استمعت إليه: أسماء الغيلانية
“بأقل التكاليف يمكنك الآن بناء بيت على القمر أو المريخ، وتستطيع صناعة أطراف صناعية حسب الطلب”، البشارة العلمية السابقة جاءت على لسان المهندس عبدالله بن زاهر العمراني في قسم الهندسة الميكانيكية والصناعية، بكلية الهندسة.
لكن كيف ستبني هذا البيت القمري، وما طريقة نقل مواد البناء، وماذا عن تصنيع “قدم أو يد صناعية” حسب الطلب؟ الحوار الآتي مع “العمراني” يُقدم لنا جميع الإجابات.
ـ ما حقيقة بناء بيوت وجسور على القمر بكل سهولة؟
يمكن حاليًّا طباعة البيوت والجسور باستخدام طابعاتٍ ثلاثية الأبعاد بأحجامها الحقيقية في أوقات قياسية جدًّا وبأسعار قليلة، وتتيح هذه التقنية بناء منازل على سطح القمر والمريخ والكواكب الأخرى، نظرًا لأن المشكلة الأساسية تكمن في تكلفة نقل المواد الخام التي ستُكلِّف المليارات لبناءِ بيتٍ واحد، ولكن بمجرد نقل الطابعة واستخدام المواد المتوفرة في الكواكب ستتم عملية البناء بكل سهولة ويسر، وكإحدى المميزات والتطبيقات المستقبلية للطباعة الثلاثية الأبعاد سوف يكون هنالك تخصص في الرعاية الصحية لطباعة الأطراف الاصطناعية والعقاقير الدوائية والأعضاء المصنّعة بحسب الطلب، قد تخفّض هذه التكنولوجيا التكاليف من خلال التداخل في عمل سلاسل الإمداد والتوريد وخفض تكاليف إنتاج الأجهزة الطبية والأدوات الجراحية وبعض المنتجات الأخرى الخاصة بالرعاية الصحية.
ـ إذن ماذا عن الطابعة ثلاثية الأبعاد؟
هي إحدى التقنيات الحديثة التي تستخدم لإنتاج الأشكال المجسمة ثلاثية الأبعاد، وتعتمد هذه التقنية على تقسيم التصاميم الهندسية إلى طبقات صغيرة جدًّا باستخدام برامج حاسوبية، بحيث يتم طباعة طبقة فوق الأخرى حتى يتكون الشكل النهائي ولذلك يطلق على هذه التقنية (التصنيع بالإضافة)، ويمكن للطابعات ثلاثية اﻷبعاد تصنيع منتجات متداخلة ومعقدة التركيب باستخدام خامات مختلفة، مثل: خيوط البلاستيك (PLA,ABS) وبودرة الحديد والتيتانيوم والفضة، ويمكن أيضًا استخدامها لطباعة الأشكال الكبيرة جدًّا مثل المنازل القابلة للعيش فيها وذلك باستخدام مواد أسمنتية وخلطات لها المقدرة على مقاومة الحرارة والرطوبة، كما تُستخدم في مجالات عديدة منها الطيران والفضاء والهندسة والطب والبناء والتعليم.
ـ ما هي استخداماتها في مجال التعليم؟
تتيح الطابعات ثلاثية الأبعاد للطلبة والباحثين في جامعة السلطان قابوس، إمكانية تصنيع النماذج الأولية للأشكال الهندسية التي تم تصميمها على أجهزة الحساب الآلي باستخدام برامج التصميم المختلفة، بحيث تمكِّنهم من ملامسة الشكل المطلوب ملامسة حقيقية ودراسته وتطويره، كونها طريقة سهلة وسريعة مقارنة بالتقنيات الأخرى. كما أتاحت للباحثين إمكانية تصنيع وتطوير أفكارهم الجديدة بكل سهولة وبتكلفة معقولة جدًّا وذلك باستخدام مواد مختلفة في عملية التصنيع مثل البلاستيك والمعادن والمواد الأخرى.
. أين وصلت الجامعة في هذا المجال؟
تتوفر في جامعة السلطان قابوس، تحديدًا في كلية الهندسة، طابعات ثلاثية الأبعاد تستخدم تقنية (FDM) Fused Deposition Modeling، وهي تقنية يُستخدم فيها خيط من البلاستيك بحيث يتم سحبه من البكرة ليغذي فوهة التدفق (Extruder) التي تتحكم في سريان المادة البلاستيكية بوقفه أو تشغيله، ويتم تسخين الفوهة حتى ينصهر البلاستيك على 245 درجة سيليزية وتتحرك الفوهة في محورين السيني والصادي (X-axis. Y-axis) بوساطة آلية ميكانيكية تعمل بالتَّحكم الرقمي، أما البعد الثالث فهو المحور العمودي (Z-axis) الذي يتحكم بمستوى منصة الطابعة من خلال إنزالها تدريجيًّا حتى يتكون الشكل النهائي.
هنالك عدة محاولات لتصنيع وتجميع الطابعات ثلاثية الأبعاد في حرم الجامعة قام بها الطلبة كمشاريع تخرج شاركوا بها في مناسبات مختلفة.
. كيف يمكن أن تستفيد الجامعة من تقنية “التصنيع بالإضافة”؟
هناك العديد من المجالات التي يمكن فيها استخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد، ولكنها تُستخدم بكثرة في مجال الطب في طباعة الأطراف الاصطناعية للمرضى، وأيضًا في مجال إعادة طباعة التحف والآثار التاريخية. كونها طريقة تتيح إنتاج النماذج بكل دقة وسهولة، وأيضا لها العديد من الاستخدامات في المجال الهندسي ولاسيما في تصنيع القطع المعقدة والتي يصعب تصنيعها بالطرق التقليدية.
ـ ما الجدوى الاقتصادية من استخدام هذه التقنية؟
تبلغ الأهمية الكبرى من استخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد في سهولة تصنيع الأشكال المعقدة بدقة وجودة عالية وبأسعار معقولة جدًّا وفي وقت قصير مقارنة بالتقنيات الأخرى، بحيث يمكن استخدامها خلال الفصول الدراسية لتصنيع المشاريع الطلابية بعد الانتهاء من رسمها وتصميمها في برامج التصميم المختلفة مثل AutoCAD وSolid Work.
ـ ما حدود استخدام الطباعة الثلاثية الأبعاد؟
لا حدود للإبداع البشري في هذا المجال، فالأبحاث والتجارب مازالت قائمة في تطوير وتبسيط طرق التصنيع والمواد المستخدمة، مثل: المعادن والزجاج والأسمنت والمواد الغذائية، أو حتى في استخدام الخلايا البشرية وزراعتها في جسم الإنسان.