معظم الطابعات ثلاثية الأبعاد لا تصنع الأشكال ثلاثية الأبعاد دفعة واحدة

يبدو أن الآلة تصنع جسمًا كاملًا في خطوة واحدة، لكن ما تفعله في الواقع هو وضع خط رفيع من البلاستيك المُلين في كل مرة؛ يمكنك رؤيتها في رأس الطابعة وهي تنزلق ذهابًا وإيابًا فوق السرير. هذا هو السر كله في وضح النهار. تبني معظم الطابعات ثلاثية الأبعاد المنزلية والمدرسية الجسم بنفس الطريقة التي قد تقوم بتزيين الكيك يدويًا: مرور واحد، ثم التالي، ثم الذي يليه.

أفضل وسيلة للتحقق الذاتي هي تخيل التوقف بعد 10 ثوانٍ، أو 10 دقائق، أو 3 ساعات. بعد 10 ثوانٍ، قد تلاحظ بضعة خطوط رفيعة ملتصقة بالقاعدة المسطحة. بعد 10 دقائق، قد ترى الخطوط العريضة وبعض المناطق المعبأة من الطبقات السفلية. بعد 3 ساعات، قد تكون تلك الخطوط مكدسة بما يكفي لتبدو ككوب أو مشبك أو ديناصور بلاستيكي صغير.

الجزء الأهم أصغر وأبسط مما تظن

في النوع الذي يواجهه معظم الناس أولاً من الطابعات ثلاثية الأبعاد، هنالك بكرة تُدخل خيطًا بلاستيكيًا، وهو مجرد خيط طويل من المادة. تسحب الطابعة ذلك الخيط إلى النهاية الساخنة، حيث يتم تليينه بشكل يكفي لتنفيذ التدفق من خلال فوهة. "البثق" هو الكلمة الفاخرة التي قد تسمعها. بلغة بسيطة، الآلة تضغط خرزة من البلاستيك الدافئ بشكل محكم.

تلك الفوهة لا تلوح بشكل عشوائي. تحركها المحركات في اتجاهات دقيقة عبر السرير الطباعي المسطح، عادة من جانب إلى جانب ومن الأمام إلى الخلف، بينما تقرر الآلة بالضبط أين يجب أن يذهب كل خط. في لحظة واحدة تتبع الجدار الخارجي للجزء، وفي المرة التالية تملأ الداخل بخطوط متوازية أو بطريقة التقاطع، مثل وضع الغراء من مسدس الغراء الساخن في مسارات مرتبة.

إذا وقفت بالقرب منها أثناء العمل، قد تلاحظ تلك الرائحة الحلوة قليلاً للبلاستيك المسخن. تلك الرائحة دليل مفيد. يتم تسخين المادة بشكل يكفي للتليين والانسياب، وليس للحرق إلى دخان.

الآن، قُم بإبطاء الصورة. في طبقة واحدة، تقوم الطابعة أولاً بوضع المادة حيث يجب أن يكون حافة الجسم. ثم تضيف خطوطًا داخل تلك الحافة بحيث لا تكون الطبقة مجرد حلقة جوفاء. تسقط الخرز طريًا، ويضغط بلطف ضد الخط المجاور له، ويبرد في مكانه.

ما تراه، بعبارة أخرى، ليس الآلة "تصنع حجمًا". إنها ترسم شكلًا مسطحًا، ثم ترسم شكلاً مسطحًا آخر فوق الأول تقريبًا. هذه هي النقطة المفاجئة: الطباعة ثلاثية الأبعاد عادة هي كومة من القطاعات ثنائية الأبعاد.

وهنا الجزء الذي غالبًا ما يغفل الناس عنه أثناء النظر إلى الحركة السريعة للفوهة: تلك الحركة ذهابًا وإيابًا هي مجرد شريحة في عمل أطول بكثير.

يمكن أن يستغرق الجسم الصغير ساعات لأن الطابعة تكرر نفس عملية الرسم المسطح مرارًا وتكرارًا مع ارتفاع الجسم. مسار واحد، ثم آخر، ثم آخر. طبقة واحدة، ثم عشرات، ثم مئات. "ثلاثي الأبعاد" يتضح أنه يعني ثنائي الأبعاد بالإضافة إلى الوقت.

لماذا يصبح الجهاز منطقيًا بمجرد مشاهدة طبقة واحدة

أسهل طريقة لتصوره هي التفكير في رغيف خبز مقطع إلى شرائح. إذا كنت تعرف الشكل الدقيق لكل شريحة وقمت بوضعها فوق بعضها بالترتيب، ستحصل على الرغيف مرة أخرى. تعمل الطابعة ثلاثية الأبعاد بنفس المنطق، إلا أنها تخلق الشرائح بدلاً من قطعها. كل طبقة رقيقة، وغالباً ما تكون جزءًا من المليمتر، لذا قد تبدو الكومة ناعمة عندما تضاف طبقات كافية.

هذا السطح الناعم هو السبب في أن العملية يمكن أن تبدو ساحرة. في النهاية، يلاحظ عينك المنحنى أو الجدار النهائي، وليس الخطوط التي بنيتها. لكن إذا لاحظت الطباعة في وقت مبكر، أو نظرت عن كثب إلى طباعة أكثر خشونة، فإن الطبقات المكدسة تفشي اللعبة. يمكنك في بعض الأحيان رؤية الخطوط الأفقية الدقيقة، مثل حلقات النمو التي تصنعها آلة.

هناك تفاصيل عملية أخرى تختبئ في وضح النهار. الفوهة لا يمكنها الطباعة في الهواء الفارغ. إذا كان الخط الجديد سيعلق بعيدًا جدًا دون وجود شيء تحته، فعادة ما تحتاج الطابعة إلى بناء دعم مؤقت تحته، ثم إزالته لاحقًا. هذا وحده يخبرك أن الآلة لا تملأ الشكل الكامل دفعة واحدة. إنها تعتمد على أن كل طبقة جديدة لديها شيء لتجلس عليه.

هذه الوصف الطبقة بطبقة يناسب الطابعة الخيطية الشائعة التي يعبر عنها معظم الناس عندما يقولون "طابعة ثلاثية الأبعاد"، وهي النوع الذي يطلق عليه غالبًا FDM أو FFF من قبل الشركات المصنعة ومجموعات المعايير. لا يغطي جميع طرق التصنيع الإضافية. بعض الآلات الصناعية تستخدم مسحوقًا أو راتنجًا سائلاً أو ليزرًا، وتبني الأجزاء باستخدام خطوات فيزيائية مختلفة حتى لو كانت الفكرة العامة لا تزال تضييفية بدلاً من نحتها من كتلة.

إذا كنت تريد التوقف عن الشعور بالضياع، شاهد هذا بدلاً من الجسم

إذن ماذا يجب أن تلاحظ عندما ترى واحدة تعمل؟ راقب المسار، وليس الشكل النهائي. انظر إلى الفوهة وهي تتبع حدود طبقة واحدة، ثم تملأ الوسط، ثم ترتفع قليلاً وتكرره من جديد.

إذا أبقيت ذلك في ذهنك، ستصبح الآلة أقل غموضًا بسرعة. بعد 10 ثوانٍ، ترى العلامات الأولى. بعد 10 دقائق، ترى بداية الكومة. بعد 3 ساعات، ترى نفس الحركة البسيطة تكررت مرات كافية لتصبح شيئًا صلبًا ومفيدًا.

بمجرد أن ترى تلك الحركة المتكررة على مدى الزمن، تتوقف الطابعة ثلاثية الأبعاد عن الظهور كصندوق سحري وتبدأ في الظهور كآلة صبورة ترسم طريقها نحو الارتفاع. هذا شيء جيد للمعرفة، لأن المرة القادمة التي يبدأ جهازك في الطنين بجانبك، ستكون قد فهمت منطقه بالفعل.