تقليد الطبيعة في الطباعة ثلاثية الأبعاد

لقد نجت الطبيعة لأكثر من 4.5 مليار سنة وكانت دائمًا قادرة على التكيف مع جميع أنواع المواقف، فلماذا لا يمكننا فعل الشيء نفسه؟ حسنًا في الواقع يمكننا ذلك، ويمكن أن تكون الطباعة ثلاثية الأبعاد طريقة للقيام بذلك. وبشكل أكثر تحديدًا، توفر محاكاة الطبيعة حلاً لمشاكلنا حتى دون أن ندرك ذلك، وتجسد كلمات ألبرت أينشتاين الشهيرة، “انظر بعمق في الطبيعة، وبعد ذلك ستفهم كل شيء بشكل أفضل.” ومن الضروري بالتأكيد بالنظر إلى أنه كل يوم، تظهر مشاكل بيئية جديدة أو تزداد سوءًا، مثل تغير المناخ، وإزالة الغابات، وموت عدد كبير من الأنواع، وتدمير الشعاب المرجانية وغير ذلك. ولكن ماذا نعني بالمحاكاة الحيوية وما هو بالضبط دور الطباعة ثلاثية الأبعاد في كل هذا؟

ما هو تقليد الطبيعة؟

تتكون كلمة محاكاة الطبيعة، والمعروفة أيضًا باسم المحاكاة الحيوية، من bio ، والتي تعني الطبيعة، والمحاكاة / التقليد، مما يعني التقليد. تشير هذه المصطلحات إلى طريقة للتعلم من الطبيعة ودمج هياكلها أو حلولها في التصميمات البشرية. وقد سبق توضيح ذلك من قبل، على سبيل المثال مع رقم فيبوناتشي، أو النسبة الذهبية، أو أجنحة الطائرة التي تحاكي الطيور. حتى واحدة من المعالم الأثرية الأكثر زيارة في إسبانيا، Sagrada Familia ، بأعمدتها التي صممها Gaudí ، تحاكي بنية الغابات.

علاوة على ذلك، هناك العديد من الاختراعات الأخرى التي كانت الطبيعة فيها أكبر مصدر للإلهام. خذ الفي لكرو على سبيل المثال. تم تطويره من قبل مخترعه السويسري لأنه عندما كان يسير في الريف مع كلبه، علقت أشواك الأشواك في سرواله وفي فرو الحيوان. وعلى الرغم من أنها لم تكن شائعة في البداية، إلا أن وكالة ناسا استخدمتها لاحقًا في رحلاتها الفضائية. الآن، مع الطباعة ثلاثية الأبعاد، أصبحت محاكاة الطبيعة أسهل من أي وقت مضى بفضل قدرتها على إنشاء أشكال هندسية معقدة، مما يجعل السماء هي الحد الأقصى للعديد من المشاريع الجديدة.

دور الطباعة ثلاثية الأبعاد في محاكاة الطبيعة

كما ذكرنا، يتم الجمع بين التقليد الحيوي والطباعة ثلاثية الأبعاد بشكل متزايد، خاصة مع تطوير مواد جديدة أكثر طبيعية ويتم إدخال أنماط أو هياكل جديدة في تصميم الأجزاء. وبشكل أكثر تحديدًا، هذه القدرة على محاكاة الطبيعة هي التي تلعب فيها الطباعة ثلاثية الأبعاد دورًا كبيرًا. علاوة على ذلك، هذا قابل للتطبيق في مجموعة متنوعة من الصناعات مثل الهندسة المعمارية والسلع الاستهلاكية والأزياء.

أحد الأمثلة على ذلك هو إنشاء حذاء محاكاة بيولوجي مطبوع ثلاثي الأبعاد باستخدام تقنية SLS TPE المرنة، وهي مادة توفر راحة ومرونة كبيرتين. هذا التصميم الأصلي، كما هو موضح أدناه، يذكرنا بالجذور والحياة. مشروع آخر هو روبوت السمندر الذي يمكنه السباحة تحت الماء أو الزحف كما لو كان سمندلًا حقيقيًا. يطلق عليه Pleurodont وقد تم تطويره من قبل المدرسة الفيدرالية للفنون التطبيقية في لوزان (EPFL) في سويسرا. تم إنشاء الروبوت بعظام مطبوعة ثلاثية الأبعاد ومفاصل آلية تحاكي حركات السندل.

الهياكل الشبكية في الطباعة ثلاثية الأبعاد

ولكن هذا ليس كل شيء. الهيكل الشبكي، المستخدم كثيرًا في الطباعة ثلاثية الأبعاد، مستوحى من الطبيعة. ربما تكون قد رأيت هذا الشكل في العديد من المنتجات، فهو يذكرنا بهيكل قرص العسل، وعند تطبيقه في مشاريع مختلفة، يكون له خصائص توسيد. على سبيل المثال، استخدمتها العلامة التجارية الرياضية الشهيرة Adidas في أحذية 4DFWD، والتي تم طباعتها ثلاثية الأبعاد باستخدام تقنية الكربون ومادة طباعة ثلاثية الأبعاد قائمة على أساس حيوي بنسبة 40٪. ربما تكون قد شاهدتها أيضًا في مشاريع مثل خوذة لراكبي الدراجات أو حقيبة ظهر مزودة بشبكة ممتصة للصدمات لتوفير راحة أكبر للأشخاص عند حمل الأحمال أثناء المشي لمسافات طويلة. بالإضافة إلى توفير مزيد من الراحة، تستخدم هذه الطريقة أيضًا مواد أقل وتحسن الوزن الإجمالي للكائن.

في الصورة أعلاه على اليسار، يمكنك رؤية واحدة من أكثر الخوذات أمانًا لراكبي الدراجات. في الصورة المجاورة لها، حقيبة ظهر بها شبكة ممتصة للصدمات. في الصورة أدناه، حذاء Adidas 4DFWD.

أخيرًا، دعنا نختتمها بمثال أخير موضح أيضًا في صورة الغلاف. هذا البناء الرائع يسمى “برج الحياة”. يقع في السنغال وكما ترون فهو يقلد البابا. يتمتع البرج بنظام بيئي مستقل يولد فيه طاقة أكثر مما ينتج بفضل هيكله الخارجي الذي يخلق مناخًا محليًا وزجاجًا ضوئيًا يولد الكهرباء وخزانًا في الأساسات ومفاعل حيوي قادر على تحويل النفايات العضوية إلى طاقة. أفضل جزء هو أن البرج بأكمله مطبوع ثلاثي الأبعاد بالتربة المحلية.

تقليد الطبيعة في كل مكان والطباعة ثلاثية الأبعاد هي عملية تتيح لنا تحقيق ذلك. إذا كنت ترغب في معرفة المزيد، يمكنك العثور أدناه على مقطع فيديو حول التقليد الحيوي في الطباعة ثلاثية الأبعاد.

المصدر: 3dnatives

شاهد المزيد:

طباعة تي شيرتات بولو
ورق خطابات
طباعة كروت شخصية
طباعة ورق
طباعة ميدليات
طباعة لوحات
بطاقات شكر
طباعة كوبونات
كروت للموظفين
بطاقات بلاستيكية