شرح HDG: كيف تعمل الطباعة ثلاثية الأبعاد؟


أصبحت الطباعة ثلاثية الأبعاد تقنية أكثر شيوعًا ، حيث تتوفر آلات الطباعة في كل نقطة سعر تقريبًا. من المحتمل أن يجد معظم الأشخاص الذين يريدون طابعة ثلاثية الأبعاد نموذجًا يمكنهم تحمل تكلفته. على الرغم من ذلك ، لا تزال الطباعة ثلاثية الأبعاد جديدة جدًا لدرجة أن قلة من الناس يعرفون كيف تعمل.

ولهذا السبب حان الوقت الآن للإجابة عن السؤال "كيف تعمل الطباعة ثلاثية الأبعاد؟". هناك فرصة جيدة جدًا لأن تضطر إلى استخدام واحدة في النهاية!

إضافة مقابل طباعة ثلاثية الأبعاد مطروحة

هناك فئتان عريضتان من الطباعة ثلاثية الأبعاد. الطابعات ثلاثية الأبعاد التي يمكنك شرائها بنفسك كلها تقريبا آلات "مضافة". بمعنى آخر ، يقومون ببناء كائنات ثلاثية الأبعاد بإضافة مادة (عادة في طبقات) حتى يكتمل الكائن. الطابعات ثلاثية الأبعاد التي يفكر فيها الناس عندما يسمعون "طابعة ثلاثية الأبعاد" غالبًا ما تكون من مجموعة الإضافات.

تختلف الطباعة ثلاثية الأبعاد الطفيفة تمامًا. هنا تبدأ بكمية ثابتة من المواد ثم تقوم بإزالة المواد حتى يتم ترك الكائن النهائي فقط. يستخدم النحات الذي يصنع تمثالًا من الرخام طريقة مطروحة. توجد آلات الطرح عادة في ورش العمل الكبيرة والإعدادات الصناعية. من المحتمل أن تكون أنظمة الطحن باستخدام الحاسب الآلي (التحكم العددي بالكمبيوتر) أفضل مثال معروف.

<الشكل class = "aligncenter size-large">

سنركز فقط على الأجهزة المضافة من الآن فصاعدًا ، لأنها ذات صلة بالمستهلك العادي . ما عليك سوى معرفة أن الأجهزة الطرح تنتمي إلى نفس المجموعة الممتدة من الطابعات ثلاثية الأبعاد مثل تلك التي قد تضعها على المكتب.

نمذجة الترسيب المنصهر ، والطباعة الحجرية اللونية والليزر الانتقائي

>

الطرق الرئيسية الثلاثة للطباعة ثلاثية الأبعاد المضافة هي FDM (نمذجة الترسيب المنصهر) ، الطباعة الحجرية المجسمة (SLA) والتلبيد الانتقائي بالليزر (SLS).

In_content_1 الكل: [300x250] / dfp: [640 × 360]->

طابعة da Vinci FDM

<الشكل class = "aligncenter size-large">

FDM هو النظام الأكثر شيوعًا للمستهلكين. باستخدام هذه الأنواع من الطابعات ، يتم تمرير فتيل المواد من خلال رأس طباعة ساخن. يتم وضع رأس الطباعة بدقة في مساحة ثلاثية الأبعاد ويقوم بإيداع طبقة من المواد وفقًا للتعليمات المبرمجة الدقيقة. هناك طرق مختلفة لـ FDM ، لكننا سنصل إلى ذلك في لحظة.

طابعة نوبل SLA

تعد الطباعة الحجرية المجسمة أقل شيوعًا في أنظمة المستهلك. تستخدم هذه الطابعات أشعة الليزر لعلاج راتنج سائل في مادة بلاستيكية صلبة. عادة ، يتم "سحب" الكائن من وعاء من الراتنج ، مكونًا طبقة تلو الأخرى عندما ترتفع من المادة. في السنوات الأخيرة أصبحت طابعات SLA أكثر إحكاما وميسورة التكلفة. لذا فهو بديل حقيقي لطابعات FDM ، اعتمادًا على نوع النموذج النهائي الذي تستقر عليه.

<الشكل class = "aligncenter size-large">

يستخدم التلبيد الانتقائي بالليزر (SLS) ليزرًا قويًا لدمج مسحوق البوليمر. يعمل المسحوق الفعلي كهيكل دعم للطباعة ، لذلك لا يحتاج هذا النوع من الطباعة إلى سقالات خاصة. SLS ليس نوعًا من FDM ستجده على سطح المكتب. لا تزال تقنية صناعية في الوقت الحالي.

طابعات Cartesian & Delta Robot

طابعة دلتا روبوت

النوع الأكثر شيوعًا من طابعة FDM هو الطابعة ثلاثية الأبعاد الديكارتية. يشير الاسم إلى الإحداثيات الديكارتية. هذه هي إحداثيات XYZ التي تعلمناها جميعًا في المدرسة. يمكن نقل رأس الطباعة إلى أي إحداثي XYZ ضمن مساحة حجم الطباعة. الرياضيات بسيطة ، والطابعات بأسعار معقولة جدًا وجودة الطباعة دقيقة.

ومع ذلك ، اعتمادًا على مدى دقة إحداثيات XYZ ، قد لا تكون الأسطح المنحنية سلسة قدر الإمكان ، مما يتطلب بعض أعمال التشطيب اليدوية.

طابعات دلتا الروبوتية اتخاذ نهج مختلف. رأس الطباعة مركب على ثلاثة أذرع تعمل على ثلاثة سكك. من خلال تغيير ارتفاع كل ذراع ، يمكن أن يتأرجح رأس الطباعة. يسمح هذا التصميم لرأس الطباعة بالتأرجح في منحنيات حقيقية ويسمح أيضًا بطباعة الأشياء الطويلة داخل حجم الطباعة.

بشكل أساسي ، كلما كانت القضبان أطول ، كلما كان النموذج أطول. بدلاً من إحداثيات XYZ ، تستخدم طابعات دلتا دلتا حساب المثلثات لحساب موضع رأس الطباعة. والنتيجة النهائية هي أنهم لا يمكنهم الوصول إلى نفس دقة الطباعة تمامًا مثل الطابعات الديكارتية.

لفهم مفهوم دلتا الروبوت حقًا ، تحتاج إلى رؤيته في الواقع. ألق نظرة على هذا الفيديو من قبل يوهان روتشول وستحصل على المفهوم بسرعة.

لاحظ المفصلة على الذراعين وكيف يمكن أن يتحرك رأس الطباعة بحرية وسلاسة.

مواد طابعة ثلاثية الأبعاد

تستخدم الطابعات ثلاثية الأبعاد مجموعة متنوعة من المواد ، ولكن هناك نوعان من البلاستيك الأكثر شيوعًا في التطبيقات على مستوى المستهلك: ABS و PLA.

ABS (أكريلونيتريل بوتادين ستايرين) هو بالضبط نفس البلاستيك الذي يصنع منه ليغو. هذا البلاستيك عرضة للتزييف عند التبريد ويحتاج إلى طابعة مزودة بسرير طباعة ساخن. إنها مقاومة تمامًا للتأثير ، ولكنها ليست قوية بشكل خاص. إنها مناسبة لصنع أجزاء من النموذج الأولي وحتى الأجزاء النهائية التي لا تتحمل الحمل.

<الشكل class = "aligncenter size-large">

يحتوي PLA (Polylactic Acid) على نقطة انصهار منخفضة ، ولا يشوه كثيرًا ، ويسهل التعامل معه ولديه عدد أقل من المطبوعات الفاشلة. كما أنها هشة للغاية بالنسبة لأي استخدام عملي ، ولكنها رائعة لإنشاء نماذج سلسة ومفصلة من المفترض أن يتم النظر إليها فقط.

الخبر السار هو أن معظم الطابعات ثلاثية الأبعاد الاستهلاكية ستعمل مع كل من هذه المواد غير المكلفة. لذا يمكنك تغييرها حسب احتياجاتك.

يعتبر خيوط النايلون خيارًا آخر وهناك حتى الطابعات التي تستخدم الخشب أو المعدن كمادة. يمكن أيضًا للطابعات من الجيل التالي التعامل مع أكثر من خيوط في وقت واحد ، مما يسمح بمواد مختلطة أو مطبوعات متعددة الألوان.

عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد النموذجية

إذا لم تقم أبدًا بعمل طباعة ثلاثية الأبعاد بنفسك ، فربما تكون مهتمًا بكيفية عملها في الواقع من منظور المستخدم. على الرغم من أن استخدام طابعة ثلاثية الأبعاد ليس سهلاً مثل إخراج المطبوعات ثنائية الأبعاد على طابعة ليزر أو طابعة نافثة للحبر ، إلا أنها ليست صعبة كما تظن.

بعد إعداد الطابعة وفقًا للدليل ، مع إجراء المعايرة والتسوية بشكل صحيح ، تحتاج أولاً إلى نموذج للطباعة.

يمكنك إنشاء نموذجك الخاص ، باستخدام شيء مثل Zbrush أو أوتوكاد ، ولكن من المرجح أن يقوم معظم الأشخاص بتنزيل نموذج من موقع على الإنترنت. يجب أن تكون المحطة الأولى بالتأكيد الكون ، والتي ربما تكون المجموعة الأكثر شهرة من النماذج التي أرسلها المستخدم. ومع ذلك ، هناك العديد من البدائل.

بعد الحصول على نموذج بتنسيق متوافق ، ستفتحه في البرنامج المرفق بطابعتك. كلهم ينظرون ويعملون بشكل مختلف ، لكن المفهوم الأساسي هو نفسه. قد ترغب أيضًا في معالجة نموذج ثلاثي الأبعاد باستخدام مشمكسر ، مما يضمن أن النموذج ثلاثي الأبعاد متين ومناسب للطباعة.

في برنامج الطابعة ثلاثية الأبعاد ، ستختار حجم وجودة النموذج والبرنامج سيحولهما إلى "شرائح" تمثل كل طبقة طباعة. سيحسب أيضًا "السقالات" التي يجب طباعتها لدعم النموذج أثناء صنعه. يمكن فصل هذه الأشياء عند الانتهاء من الطباعة.

مع كل هذا العمل التحضيري خلفك ، يمكن أن تبدأ الطباعة. اعتمادًا على إعدادات الجودة ، قد تكون في انتظار طويل! تختلف المطبوعات عالية الجودة من بضع ساعات إلى بضعة أيام. لحسن الحظ ، تتيح لك بعض الطابعات ثلاثية الأبعاد مراقبة تقدم الطباعة عن بُعد عبر أحد التطبيقات.

بمجرد الانتهاء من الطباعة ، ستقوم بإزالتها من السرير ثم تحررها من السقالات. في كثير من الحالات ، سيكون عليك إنهاء النموذج باستخدام ورق الصنفرة وأدوات القطع الخاصة لإزالة العيوب. حتى أن بعض الناس يرسمون نماذجهم! الحد الحقيقي الوحيد هو إبداعك.

إذا كنت ترغب في شراء طابعة ثلاثية الأبعاد ، فهذه هي أفضل اللقطات الخاصة بنا ، وإذا كانت ميزانيتك ، هؤلاء خيارات أكثر ملائمة للجيب.

Related posts:


11.07.2020