يمكن تطبيق تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد على المجوهرات والأحذية والتصميم الصناعي والهندسة المعمارية والهندسة والبناء (AEC) والسيارات والفضاء وطب الأسنان والصناعات الطبية والتعليم ونظم المعلومات الجغرافية والهندسة المدنية والعديد من المجالات الأخرى. وغالبًا ما يتم استخدامه في صناعة القوالب والتصميم الصناعي لإنشاء نماذج أو للتصنيع المباشر لبعض المنتجات، مما يشير إلى تزايد شعبية التكنولوجيا.. 3يمكن للطابعات ثلاثية الأبعاد أيضًا طباعة الطعام، وهو ما يمثل اتجاهًا مستقبليًا لتطوير الطباعة ثلاثية الأبعاد.
وفي مجال تكنولوجيا الطيران، لا يزال المهندسون في مركز البحث والتطوير التابع لشركة جنرال إلكتريك في الصين منخرطين بعمق في أبحاث الطباعة ثلاثية الأبعاد. ومؤخرًا، نجحوا في "طباعة" مكون حاسم لمحرك طائرة باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد. بالمقارنة مع التصنيع التقليدي، ستعمل هذه التقنية على تقليل تكلفة القطعة بنسبة 30% وتقصير دورة التصنيع بنسبة 40%. وقبل أن يتمكنوا حتى من الاحتفال بهذا الإنجاز، شرعوا في رحلة جديدة. ما هو غير معروف هو أنهم كانوا يعملون سراً على تطوير تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد لمدة عشر سنوات.
كما استخدم مهندس يُدعى جيم سميث تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء أول قارب كاياك مطبوع ثلاثي الأبعاد في العالم، والذي تم إطلاقه بنجاح.
استغرق بناء "قارب الكاياك" هذا 42 يومًا باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد-كبيرة الحجم محلية الصنع. يبلغ طوله 5 أمتار ويتم تجميعه من 28 قطعة من بلاستيك ABS الملون، ويتم تصنيع كل مكون بواسطة الطابعة ثلاثية الأبعاد ثم يتم تثبيته معًا.
على الرغم من أن عملية التصنيع تبدو بسيطة، إلا أنها كانت في الواقع تتطلب عمالة كثيفة-. من التخطيط الأولي إلى الانتهاء، استغرق الأمر من سميث ما يقرب من ست سنوات، مع التعديلات النهائية قبل الإطلاق التي استغرقت 40 يومًا أخرى. يبلغ طول المنتج النهائي 5.08 مترًا، وعرضه 0.52 مترًا، ويزن إجماليًا 29.29 كجم، بما في ذلك 26.48 كجم من ABS، و0.86 كجم من الأجزاء الملولبة النحاسية، و2.068 كجم من البراغي. التكلفة الإجمالية كانت 500 دولار فقط.
أصبحت تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد ناضجة بشكل متزايد، وفي المستقبل، من الممكن أن يستخدمها الناس لبناء المنازل والسيارات والمزيد من الأشياء.
في 22 يونيو 2015، تم الإبلاغ عن أن الشركة المملوكة للدولة -المملوكة للدولة Rostec-قامت بتصنيع نموذج أولي لطائرة بدون طيار باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد. يبلغ وزنه 3.8 كجم ويبلغ طول جناحيه 2.4 مترًا، ويمكنه الطيران بسرعة تتراوح من 90 إلى 100 كيلومتر في الساعة، كما يتمتع بقدرة على الطيران لمدة تتراوح من ساعة إلى ساعة ونصف.
صرح المتحدث باسم الشركة فلاديمير كوتاخوف أن الشركة حققت القفزة من المفهوم إلى النموذج الأولي في شهرين ونصف، حيث استغرق الإنتاج الفعلي 31 ساعة فقط وتكلفة تصنيع أقل من 200000 روبل (حوالي 3700 دولار).
في صناعة الموسيقى، لاستكشاف المزيد من التطبيقات للطابعات ثلاثية الأبعاد، استخدم ريكارد دالستراند طابعة Lulzbot ثلاثية الأبعاد لإنشاء فن فريد من نوعه. في مهرجان ستوكهولم آرت هاكر لعام 2013، لم تطبع طابعة Lulzbot ثلاثية الأبعاد شعار المهرجان للفنانين والمتسللين المشاركين فحسب، بل قامت أيضًا، كمشروع أداء، بطباعة الأعمال الموسيقية المرئية أثناء تشغيل الموسيقى الكلاسيكية. تقوم طابعة Lulzbot 3D بطباعة الموسيقى المرئية باستخدام محرك متدرج يتحكم في حركتها بسرعات مختلفة. تحدد درجة الصوت السرعة، وبالتالي التحكم في عملية الطباعة. تمثل ثلاثة محركات مسارًا واحدًا، يتحرك كل منها بنمط فريد. يتحكم محركان في حركة-المحور Z.
الصناعة الطبية
طباعة العظام في المستقبل، قد يتمكن الجراحون من استخدام معدات الطباعة هذه لطباعة العظام بأحجام مختلفة في-الموقع أثناء الجراحة للاستخدام السريري. لقد تم بالفعل بناء هذه الطابعة ثلاثية الأبعاد المذهلة، وتخضع مواد الطباعة المستخدمة لاستبدال العظام البشرية الحقيقية لاختبارات مكثفة.
في الاختبارات المعملية، ثبت أن هذه المادة المطبوعة لاستبدال العظام تدعم نمو خلايا العظام البشرية، وتم التحقق من فعاليتها في الفئران والأرانب. في السنوات القادمة،-قد تساعد بدائل العظام المطبوعة عالية الجودة الجراحين على إصلاح تلف العظام، واستخدامها في عيادات الأسنان، بل وحتى مساعدة مرضى هشاشة العظام على التعافي.
تبرز تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد بسرعة كصناعة جديدة رائجة، كما أن مجموعة متنوعة من المنتجات ثلاثية الأبعاد-التي يمكن طباعتها تتزايد بسرعة. لطباعة مادة العظام، استخدمت بوش وزملاؤها طابعة ProMetal ثلاثية الأبعاد متاحة تجاريًا للاختبار. تم تصميم هذه الطابعة ثلاثية الأبعاد في الأصل لطباعة الأجزاء المعدنية. يقوم برش الحبيبات البلاستيكية طبقة بعد طبقة على ركيزة المسحوق ويبني الهيكل. يبلغ عرض كل طبقة نصف عرض شعرة الإنسان فقط.
المادة الرئيسية لهذه السقالة العظمية هي فوسفات الكالسيوم، مع إضافة السيليكون والزنك لتعزيز قوتها. عند زرعها في جسم الإنسان، فإنها تدعم العظام بشكل مؤقت وتساعد خلايا العظام الطبيعية على النمو والتطور، وبالتالي إصلاح الأضرار السابقة. ثم تذوب المادة بشكل طبيعي داخل الجسم.
أمضى العلماء أربع سنوات في العثور على الصيغة الصحيحة لهذه المادة، والتي تضمنت تخصصات متعددة بما في ذلك الكيمياء وعلوم المواد والبيولوجيا وعلوم العمليات.
وفي صناعة الآثار الثقافية، استخدم الباحثون في جامعة دريكسيل بالولايات المتحدة المسح ثلاثي الأبعاد للحفريات وتكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد مناسبة للبحث. لم تحافظ هذه النماذج على جميع السمات الخارجية للحفريات الأصلية فحسب، بل تم أيضًا تصغيرها لتسهيل دراستها.
غالبًا ما تستخدم المتاحف نسخًا طبق الأصل معقدة لحماية الأعمال الأصلية من الأضرار البيئية أو الحوادث، مع السماح أيضًا بوصول تأثير الفن أو المصنوعات اليدوية إلى جمهور أوسع. على سبيل المثال، استخدم متحف سميثسونيان نسخة طبق الأصل ضخمة مطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد من تمثال توماس جيفرسون الأصلي في مكانها عندما تم نقل المعرض إلى فيرجينيا.
في مجال الهندسة المعمارية، اعتمد المهندسون والمصممون نماذج معمارية مطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد-. تتميز هذه الطريقة بأنها سريعة ومنخفضة-التكلفة وصديقة للبيئة وتؤدي إلى نتائج رائعة. إنه يلبي متطلبات المصمم تمامًا مع توفير كميات كبيرة من المواد.
انعقدت قمة لاهاي للأمن النووي في هولندا في الفترة من 24 إلى 25 مارس 2014. وحضر القمة رؤساء دول من مختلف البلدان، حتى أن بعضهم خصص بعض الوقت للمشاركة في تجمعات وأنشطة مثيرة للاهتمام. على سبيل المثال، حضر الرئيس شي جين بينغ وزوجته بنغ لي يوان مأدبة رسمية استضافها ملك هولندا. وفي الوقت نفسه، قام الرئيس الأمريكي أوباما، الذي كان يحضر القمة أيضًا، بزيارة قاعة معرض الطباعة ثلاثية الأبعاد DUS، وقام بجولة في أكبر مبنى مطبوع ثلاثي الأبعاد في العالم.
أظهر معرض الطباعة ثلاثية الأبعاد إمكانية طباعة أكبر دار طباعة ثلاثية الأبعاد في العالم-. استخدمت الشركة طابعة ثلاثية الأبعاد تسمى KamerMaker، يبلغ ارتفاعها 6 أمتار وموجودة داخل حاوية شحن مهملة. يعمل KamerMaker بشكل مشابه للطابعة المكتبية ثلاثية الأبعاد، حيث يقوم ببثق اللدائن الحرارية في طبقات متواصلة. ويمكن استخدامه أيضًا لطباعة أشياء أصغر حجمًا، مثل المقاعد.
تصنيع:
تحتاج الصناعة التحويلية أيضًا إلى العديد من المنتجات المطبوعة ثلاثية الأبعاد-لأن الطباعة ثلاثية الأبعاد تتفوق كثيرًا على التصنيع التقليدي من حيث التكلفة والسرعة والدقة.. 3تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد-مناسبة تمامًا للإنتاج الضخم، لذلك يمكن للتصنيع الاستفادة منها بشكل كبير، حتى تخفيف المخاوف المتعلقة بمراقبة الجودة.
على سبيل المثال، تسمح ورشة طباعة النماذج ثلاثية الأبعاد التابعة لشركة Microsoft لأقسام التصميم والتصنيع بتحسين المنتجات وتحسينها بعد مرحلة التصميم الأولية. في صناعة السيارات، غالبًا ما يتم استخدام المكونات المطبوعة ثلاثية الأبعاد لاختبار السلامة ومهام أخرى، مما يؤدي إلى تقليل التكاليف مع زيادة الكفاءة.
طباعة السيارات
في 10 أكتوبر 2014، أصبحت أول سيارة مطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد-في العالم حقيقة واقعة. هذه السيارة المطبوعة بمقعدين-ثلاثية الأبعاد-، والتي تحمل اسم "ستراديفاريوس"، تم تصنيعها بواسطة شركة سيارات محلية. وكانت دورة إنتاجها 44 ساعة، ويمكن أن تصل سرعتها القصوى إلى 80 كيلومترا في الساعة. "ستراديفاريوس" مصنوع بالكامل من ألياف الكربون والبلاستيك باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد. يقال إنها تستخدم 40 جزءًا فقط ويتم تشغيلها بالكهرباء، ويستغرق شحنها 3.5 ساعة ويبلغ مداها حوالي 100 كيلومتر.
صناعة المواد الغذائية
في 22 مايو 2013، اختارت ناسا شركة Systems and Materials Research، وهي شركة مقرها في تكساس-، لاستثمار 1.25 مليار دولار في تطوير طابعات ثلاثية الأبعاد قادرة على إنتاج أطعمة "مغذية ولذيذة" لرواد الفضاء.
