قراءنا الكرام،،
مع تطور تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد D Printing)3) لم يعد أي شيء يطمح إليه الإنسان مستبعَدًا، وأصبحت آفاق المستقبل تحمل فرصًا ومساحات إبداعية أكبر بكثير مما عرفه العالم، بل وربما أكبر مما يمكن تخيله، إن حديثنا اليوم عن ثورة تكنولوجية تغير وجه العالم وتعيد تشكيل خريطته الاقتصادية، كما تفتح افاق رحبة لإمكانات وقدرات غير مسبوقة.
نتمنى أن تنال نشرتنا اهتمامكم، وأن تُثري معارفكم.
—————————————————————
القسم الأول: أرقام وأفـــــكار كارتونيــــة
القسم الثاني: الطباعة ثلاثية الأبعاد والاستدامة
القسم الثالث: الطباعة ثلاثية الأبعاد والتصنيع الإضافي
الفسم الرابع: الطباعة ثلاثية الأبعاد للأطعمة
القسم الخامس: طباعة المباني وابتكار فنون العمارة
القسم السادس: الرعاية الصحية في ظل الطباعة ثلاثية الأبعاد
القسم السابع: الموضة في عصر الطباعة ثلاثية الأبعاد
القسم الثامن: مفاهيــــــــم تنمويــــــــــة
الفسم التاسع: أحداث وفعاليات هامة
التأثير الاقتصادي للطباعة ثلاثية الأبعاد
يتوقع التقرير الصادر عن شركة “كيرني” (Kearney) الأمريكية للاستشارات الإدارية، والمعنون بـ”الطباعة ثلاثية الأبعاد ومستقبل الاقتصاد الأمريكي” أن تؤدي تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى خلق ملايين الوظائف في قطاع التصنيع، وهو ما من شأنه أن يُحدث موجة من النمو الاقتصادي عبر القطاعات الصناعية المختلفة.
توفر الطباعة ثلاثية الأبعاد نحو 80 تريليون دولار أمريكي للاقتصاد العالمي، مقارنة بنحو 12.8 تريليون دولار أمريكي من عمليات التصنيع التقليدية.
وعلى صعيد الاقتصاد الأمريكي، توفر الطباعة ثلاثية الأبعاد نحو 8.8 مليارات دولار أمريكي، ومن المتوقع أن توفر نحو 26 مليار دولار أمريكي خلال عام 2021.
قطاعات ذات الصلة بالطباعة ثلاثية الأبعاد
في السنوات العشر القادمة، يمكن أن تؤثر تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد على نحو 42% من إنتاج خمسة قطاعات رئيسة، بقيمة إجمالية تتراوح ما بين 300 إلى 900 مليار دولار أمريكي، وهذه القطاعات هي: الصناعة، والسيارات، والمنتجات الاستهلاكية، والرعاية الصحية والأجهزة الطبية، وصناعة الطيران.
وظائف بحلول عام 2027
تتراوح قدرة التصنيع ثلاثي الأبعاد على خلق ما بين 3 إلى 5 ملايين وظيفة جديدة في الولايات المتحدة الأمريكية، جنبًا إلى جنب مع 1.7 إلى 2.8 مليون وظيفة جديدة، ويأتي ذلك على النحو التالي:
6 ملايين و557 ألف وظيفة في قطاع الصناعات.
988 ألف وظيفة في قطاع المنتجات الاستهلاكية.
918 ألف وظيفة في قطاع السيارات.
593 ألف وظيفة في قطاع الأجهزة الطبية والرعاية الصحية.
350 ألف وظيفة في مجال الفضاء.
وتصنيف الوظائف طبقًا للفئة على النحو الآتي:
من 5.3 ملايين وظيفة عملية في عام 2017 إلى 7.6 ملايين وظيفة عام 2027 بزيادة قدرها 42%.
من 0.8 مليون وظيفة في مجال الهندسة عام 2017 إلى 1.3 مليون وظيفة عام 2027 بزيادة قدرها 64%.
من 0.9 ملايين وظيفة لوجستية في عام 2017 إلى 1.1 مليون وظيفة عام 2027 بزيادة قدرها 21%.
طوبة جديدة في سور الصين العظيم
ينمو التصنيع الإضافي بوتيرة سريعة في الصين؛ نتيجة لاستخدام الطباعات ثلاثية الأبعاد، والتي تعمل باستمرار وبكفاءة عالية، وتجدر الإشارة إلى أن تلك الطباعات تتطلب متابعة من حين لآخر من قِبل المشرفين عليها؛ لتزويدها بالمسحوق الذي تستخدمه كالأحبار، ولكن بصرف النظر عن ذلك يمكنها إنهاء العمل بمفردها.
الطباعة ثلاثية الأبعاد للأطعمة
بدأ استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد بنجاح في قطاع الأغذية منذ عام 2000؛ لتصنيع الأطعمة ذات الأشكال الهندسية المعقدة، والمحتويات الغذائية والملمس المصممين خصوصًا حسب الطلب، وتُعدُّ الطباعة ثلاثية الأبعاد فرصة لتطوير استراتيجيات تصنيع جديدة للأغذية، بالإضافة إلى كونها وسيلة لزيادة استدامة سلاسل التوريد الغذائي.
وكالة ناسا للفضاء من المستخدمين الرئيسين للطباعة ثلاثية الأبعاد
تُعدُّ وكالة ناسا من المؤيدين الرئيسين للطباعة ثلاثية الأبعاد؛ حيث قامت الطباعة الثلاثية التابعة لمحطة الفضاء الدولية بتصنيع أول كائن مطبوع ثلاثي الأبعاد في الفضاء عام 2014، وبالتالي فهي قادرة على تصنيع قطع غيار للعناصر المهمة، وإنهاء مهام تقنية متعددة في الفضاء، دون الحاجة إلى الاستعانة بإمدادات من كوكب الأرض؛ مما يمهد الطريق لبعثات فضائية طويلة المدى في المستقبل.
نحو تصنيع إضافي أكثر استدامة
في الوقت الذي يبذل فيه مطورو الإنتاج، وشركات الطباعة ثلاثية الأبعاد قصارى جهدهم للاستمرار في طرح منتجات جديدة، وآليات متطورة في الأسواق، فإن هناك عاملًا مشتركًا يأتي على رأس هذه الجهود، ويستوجب الالتفات إلى أهميته، وهو عامل الاستدامة.
فعلى الرغم من اهتمام الشركات المنتجة للبلاستيك بتوسيع أنشطتها، فإنها تعمل في الوقت نفسه على تتبع مدى تأثير تلك الأنشطة على البيئة، والكوكب، فضلًا عن السعي المستمر إلى إيجاد أفضل السبل لمواجهة التحديات الرئيسة التي يواجهها العالم؛ مثل: التلوث، والتغير المناخي.
في هذا السياق، تعمل شركتا “جوجيربوت” (JuggerBot) الأمريكية – هي شركة بناء وتصميم أفضل الطابعات، ووضع حلول للطباعة ثلاثية الأبعاد في العالم – وشركة تصنيع المواد الخام الألمانية “كوفسترو” (Covestro)على أن تكونا جزءًا من تحقيق الاستدامة، وذلك من خلال العمل معًا نحو تشكيل مستقبل أكثر دائرية لتحقيق الأهداف المنشودة.
تمثلت البداية في قيام شركة “كوفسترو” بالتعاون مع شركة “جوجيربوت” لتصنيع طابعة ثلاثية الأبعاد، تعمل وفقًا لاستراتيجيات إعادة التدوير، كما تتخذ شركة “كوفسترو” نهجًا استباقيًّا تجاه المشكلات البيئية، وذلك انطلاقًا من استراتيجية الشركة التي تستهدف تشكيل اقتصاد دائري، يعمل بدوره على إعادة تدوير المواد البلاستيكية المستخدمة في الإنتاج.
يتكون هذا النهج الدائري من عدة أجزاء يتمثل أبرزها في، تغيير الثقافة البشرية، وذلك من خلال فهم كامل لدورة حياة المواد، والمواد الحيوية الجديدة، وتقنيات إعادة التدوير، بما في ذلك التأثير البيئي للطباعة ثلاثية الأبعاد.
ختامًا، تهدف شركة “كوفسترو” أيضًا إلى تعظيم استخدام الموارد المحدودة، وتصنيع البلاستيك بطريقة مستدامة بيئيًّا، ومحايدة مناخيًّا؛ عن طريق استخدام مواد خام بديلة، ومصادر طاقة متجددة، بالإضافة إلى ابتكار عمليات إعادة تدوير جديدة للمواد المستخدمة.
كيف تُخفض منصة متحركة للطباعة ثلاثة الأبعاد الفاقد والتكاليف؟
تتمتع الطباعة ثلاثية الأبعاد بإمكانات هائلة، كالقدرة على إحداث ثورة في تصميم المنتجات، وتصنيعها في مختلف المجالات، بداية من مكونات المنتجات الاستهلاكية، إلى منتجات طب الأسنان ثلاثية الأبعاد، وغيرها من الأدوات الطبية التي يمكن أن تُسهم في إنقاذ الأرواح، وتقدم البشرية.
في المقابل، وعلى الرغم من الإمكانات الهائلة التي توفرها الطباعة ثلاثية الأبعاد، فإن هذه العملية تخلق أيضًا كميات كبيرة من النفايات باهظة الثمن، وغير المستدامة، والتي تستغرق وقتًا طويلًا لمعالجتها، والتخلص منها؛ مما يجعل من الصعب تطبيق تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد على نطاق واسع.
في هذا السياق، وللمرة الأولى من نوعها، توصّلت مجموعة من باحثي قسم الهندسة الصناعية في جامعة كاليفورنيا الجنوبية -جامعة أمريكية بحثية- بابتكار طريقة منخفضة التكلفة للتصدي لنفايات الطباعة ثلاثية الأبعاد، وبموجب تلك الطريقة يمكن إعادة استخدام تلك النفايات مرة أخرى.
تتضمن تلك الطريقة المبتكرة نموذجًا أوليًّا يعمل على تقليل الحاجة إلى الطابعات ثلاثية الأبعاد لطباعة المواد، والدعامات المهدرة أثناء الطباعة؛ مما يؤدي إلى تحسين فعّالية تكلفة الطباعة في مجملها، ومن ثمَّ تحقيق الاستدامة البيئية بشكل كبير للطباعة ثلاثية الأبعاد.
على عكس الطباعة التقليدية ثلاثية الأبعاد، فإن الابتكار الجديد جعل عمليات الطباعة ثلاثية الأبعاد وكأنها سطحًا قابلًا للبرمجة، ومن اليسير التحكم فيه ديناميكيًّا بسهولة.
ختامًا، تشير التقديرات إلى أن استخدام النموذج الأوليّ في الطباعة ثلاثية الأبعاد الجديدة سوف يعمل على توفير نحو 35% من إجمالي المواد المستخدمة في عمليات طباعة الأشياء.
هينكل: الطباعة ثلاثية الأبعاد تقود إلى الاستدامة بتحقيق نفايات صفرية
بالتزامن مع جميع الخطوات والجهود الأولية نحو تعزيز الاستدامة، والحفاظ على البيئة، تسعى شركة “هينكل” (Henkel) إلى تعزيز الاستدامة، و إعادة تصميم دورات حياة الموارد، وذلك من خلال تحقيق “صفر نفايات” (Zero Waste to Landfill, ZWTL).
استطاعت منشأة “ديكسون” (Dixon) التابعة لشركة “هينكل” في ولاية “كاليفورنيا” بالولايات المتحدة الأمريكية، والتي تُعد المركز العالمي للتميز في تصنيع الراتنجات – عبارة عن صمغ، أو مواد لاصقة تستخدم ضمن المواد الداخلة في الطباعة ثلاثية الأبعاد – للطباعة ثلاثية الأبعاد، تحقيق صفرٍ من نفايات الإنتاج.
كما تشتمل نفايات الإنتاج في الواقع على مجموعة متنوعة من المواد غير الخطرة، بما في ذلك الورق المقوى، ومواد التغليف الأخرى التي تتم إعادة تدويرها، والتي كانت حتى وقت قريب ليس من السهل إعادة تدويرها.
في هذا السياق، ومع تطوير القدرات، والعمليات التجارية الجديدة، فقد أثبتت “هينكل” أن أبرز فروعها، وعملائها أصبحوا بإمكانهم معالجة مواد إضافية لاستعادة الطاقة؛ مما يمكّن المنشأة من الوصول إلى هدفها تمامًا المتمثل في تحقيق “صفر نفايات”.
ختامًا، تهدف استراتيجية الاستدامة الخاصة بشركة “هينكل” إلى خلق قيمة مضافة من خلال أنشطتها التجارية؛ حيثُ تطمح الشركة بحلول عام 2030، مضاعفة القيمة المضافة التي تولّدها منتجات الشركة، وخدماتها نحو ثلاثة أضعاف، لتصبح أكثر كفاءة في نهجها للعمليات الإنتاجية التي تقوم بها، مع التركيز على ثلاثة مجالات رئيسية؛ بما في ذلك: “الطاقة والمناخ”، و “المواد والنفايات”، و “المياه والصرف الصحي”.
“بصمة” الطباعة ثلاثية الأبعاد تتسم بالدقة بنسبة 92%
تتمثل أهمية الطباعة ثلاثية الأبعاد في قدرة تقنياتها على تحويل، وطباعة كل شيء، بداية من الفن والأزياء، وحتى المنتجات المستخدمة في مجالات الطب وخاصة طب الأسنان، وأجهزة الرعاية الطبية، وصناعات السيارات، والآلات الأخرى المتحركة، وغيرها؛ حيثُ يمكن لذلك الشيء السحري خلق الأشياء من العدم.
في المقابل، فإن هذه التكنولوجيا سريعة التطور، والمعروفة أيضًا باسم “التصنيع الإضافي”، لها من الأضرار، والجوانب السلبية ما يمكن أن تهدد بدورها حقوق الملكية الفكرية، ومن ثمَّ الأمن القومي.
جدير بالذكر أن الحاجة إلى البحث حول كيفية تقليل الاستخدام غير المشروع للطباعات ثلاثية الأبعاد تتزايد، وانطلاقًا من ذلك، يعمل أحد أعضاء الفريق البحثي “زانجبن جين” (Zhanpeng Jin)، الحاصل على درجة الدكتوراة، والأستاذ المساعد في قسم علوم وهندسة الكمبيوتر في جامعة “بوفالو” بولاية نيويورك الأمريكية، على ابتكار أفضل الطرق لتتبع أصل العناصر المطبوعة ثلاثية الأبعاد.
في إطار ذلك، جاء التحليل الرئيس لـ “زانجبن جين” في أنه ما دام امتلك الأشخاص التصميم الرقمي لعنصر ما، والذي يقدم مسبقًا لبرنامج التشغيل، ويستطيع الشخص الحصول عليه من خلال أحد المصادر المفتوحة على الإنترنت، فإنه يمكن للأشخاص في هذه الحالة طباعة أي شيء يرغبون في الحصول عليه، بداية من طباعة أجزاء الكمبيوتر، وحتى الأسلحة النارية، والمعدات الهجومية.
وبالتالي، هناك إشكالية رئيسة تكمن في كيفية حماية حقوق الملكية الفكرية من قيام شخص ما بطباعة التصميم نفسه باستخدام طابعته الخاصة؛ حيثُ يوضح الباحث هنا رغبته في البحث عن آلية تمكن الطابعة الخاصة من القيام بإجراء التصميم المستهدف بدلًا من الاعتماد على الطابعات الأخرى ثلاثية الأبعاد.
في هذا السياق، يوضح “زانجبن جين” أن الطباعات ثلاثية الأبعاد تعمل من خلال بناء عناصر ثلاثية الأبعاد، ويتم إنشاء تلك العناصر باستخدام العمليات المتلاحقة، كما يتم إنشاء ملف رقمي ثلاثي الأبعاد للعنصر المراد طباعته.
كما يشير “زانجبن جين” إلى أن الطباعة ثلاثية الأبعاد تقوم بإنشاء العنصر عن طريق وضع طبقات متعاقبة من المواد لحين الحصول على الجسم كاملًا، وتظهر تلك الطبقات على شكل شرائح رقيقة متعاقبة بالمقطع العرضي للجسم، وفقًا للتصميم الرقمي لنموذج ثلاثي الأبعاد الخاص بالعنصر.
وعليه، يشير الفريق البحثي أن النهاية النافثة للحبر الملحقة بالطابعة ثلاثية الأبعاد لها خصائص تسخين فريدة خاصة به، والتي تؤثر بدورها على الطريقة الدقيقة التي يتم بها إنشاء النموذج ثلاثي الأبعاد.
في هذا الإطار، فإن الآلية التي يمكن أن تتم بها حماية حقوق الملكية الفكرية تتمثل في استخدام هذه الخصائص الديناميكية الحرارية لتحديد النافث المحدد، وبالتالي، تحديد نموذج الطباعة ثلاثية الأبعاد بشكل فريد، ودقيق تمامًا مثل بصمة الإنسان، أو كما يسميها الباحث (Thermo Tag).
ختامًا، يقترح الفريق البحثي برمته أن تحتوي كل طابعة ثلاثية الأبعاد على ميزات فريدة لبصمات الأصابع، تتميز بالخصائص الديناميكية الحرارية للطرف الساخن للطارد، أو النافث للحبر الذي تعمل من خلاله الطابعة، والتي يمكن استخدامها كطريقة جديدة للعلامة المائية ثلاثية الأبعاد.
طفرة في النرويج للحفاظ على الملكية الفكرية عند الطباعة ثلاثية الأبعاد
في النرويج، عندما يتعلق الأمر باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد في العمل، فلا بد من التريث لاتخاذ جميع الإجراءات اللازمة للتغلب على واحدة من أكبر العقبات التي تواجه التصنيع الإضافي، والتي تتمثل في كيفية حماية حقوق الملكية الفكرية في البلاد.
في إطار ذلك، دخلت الشركة النرويجية الناشئة “فيلدميد” (Fieldmade)، في اتفاق “مشروع تصنيع مشترك” (Joint Industry Project, JIP) مع كل من شركة النفط النرويجية “إكوينور” (Equinor)، وشركة الطاقة “سيمنز” (Siemens Energy) الألمانية متعددة الجنسيات، للعمل معًا من أجل ترقية النظام البيئي لتسريع عملية التحول الرقمي بالبلاد.
كما يمكن أن يصبح هذا الاتفاق بمثابة إثبات لمفهوم التعاون المتشعب في قطاع الطاقة ؛ فضلًا عن هدفه المتمثل في الجمع بين “الشركة المصنعة للمعدات الأصلية” (Original Equipment Manufacturer, OEM) ووجهات نظر المستخدمين لهذه المنتجات.
اتصالًا، فإن الرئيس التنفيذي للشركة النرويجية الناشئة “فيلدميد” يؤكد تطور التصنيع الإضافي في بلاده إلى الحد الذي يمكن النرويج من خلاله طباعة معظم الأجزاء، والقطع المهمة التي يحتاج إليها المستخدمون النهائيون في قطاع الطاقة مثل، احتياجات شركة النفط النرويجية “إكوينور”.
في سياقٍ متصل، فإن اتفاقات الشراكة بين كبرى الشركات المصنعة تعمل بدورها على تقليل الحاجة إلى تخزين كميات كبيرة من قطع الغيار، الأمر الذي يضيف صلاحية إلى عمر المعدات المعرضة لخطر التقادم، ويقلل بشكل كبير من طول سلاسل التوريد.
ختامًا، يؤكد المقال أن تقارير الصناعة الحديثة أشارت في أكثر من موضع إلى أن تقنيات الذكاء الاصطناعي يمكن أن تلعب دورًا متزايدًا في اعتماد آلية التصنيع الإضافي؛ بالإضافة إلى إمكانية منح الطابعات ثلاثية الأبعاد آلية التعلم الآلي للمساعدة في تقدم العمليات، وتحسين التكلفة، والسرعة، والموثوقية.
طباعة مستقبل أفضل لأشباه الموصلات
في الوقت الذي يتوسع فيه العالم في اعتماد تقنيات الذكاء الاصطناعي في مختلف أنماط الحياة؛ فإن الحاجة إلى أشباه الموصلات أصبحت عنصرًا حاسمًا في مستقبل حياة العالم.
وبالتزامن مع تفشي جائحة “كوفيد-19″، وتزايد الرغبة في الاعتماد على الأجهزة الذكية، فقد أظهرت الأزمة أيضًا مدى هشاشة سلاسل توريد أشباه الموصلات؛ وهي الأزمة التي تبدو على الأرجح أنها ستستمر بالتزامن مع تصاعد الطلب على هواتف شبكات الجيل الخامس، والسيارات الذكية، وغيرها.
في هذا السياق، ومع توقف سلاسل التوريد لأشباه الموصلات على مستوى العالم، فقد ظهرت العديد من أنماط الحلول المبتكرة التي يمكن لمنتجي الموصلات الحاليين إجراؤها لتخفيف هذا التوقف، وإعادة تشغيل بيئات الإنتاج الأساسية.
جدير بالذكر أن الحل الحقيقي لإنهاء أزمة قيود العرض الحالية سوف يستغرق وقتًا طويلًا، على وجه التحديد 2-3 سنوات؛ حتى يمكن معالجة زيادة الطلب على أشباه الموصلات، والمنتجات المتوقفة على وجودها بشكل مستدام.
وعليه، فإن أحد الحلول المقترحة لتسريع ابتكار أشباه الموصلات يتمثل في اتجاه مصنعي المعدات الرأسمالية لأشباه الموصلات إلى آلية التصنيع الإضافي؛ حيثُ تزيل المواد المضافة خلاله قيود تقنيات التصنيع التقليدية؛ مما يتيح حرية التصميم، والانتقال المرن من النماذج الأولية، إلى الإنتاج المنخفض الحجم للأجزاء المخصصة.
اتصالًا، تدرك الشركة الأمريكية “ثري دي سيستمز” (3D Systems) الدور الذي يمكن أن تلعبه المواد المضافة في البحث عن الحلول الرئيسة للأنظمة ثلاثية الأبعاد؛ حيثُ تساعد المواد المضافة الأنظمة على الأداء بشكل أقرب بكثير إلى الطريقة النظرية المتوقعة للعمل.
ختامًا، يعمل التصنيع الإضافي كطريقة تصنيع جديدة نسبيًّا للمساعدة في تحسين قابلية المكونات والأنظمة الفرعية للوظيفة، والأداء عالى التصنيع؛ حيثُ توفر المواد المضافة مزيجًا اقتصاديًّا وتكنولوجيًا فريدًا جدًا من الظروف لمصنعي معدات أشباه الموصلات.
لماذا تُعد الطباعة ثلاثية الأبعاد غاية في الأهمية للسفر إلى الفضاء؟
مع ارتفاع التكاليف المالية التي تحتاج إليها عملية إطلاق صاروخ فضائي من إحدى الوكالات الفضائية، بالإضافة إلى الكميات الهائلة من الوقود لتوليد الطاقة اللازمة لإطلاق هذا الصاروخ؛ للتخلص من قوة الجاذبية الأرضية، فإن الأمر أصبح مكلفًا للغاية.
في هذا السياق، وفي الوقت الذي تمكنت فيه شركات مثل “أسبر كور” (Apis Cor 3D) من طباعة منزل بأكمله في غضون 24 ساعة، من المحتمل أيضًا أن تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد في غضون السنوات القليلة المقبلة في بناء أنظمة ضخمة للطابعات لمراقبة الفضاء، وإنشاء هياكل ثلاثية الأبعاد على القمر.
كما بدأت وكالة “ناسا” الفضائية في اختبار ما إذا كانت “تقنيات كونتور كرافتنج” (Contour Crafting Technologies) بإمكانها الطباعة باستخدام المواد التي تمكنها من محاكاة غلاف القمر؛ حيثُ توصلت “ناسا” خلال عامي 2014 و 2016 إلى أن هناك شركات تستطيع طباعة هياكل ثلاثية الأبعاد حتى في الفراغ، وذلك على الرغم من أن الافتقار إلى الغلاف الجوي، أو الجاذبية يجعل الطباعة أكثر صعوبة من نظيرتها على الأرض.
في هذا الإطار، فقد نشرت “وكالة الفضاء الأوروبية” (The European Space Agency, ESA) لأول مرة مخططًا عام 2013 لطباعة ثلاثية الأبعاد لقاعدة قمرية باستخدام تربة القمر، وذلك من خلال إبرام شراكة مع مجموعة من الخبراء الذين عملوا على تصميم مأوى مطبوع ثلاثي الأبعاد يحمي رواد الفضاء من الإشعاع، وكذلك النيازك الدقيقة.
ختامًا، فإن أحد أبرز المشكلات التي تواجه الطباعة ثلاثية الأبعاد في طباعة الهياكل الصلبة الصالحة للسكن على القمر، هي الاختلافات البرية في درجة حرارة السطح؛ حيثُ يمكن أن يتأرجح القمر ما بين 125 درجة مئوية بالنهار، إلى -175 درجة مئوية بالليل، الأمر الذي يختلف اختلاقًا جذريًّا عن درجات الحرارة المعتادة لسطح القمر.
أول سكوتر رقمي في العالم مصنوع بالطباعة ثلاثية الأبعاد
منذ ابتكار الدراجات البخارية الإلكترونية في المدن الكبرى، كانت دائمًا موضوعًا مثيرًا للجدل؛ حيثُ انقسمت الآراء حول مدى استدامتها بيئيًّا، على الرغم من أنها توفر في كثير من الأحيان بديلًا رائعًا للسيارات، وغيرها من وسائل النقل العام المختلفة.
في هذا السياق، أظهرت دراسة أجرتها “وكالة البيئة الفيدرالية” (The Federal Environment Agency) أن الدراجات البخارية الكهربائية تستخدم في الغالب كبديل للدراجات أو للمشي؛ مما يؤدي بدوره إلى تفاقم التوازن البيئي.
كما كشفت شركة “سكوتزمان” (Scotsman) – علامة تجارية للدراجات البخارية بوادي السيليكون في الولايات المتحدة الأمريكية – الستار عن أول سكوتر كهربائي بطباعة ثلاثية الأبعاد في العالم، مصنوع بالكامل من مركبات ألياف الكربون اللدنة – المواد المصنوعة التي تمتاز بقابليتها للتشكيل بالحرارة.
اتصالًا، تشهد عملية طباعة الدراجة البخارية ثلاثية الأبعاد في الواقع بناء الجسم الأحادي في عملية واحدة فقط؛ مما يلغي الحاجة إلى الأجزاء الملصقة أو المفاصل، ويؤدي هذا بدوره إلى مزيد من الاستقرار في طباعة هذه الآلة.
جدير بالذكر أن الإنتاج عن طريق الطباعة ثلاثية الأبعاد يُعدُّ أحد أكبر الاختلافات بالنسبة للدراجات البخارية الإلكترونية التقليدية؛ حيثُ تتم صناعة دراجات “سكوتزمان” الدائمة من مواد بلاستيكية حرارية مطبوعة بتقنية ثلاثية الأبعاد؛ مما يمنحها مزيجًا مثاليًّا من المتانة، والرشاقة، فهي أقوى نحو 61 مرة من مادة الفولاذ، وفي الوقت نفسه تمتاز بوزن خفيف للغاية؛ مما يجعلها مثالية للسفر.
ختامًا، تقدم شركة “سكوتزمان” حاليًا العديد من المنتجات الجديدة بسعر مخفض وفي وقت قليل، بيد أنه وبمجرد انتهاء حملة الترويج لهذا النوع من الدراجات البخارية، ستتوفر الدراجات الإلكترونية المطبوعة ثلاثية الأبعاد بسعر التجزئة؛ حيثُ أصبح من المتوقع أن يبدأ تسليم المنتجات الأولى من هذه الدراجات بحلول ديسمبر 2021.
حجم سوق طباعة الأغذية ثلاثية الأبعاد في عام 2027
أصبحت طباعة الغذاء ثلاثية الأبعاد أكثر تفضيلًا بين المستهلكين؛ نظرًا لقدرتها على توفير منتجات غذائية تتوافق مع الذوق والتصميم المطلوبين، ومن المتوقع أن يصل حجم سوق طباعة الطعام ثلاثية الأبعاد إلى 1,015.4 ملايين دولار أمريكي بحلول عام 2027، مُسجلًا معدل نمو سنوي مرتفعًا عن المعتاد.
تتمثل بعض العوامل الرئيسة التي قد تسهم في نمو سوق الأطعمة ثلاثية الأبعاد في، عدم إهدار الطعام أثناء استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد على عكس العمليات التقليدية لتصنيع الأغذية، وحرية الاختيار بين التصميمات، وعدم الحاجة إلى استخدام أدوات متعددة، بالإضافة إلى قلة الوقت اللازم لتصنيع المنتجات النهائية، والقدرة على إنتاج مجموعة متنوعة من الأطعمة في الوقت نفسه.
علاوة على ذلك، أدت التطورات التكنولوجية في طباعة المواد الغذائية ثلاثية الأبعاد إلى تطوير وإنتاج طباعات طعام أكثر فعالية من حيث التكلفة، وبات يتم اعتمادها على نطاق واسع في عدد كبير من المطاعم، ومن المتوقع أن يتم استخدامها في المطابخ المنزلية في المستقبل.
ومن المحتمل أيضًا أن تستمر المستشفيات في استخدام طباعة الطعام ثلاثية الأبعاد بسبب الحاجة الماسة لأنظمة وأطعمة غذائية مخصصة للمرضى.
ختامًا، على الرغم من أن الغذاء المطبوع ثلاثي الأبعاد يُعد صحيًا وطازجًا، وأن استخدام الطباعات ثلاثية الأبعاد يوفر أقصى قدر من الشفافية وبأقل وقت وجهد، فإن التكلفة العالية للمعدات والوقت اللازم لتدريب المُستخدمين لتلك الطباعات، يمكن أن يُعيق تطور سوق طباعة الأغذية ثلاثية الأبعاد في المستقبل.
الطباعة ثلاثية الأبعاد للأطعمة تُقلل من الهدر
تتخصص مؤسسة “أببرنتنج فود” (Upprinting Food) في طباعة الأغذية باستخدام بقايا الطعام، مثل: الخبز والخضراوات المتبقية لتصنيع منتجات جديدة؛ حيث تهتم المؤسسة بالكيفية التي يمكن أن تساعد بها الطباعة ثلاثية الأبعاد في تقليل معدل هدر الطعام.
قامت شركة “ناتشورال ماشين” (Natural Machines) بإنشاء طباعة “فوودني” (Foodini) ثلاثية الأبعاد والمصممة خصيصًا لطباعة الأطعمة، ومن المتوقع في غضون بضع سنوات أن تشهد هذه التكنولوجيا تطورًا سريعًا، الأمر الذي يجعل الطباعة ثلاثية الأبعاد سائدة في صناعة الأغذية.
بعد سنوات من التطوير، أصبحت طباعة “فوودني” متاحة للجميع، وسهلة الاستخدام؛ حيث يمكن للمستخدم إضافة الطعام في كبسولات خاصة بالطابعة مع الضغط عليها، ثم يقوم نظام التحكم بتحريك الكبسولة بدقة شديدة لإنشاء شكل التصميم المطلوب، وبعد ذلك يتم تكديس الأشكال في طبقات فوق بعضها لإنشاء تصميمات ثلاثية الأبعاد.
ختامًا، تقوم شركة “ناتشورال ماشين” أيضًا بتطوير برامج أخرى لتصميم الأطعمة، فبالإضافة إلى الطابعات، توجد “مكتبة” مليئة بالأشكال التي يمكن استخدامها لتشكيل تصميمات ووصفات مختلفة من الأطعمة، كما يمكن للمستخدمين أيضًا إنشاء تصميماتهم الخاصة باستخدام تطبيق خاص، ولدى الشركة شراكات دولية مع الفنادق الكبرى، والجامعات، ومنتجي الأغذية، ومؤسسات الرعاية الصحية.
طباعة اللحوم من الخلايا الجذعية هي مستقبل الغذاء
يقوم العلماء بزراعة البروتينات من الخلايا الجذعية للماشية والدواجن في المختبرات في محاولة لإنتاج لحوم أكثر استدامة؛ حيث إن تطوير تقنيات مثل الطباعة الحيوية سيسمح بتحويل الخلايا الجذعية إلى قطع لحم.
باستخدام طباعة ثلاثية الأبعاد، يتم تكديس الطبقات الرفيعة معًا لتشكيل القطعة النهائية من اللحم، وبعد الانتهاء من طباعة الأنسجة، يتم وضعها في مكان مناسب لتنمو وتنضج.
كما أن اللحوم المختبرية لها فوائد بيئية وأخلاقية، منها؛ الحفاظ على النباتات، وعدم ذبح الحيوانات، فضلًا عن توفير كمية هائلة من المياه؛ حيث إن إنتاج كيلوجرام من اللحم البقري، يستهلك نحو 15 ألف لتر من الماء.
ومن الجدير بالذكر أن شركة “ميت تيك” (MeaTech) الإسرائيلية تُعدُّ أول شركة متخصصة في استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد؛ لإنتاج لحم رقيق وموحد، ومنتج من الخلايا الجذعية، لذا يتم إدراجها في البورصة الأمريكية، بعد أن جمعت 28 مليون دولار أمريكي لتمويل بدء التشغيل في المشروع.
ومن جانبه، صرَّح “جوهانس لو كوتر” (Johannes le Coutre)، أستاذ الغذاء والصحة بجامعة “نيو ساوث ويلز”(New South Wales) الأسترالية، بأن اللحوم المختبرية ستكون على أرفف منافذ البيع بالتجزئة بحلول عام 2030.
ختامًا، أشار المقال إلى أن المستهلكين لديهم مخاوف شديدة بشأن مذاق اللحوم المطبوعة بتقنية ثلاثية الأبعاد ومدى أخلاقية إنتاجها؛ حيث تظهر الأبحاث أن المستهلكين سيحتاجون إلى الإقناع قبل الابتعاد عن الأنظمة الغذائية التقليدية والتحول نحو اللحوم المختبرة.
المصدر
7 مشروعات غذائية غيّرت من طريقة تناولنا للطعام إلى الأبد
يُعد إنتاج الطعام باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد أمرًا مثيرًا للغاية؛ حيث تنتج أطعمة مليئة بالفيتامينات، والبروتينات الأساسية للبقاء بصحة جيدة، بالإضافة إلى ذلك تعمل هذه التقنية على توفير الوقت وذلك من خلال أشكال هندسية عديدة وناجحة بنسبة 100% .
في السياق ذاته، تستخدم معظم طباعات الطعام ثلاثية الأبعاد أسلوبًا مشابهًا لطباعات “النمذجة بترسيب مصهور المادة” (FDM) ثلاثية الأبعاد؛ حيث تقوم بإيداع خيوط طابعة ثلاثية الأبعاد آمنة للطعام مثل الشوكولاتة على لوحة بناء وفقًا لنموذج ثلاثي الأبعاد يمكن تنزيله أو تصميمه بواسطة الفرد.
ورغم ذلك، تختلف الخيوط المٌستخدمة في طباعات الطعام ثلاثية الأبعاد عن تلك المٌستخدمة في طباعات (FDM)، ويمكن التعرف على هذا الاختلاف من خلال المشروعات الغذائية الآتية:
——————
بيتزا بالطباعة ثلاثية الأبعاد: طورت شركة “بي-هيكس” (Bee Hex) طباعة ثلاثية الأبعاد لصناعة البيتزا كاملة بحجم 12 بوصة في أقل من خمس دقائق لرواد الفضاء، والهدف من هذا الاختراع الممول من وكالة “ناسا” هو ابتكار طريقة تتيح لرواد الفضاء اختيار ما يريدون أكله، ثم صنعه بأنفسهم خلال الرحلة.
نتيجة لذلك، جذبت هذه التقنية الكثير من المعجبين، وعلى إثرها جمعت الشركة مليون دولار أمريكي لإنتاج طباعات البيتزا ثلاثية الأبعاد إلى السوق، كما تُعد هذه التقنية مثالية للاستخدام المنزلي وكذلك في مطاعم البيتزا والوجبات السريعة.
وجبات السوشي بطباعة ثلاثية الأبعاد: طرحت شركة يابانية تدعى “أوبن ميلز” (Open-Meals) للمرة الأولى طابعة لإنتاج وجبات سوشي ثلاثية الأبعاد، وتحويله إلى أشكال متنوعة حسب ذوق كل شخص واختياره. كما تجمع الشركة عينات من لعاب الزبائن. وبعدها تحلل هذه العينات وتنقل نتائجها إلى طابعة السوشي ثلاثية الأبعاد كي تنتج وجبات ملائمة لاحتياجات كل شخص الغذائية.
اللحوم النباتية المطبوعة ثلاثية الأبعاد: يوجد العديد من الشركات الناشئة بصدد إنشاء لحوم مطبوعة ثلاثية الأبعاد تحاكي طعم وملمس ورائحة اللحوم الحقيقية، ولكن باستخدام مواد نباتية ثلاثية الأبعاد قابلة للطباعة.
وفي هذا الصدد تهدف شركتا ” نوفاميت” (Novameat)، و”رديفين ميت” (Redefine Meat) إلى إنتاج شرائح لحم بقري قابلة للطباعة ثلاثية الأبعاد، بالإضافة إلى طباعة أول شريحة ستيك خالية من اللحوم في العالم باستخدام مركبات نباتية مختلفة، من ناحية أخرى يسعى مؤسس” نوفاميت” إلى تزويد منافذ البيع بالتجزئة الوطنية عام 2021 بطباعات اللحوم ثلاثية الأبعاد.
بسكويت مطبوع ثلاثي الأبعاد: أكدت شركة “أبرنتج فود” (Upprinting Food) ومقرها هولندا، أنه من الممكن أن تسهم الطباعة ثلاثية الأبعاد في القضاء على المشكلات المتعلقة بنفايات الطعام، لا سيما الخبز؛ حيث يتم تجميعه وطحنه ثم إدخاله في الطابعة ثلاثية الأبعاد؛ لإعادة تصنيعه على هيئة بسكويت مقرمش صالح للتناول من جديد.
كما حققت الشركة نجاحًا كبيرًا منذ إطلاقها في عام 2018. بالإضافة إلى منتجاتها الخاصة؛ حيث تقدم الشركة خدمات التصميم للطهاة، فضلًا عن تدريب المطاعم .
