفولا، Daniela Cevola فرانسيسكو بلفيسي، Francesco Belvisi هما من أشهر الشخصيات وأبرزها في الطباعة ثلاثية الأبعاد حيث أنَّها يصنعان القوارب الشراعية. |
 | نيلي نخولسي، Nneile Nkholsie قامت Nneile بمحاربة مرض سرطان الثدي عن طريق استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد، بالإضافة إلى أنَّها صاحبة شركة iMedTech Group. |
 | جيريمي ريفكين، Jeremy Rifkin هو من المتنبئين بالمستقبل ، واعتبر الطباعة ثلاثية الأبعاد أنَّها ثورة بحد ذاتها. |
 | تود غريم، Todd Grim هو عضو في المجلس الاستشاري لهيئة الطباعة ثلاثية الأبعاد. |
الخلاصة
مرارًا وتكرارًا، لا بد من التركيز على أهمية الطباعة ثلاثية الأبعاد لأنَّها في تزايد من ناحية الطلب الوظيفي. والاهتمام بهذا المجال يكبر يومًا بعد يوم؛ حيث نستخرج من كل ما سبق أن الطباعة ثلاثية الأبعاد عبارة عن مزيجًا من الصناعة والتكنولوجيا التي تخدم قطاعات الحياة كافة. كما يُبشِّر العلماء ويتفائلون بهذا التخصص ومستقبله لما حققه من إنجازات على كل الأصعدة.
هل أعجبك هذا التخصص وترغب في دراسته؟
نرجو أن يكون هذا المقال قد نال إعجابكم، وأجاب عمَّا يدور في أذهانكم من أسئلة.
ولا تتردَّدوا في كتابة آرائكم داخل صندوق التعليقات في الأسفل.
شارك المقال مع أصدقائك الآن.
قائمة المراجع:Stanford, 3dinsider, 3dnatives, 3dprinting, Ar3dprinter, Wsj, remax, 3dprint, 3dprint, amazon, Oerlikon, 3dnatives, goodthingsguy, Memagazinedigital, italianfoodacademy