أول عملية طباعة ثلاثية الأبعاد تم اختراعها كانت الطباعة الحجرية المجسمة، وهي طريقة يتم فيها تقوية البوليمر الحساس للضوء عن طريق الليزر، مما يضع البلاستيك في مقدمة السوق منذ البداية. شيء استمر حتى يومنا هذا. في الواقع، وفقًا لدراسة أجرتها IDTechEx ، بعنوان “تصنيع المواد المضافة للبوليمر 2023-2033: التكنولوجيا وتوقعات السوق”، تقدر قيمة طباعة البوليمر ثلاثية الأبعاد بـ 21 مليار دولار في عام 2033. ولفهم هذا النمو، لا يكفي أن نقول إن البوليمرات كانت دائمًا كانت جزءًا من الطباعة ثلاثية الأبعاد، ولكن لإلقاء نظرة على الابتكارات التي تحلم بها في السنوات الأخيرة. المزيد والمزيد من اللاعبين يقدمون أشكالًا أخرى من المواد مثل الرغاوى أو المواد المركبة أو المواد الحرارية اللزجة. الأمر نفسه ينطبق على تقنيات الطباعة الجديدة – يتبادر إلى الذهن الطباعة ثلاثية الأبعاد الحجمية. ولكن ما الذي يدفع نمو سوق طباعة البلاستيك؟ وما هي العوائق المتبقية؟
يبدأ تقرير IDTechEx بتجزئة تصنيع مادة البوليمر المضافة السوق حسب التكنولوجيا والمواد – كما ترى من الرسم البياني أدناه، هناك العديد من عمليات الطباعة، وبالتالي مضاعفة عروض المواد. خيوط، راتين، مسحوق، حبيبات: من المثير للاهتمام ملاحظة أنه من المتوقع أن تنمو مساحيق البوليمر بسرعة خلال فترة التحليل. يمكن أن تُعزى هذه الزيادة إلى الخصائص التي توفرها هذه المواد البلاستيكية – فهي في أغلب الأحيان تسمى البوليمرات التقنية التي تستخدم بشكل أساسي في التطبيقات الصناعية. في الواقع، يؤكد التقرير أن المستخدمين يركزون أكثر على الإنتاج النهائي، على حساب النماذج الأولية السريعة. علاوة على ذلك، يتمتع هؤلاء المستخدمون بمعرفة أفضل بالتقنيات، مما يسمح لهم بالتحرك نحو تطبيقات ذات قيمة مضافة عالية مثل تصنيع الأجزاء المصنوعة حسب الطلب، بأحجام كبيرة إلى حد ما. لكن،
الابتكارات التكنولوجية
ما يثير الاهتمام في الدراسة التي اقترحتها الشركة هو ملاحظة المكانة التي تحتلها الشركات الناشئة في هذا السوق: بينما يواصل اللاعبون التاريخيون مثل 3D Systems أو Stratasys إستراتيجية الابتكار الخاصة بهم، تظهر المبادرات حول المواد الجديدة أو عمليات الطباعة الأسرع أو الأكثر كفاءة. الهدف من هذه الشركات الناشئة هو دفع إمكانات تصنيع المواد المضافة للبوليمر، من خلال تحسين كل رابط في سلسلة القيمة – البرامج والآلات والمواد والمعالجة اللاحقة وما إلى ذلك. حددت الدراسة “مبتكرين” في هذه القطاعات المختلفة – تسعة إلى كن دقيقًا – ويوضح كيف يمكن للسوق الاستفادة من هذه التطورات للنمو. من الواضح أن هذه توقعات، وسيكون من المثير للاهتمام أن نرى في السنوات القليلة المقبلة كيف أثرت هذه الشركات الناشئة حقًا على تصنيع المواد المضافة للبوليمر.
إحدى هذه الشركات الناشئة هي Evolve Additive Solutions التي طورت عملية تسمى STEP لعملية اللدائن الحرارية الكهروضوئية الانتقائية. يحتوي على 3 خطوات: التصوير والمحاذاة والاندماج. للخطوة الأولى، تستخدم الآلة محرك تصوير كهربائي ثنائي الأبعاد. في الواقع، جمعت الشركة الناشئة بعض خصائص تصفيح الألواح والطباعة ثلاثية الأبعاد ودمج طبقة المسحوق، مما سمح لها بتحقيق سرعة تصنيع كبيرة، مع التنافس مع معدلات القولبة بالحقن. بطبيعة الحال، فإن التكنولوجيا التي تقدم أحجامًا أكبر بسرعة ستثير اهتمام السوق. مواكبةً للتقنيات، يسلط التقرير الضوء على الشركات الناشئة مثل Readily3D أو Xolo التي تعتمد على طريقة الطباعة الحجمية. بدلاً من تصميم جزء طبقة، يتم إنشاؤه في خطوة واحدة.
سوق الطباعة البوليمرية ثلاثية الأبعاد مدفوعة بالمواد
تركز الدراسة بشكل خاص على مواد البوليمر في السوق، مشيرة إلى أن عائداتها ستتجاوز بكثير عوائد الأجهزة. في الواقع، ستبلغ قيمة المواد 15 مليار دولار بحلول عام 2033. في هذا المكان، الهدف هو مواجهة تحديات الأداء وكذلك الاستدامة: الجانب البيئي للبوليمرات المطورة هو الآن قضية رئيسية. لذلك ليس من المستغرب أن نرى زيادة في الخيوط المعاد تدويرها والقابلة لإعادة التدوير، والتي غالبًا ما تكون مصنوعة من النفايات البلاستيكية المستصلحة.
جانب آخر مهم هو جانب الأداء: ما هي خصائص المادة التي يمكن دمجها؟ ما هي احتياجات الشركات المصنعة اليوم وكيف تلبي مطالبهم؟ أحد الأمثلة الواردة في التقرير هو شركة Tiamet3D الناشئة، التي طورت مركبًا يعتمد على PLA والماس النانو. الهدف هو توفير مادة مقاومة ويمكن الوصول إليها لمستخدمي السوق. هناك، بالطبع، العديد من الأمثلة الأخرى، مع الشركات المصنعة التي تقدم مواد أفضل – مقاومة اللهب، مع خصائص ESD، إلخ. شيء واحد مؤكد، سوق الطباعة ثلاثية الأبعاد من البوليمر أمامها مستقبل مشرق للغاية! إذا كنت ترغب في معرفة المزيد، اقرأ الدراسة الكاملة هنا.
المصدر: 3dnatives
شاهد ايضا: