الطباعة ثلاثية الأبعاد..إلى أين؟

الطباعة ثلاثية الأبعاد هي إحدى طرق التصنيع الحديثة، حيث يمكن تصنيع منتج ثلاثي اﻷبعاد مجسم وملموس من خلال تصميمه على الحاسوب، ومن ثم طباعته بالطابعة ثلاثية اﻷبعاد.

ويمكن لهذه الطابعة طباعة أو تصنيع منتج معقد جداً وبخامات مختلفة، وتستخدم في مجالات عديدة منها الطيران والفضاء والهندسة والطب والبناء والتعليم والترفيه مثل طباعة الطعام والإكسسوارات.

ووفقًا لتقارير نُشرت عام 2014، من المتوقع نمو إيرادات قطاع الطباعة ثلاثية الأبعاد من 3.07 مليار دولار عام 2013 إلى 12.8 مليار دولار بحلول عام 2018، وأن تتجاوز إيراداته 21 مليار دولار بحلول عام 2020.

تسعى الشركات لاستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لـ 3 أسباب شائعة تشمل:-

– إنتاج نموذج أولي مصغر من المنتج الأصلي بنسبة 24.5%.

– تطوير المنتجات بنسبة 16.1%.

– الابتكار بنسبة 11.1%.

ووجدت دراسة أجرتها مؤسسة الدراسات والأبحاث العالمية “جارتنر” مؤخرًا، أن  37% ممن خضعوا للاستطلاع لديهم طابعة ثلاثية الأبعاد واحدة في منظماتهم، بينما 18% يمتلكون 10 طابعات أو أكثر، وأن متوسط عدد الطابعات في المنظمات بلغ 5.4%.

ما هي الصناعات التي طبقت الطباعة ثلاثية الأبعاد؟

أصدرت “Trend Report” تقريرًا يتناول قطاع الطباعة ثلاثية الأبعاد، والصناعات التي طبقت تلك الطباعة خلال الربع الثالث من هذا العام.

استند التقرير إلى بيانات حصل عليها من منصات خدمات الطباعة ثلاثية الأبعاد، مع أكثر من 7300 من خدمات الطباعة ثلاثية الأبعاد على الإنترنت في 150 دولة.

تشمل الصناعات التي طبقت الطباعة ثلاثية الأبعاد، التصميم الصناعي بنسبة 9.8%، العمارة بنسبة 8.5%، أجهزة الاستشعار بنسبة 8.2%، صناعة الإلكترونيات 4.9%، التعليم العالي بنسبة 4.6%، السلع الاستهلاكية 4.3%، الهندسة الميكانيكية 4.3%، الأجهزة الطبية 4.2%، السيارات 2.9%، تكنولوجيا المعلومات 2.3%، وصناعات أخرى بنسبة 46.1%.

حجم الإنفاق عالميًا

وفقًا لدراسة أجرتها شركة الخدمات المهنية “برايس ووتر هاوس كوبرز”، فإن حجم الإنفاق العالمي على الطابعات ثلاثية الأبعاد ارتفع إلى 11 مليار دولار عام 2015، ومن المقرر أن يرتفع إلى 27 مليار دولار عام 2019.

ويتوقع الفريق الاستشاري زيادة هائلة في سوق الطباعة المنزلية، إذ سوف يُشكل المستهلكون جزءًا كبيرًا من هذا النمو.

وشهد قطاع الطباعة ثلاثية الأبعاد تقدمًا سريعًا مذهلاً، إذ تستخدم  71.1% من شركات التصنيع الأمريكية الطباعة ثلاثية الأبعاد.

وفي حين أن 31.4% من هذه الشركات تستخدم تلك التقنية من أجل إنتاج نماذج أولية سريعة، إلا أن الدراسة أظهرت أن 42% من هذه الشركات تتوقع استخدام تلك التقنية للتصنيع الشامل خلال الـ 3-5 سنوات القادمة، بينما لا تتجاوز عدد الشركات التي تستخدمها حاليًا للتصنيع الشامل سوى 6.6%.

قطاع الرعاية الصحية

تكتسب الطباعة ثلاثية الأبعاد أهمية كبيرة في قطاع الرعاية الصحية بسبب تزايد عدد التطبيقات.

في هذا السياق، بدأت التقنية تكتسب أهمية مؤخرًا في مجال تطبيقات طب الأسنان، وزراعة الأعضاء، والعقاقير، والطباعة الحيوية، وزراعة الأطراف الصناعية.

ومن أهم الأسباب الرئيسية لاستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد في قطاع الرعاية الصحية، إمكانية إنتاج عدد من التطبيقات المُخصصة لأفراد كُثر في وقت واحد، مما يوفر الوقت والطاقة، إضافة إلى تحسين كفاءة التصنيع، والتقدم التكنولوجي الذي يؤدي إلى تحسين التطبيقات.

وغالبًا ما تكون التقنيات الطبية مرتفعة الثمن حين تدخل السوق للمرة الأولى، وتنخفض تكاليفها بمرور الوقت، إلا أن الطباعة ثلاثية الأبعاد تأتي بسعر معقول نسبيًا، مما يعد حلاً للحد من تكاليف الرعاية الصحية المرتفعة.

فعلى سبيل المثال طور الخبراء جلدًا مصنوعًا باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لضحايا الحروق، وجبائر هوائية للرضع الذين يعانون من مشكلات صحية خطيرة في الشعب الهوائية، وتكتسب هذه الجبائر أهمية منذ تصنيعها للمرة الأولى من أجل الأطفال، وتم تصميمها لتنمو مع المريض.

وخضعت تلك الجبائر للاختبار بنجاح على ثلاثة أطفال تتراوح أعمارهم بين 3 أشهر و16 شهرًا في أبريل العام الماضي، ويُمكن انتاجها في غضون ساعات بتكلفة لا تتجاوز 10 دولارات للواحدة.

كما استخدم علماء في جامعة “برنستون” الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنتاج أذن اصطناعية، يُمكنها سماع ترددات الراديو بشكل أبعد من نطاق قدرة الإنسان العادية، وذلك خلال مشروع للجمع بين الإلكترونيات والأنسجة.

وفي عام 2014 طور باحثون طريقة سريعة وغير مكلفة لإنتاج وجه اصطناعي لمرضى سرطان العين الذين خضعوا لجراحة، وذلك باستخدام مسح الوجه والطباعة ثلاثية الأبعاد.

وفي عام 2015 وجد فريق آخر من الباحثين أنه يُمكن زراعة أعضاء قابلة للتحلل الحيوي لعلاج التهابات العظام وسرطان العظام بفعالية أكثر.

ما المتوقع لنمو الصناعة؟

ووفقًا لدراسات، من المتوقع أن تصل سوق الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى 30.19 مليار دولار بحلول عام 2022، بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 28.5٪ بين عامي 2016 و 2022.

وتم تقسيم السوق على أساس الطابعات، وشكل المادة، ونوع المادة، وعملية الطباعة، والتكنولوجيا المُستخدمة، والبرمجيات، والتطبيقات.

ومن المتوقع أن تُشكل الطابعات أكبر حصة في هذا السوق، ويرجع ذلك إلى زيادة الدقة في كل بوصة من الحجم، وسرعة الطباعة، والحاجة إلى التطوير المستمر.