جهاز ومبدأ تشغيل الطابعة ثلاثية الأبعاد والأساليب الرئيسية وأنواع الطباعة ثلاثية الأبعاد

حاليًا ، يتم استخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد بشكل متزايد لإنشاء عناصر زخرفية وقطع غيار الآلات والأجهزة ووحدات وظيفية مختلفة. وتسمح لك التطورات الأكثر صلة بطباعة المباني بالكامل وحتى الأعضاء والأطراف الصناعية للبشر. وفي الوقت نفسه ، يمكن العثور على الطابعات في السوق بدءًا من عدة مئات من الدولارات ، للاستخدام المنزلي وعشرات الآلاف من الدولارات - للاستخدام الصناعي. في هذه المقالة ، سنغطي المعلومات الأساسية حول أنواع وتصميم طابعة ثلاثية الأبعاد.

أنواع

مفهوم الطباعة ثلاثية الأبعاد غير واضح. وهي مقسمة إلى أنواع كثيرة ، تختلف على مبدأ تشكيل كائن قابل للطباعة والمواد المستخدمة لهذا الغرض. ماذا يحلو لهم؟

طباعة FDM (نمذجة ترسيب تنصهر) - هذه هي الطريقة الأكثر شيوعًا للحصول على كائنات حجمية في الحياة اليومية ، على التوالي ، وأرخص خيار للطباعة الحجمي. في هذه الحالة ، تقوم الطابعة ثلاثية الأبعاد بطباعة الجزء بالبلاستيك المنصهر. أكثر أنواع البلاستيك شيوعًا هي PLA و ABS. يتراوح سمك طبقة الطباعة الواحدة ما بين 50 إلى 100 ميكرون (في معظم الطرز). ما تتكون هذه الطابعة من سوف ننظر في وقت لاحق.

جيش تحرير السودان الطباعة (الليزر المجسم) - يبدو وكأنه "الطباعة الحجرية ستيريو". يتكون التثبيت الخاص بهذا النوع من الطباعة ثلاثية الأبعاد من ليزر (هذا هو جسم تثبيت يتحرك على طول القضبان بمساعدة محركات) من القاعدة التي تتم طباعة الجزء بها وأحواض الاستحمام باستخدام بوليميرات ضوئية سائلة. مبدأ العملية هو استخدام الكلمات فوتوبوليمير كمادة.

يعتمد الليزر على راتنج كل طبقة من الكائن المستقبلي. بعد كل طبقة ، يتم غمر منصة العمل في حمام به بوليمر ضوئي على عمق يساوي سمك الطبقة التالية. تفاعل شعاع الليزر والبوليمر الضوئي يصلب في الأماكن التي ضربت شعاع الليزر سطحه.

تتيح لك هذه الطريقة تحقيق نتائج دقيقة ، ويمكن أن يصل سمك الطبقة إلى أقل من 15 ميكرون. هذا يسمح باستخدام التصوير المجسم للأغراض الطبية (طب الأسنان) والمجوهرات. لا تتطلب تقنية SLA طباعة العناصر الداعمة ، وبعد الطباعة يغرق المنتج في الحمام مع حلول لتنظيف النموذج. المرحلة الأخيرة هي الأشعة فوق البنفسجية للتثبيت الكامل للبوليميرات الضوئية. العيب الرئيسي هو ارتفاع تكلفة الطابعات واللوازم ، مما يجعلها غير ملائمة لاستخدامها في المنزل.

تقنية SLS - تلبيد الليزر الانتقائي. يتم تغذية طبقة المسحوق على سطح العمل ، بناءً على المهمة - يمكن أن تكون من المعدن والبلاستيك وحتى السيراميك والزجاج ، وبعد ذلك تتم معالجة منطقة الطبقة في الجزء المستقبلي بالليزر ، ثم يتم خفض المنصة وتكرار العملية. يذكر جيش تحرير السودان ، من خلال مبدأ العمل. في نهاية العملية ، مطلوب المعالجة الحرارية للعنصر. أيضا ليست مناسبة للاستخدام المنزلي ومكلفة.

ذوبان شعاع الإلكترون أو تقنية EBM. إنها تختلف عن التقنية السابقة في أن المسحوق المعدني يتم صهره بواسطة شعاع إلكتروني في فراغ ، والنتيجة لا تتطلب معالجة حرارية.

حركة تحرير السودان - ذوبان الليزر الانتقائي ، يعمل فقط مع مساحيق معدنية ، وفقًا لمبدأ التشغيل فهو يشبه SLS ، ولكن ، كما هو الحال في EBM ، المعالجة الحرارية النهائية غير مطلوبة.

3DP - الاختلاف عن السابق هو أن مادة العمل غير مذابة ، لكن طبقات الغراء يتم تطبيقها باستخدام الطباعة النافثة للحبر. بهذه الطريقة ، تكون الطباعة ثلاثية الأبعاد بالألوان ممكنة.

طابعة 3D FDM

تعد الطباعة باستخدام تقنية FDM هي الأكثر شيوعًا بين كل من الهواة ولحل العديد من المهام الاحترافية. نفس الطريقة هي واحدة من أقدم. لذلك ، سوف ندرس بمزيد من التفصيل بالضبط نوع الطباعة الحجمي المناسب تمامًا للمنزل وورشة العمل.

الجهاز والميزات

تتكون الطابعة ثلاثية الأبعاد التي تطبع بالبلاستيك باستخدام تقنية FDM من:

1. سطح العمل ، وغالبا ما تسمى منصة. يمكن تسخينها.

2. الطارد ، بكلمات بسيطة ، هو رأس الطباعة.لديها آلية لحفظ الملفات البلاستيكية وسخانات وفوهات الطباعة.

3. آلية حركة الطارد على طول المحاور. يتكون من قضبان ، رمح حلزوني ومحركات ، على سبيل المثال ، السائر.

اعتمادًا على تصميم الطابعة ، يمكن لكل من الطارد وسطح العمل التحرك على طول المحور العمودي (المحور Z) ، ويمكن أيضًا أن يتحرك على طول المحور ص.

ملاحظة:

يتم إنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد للطباعة باستخدام أي نوع من أنواع الطابعة ثلاثية الأبعاد ، ولكن لا يمكن تحميله في الطابعة للطباعة. قبل هذا ، تتم معالجة النموذج ، ما يسمى كود G. معنى هذا الإجراء هو تقسيم النموذج إلى طبقات وتشكيل مسارات ينتقل بها الطارد (أو عنصر طباعة آخر ، اعتمادًا على التكنولوجيا).

عند الطباعة ، يتم استخدام ABS و PLA البلاستيك. اعتمادًا على تعقيد الجهاز ، قد يحتوي الطارد على فتحتين وأكثر - واحدة لأجزاء الطباعة مع المواد الأساسية ، والآخر لطباعة دعامات الدعم (الدعم).

هناك حاجة إلى دعم لدعم الأجزاء المعلقة في الهواء بحيث لا ترتعش أثناء التبريد والتصلب. بعد اكتمال الطباعة ، تتم إزالة أرجل الدعم.

إصدار مبسط من الطابعة ثلاثية الأبعاد هو قلم ثلاثي الأبعاد. في الواقع ، هو الطارد الذي تحريك يدك بنفسك. على الرغم من أنها لعبة للأطفال ، فهي مجرد منتج رائع للترفيه والتعارف مع التكنولوجيا ، وإذا كان لديك مهارات فنية ، فبالتأكيد ستتمكن من إنشاء ديكور منزلي جميل.

خصائص

عند اختيار طابعة ثلاثية الأبعاد ، يجب مراعاة العديد من الخصائص ، من بينها:

• ما هي المواد التي يطبعها الجهاز ، على الرغم من أن الطرز الأكثر شيوعًا تدعم الطباعة بنوعين من البلاستيك - ABS و PLA ، ولكن لا تزال تنتبه إلى هذه المشكلة عند الشراء.

• دقة الطباعة - تعتمد جودة ودقة الجزء على سمك الطبقة. سمك الطبقة 50 ميكرون يعتبر ممتاز ، و 100 ميكرون أكثر من جيد.

• سرعة الطباعة - يعتمد أكثر على دقة الطباعة.

ومن المهم أن:

نظرًا لأن الجزء مطبوع في طبقات ، تذكر أن سطحه سيكون خشنًا ومملًا ، وأن قوة الكسر ستكون أقل بكثير من قوة المنتجات الصلبة. يعتمد ارتفاع الطبقة (سمكها ، حسب رغبتك) على مدى قساوة الجزء الذي سينتهي. من ناحية أخرى ، كلما كانت الطبقة أرق - كلما أمضيت وقتًا أطول في الطباعة وكلما مرّت الطارد ، زاد الحمل على جميع عناصر الطابعة.

• أبعاد منطقة الطباعة - يمكن أن تصبح هذه المشكلة حجر عثرة في اختيار طراز معين. لا يمكنك طباعة المنتج أكثر من المساحة القابلة للطباعة. وهي محددة بالعرض والعمق والارتفاع ، بمعنى آخر ، محاور X و Y و Z.

في بعض الحالات ، على سبيل المثال ، بالنسبة لطابعات دلتا ، يتم الإشارة إلى قطر منطقة الطباعة وارتفاعها ، حيث أن لها شكل أسطواني (انظر الشكل أدناه).

استنتاج

في هذه المقالة ، تطرقنا إلى أسئلة عامة حول الطابعات ثلاثية الأبعاد والطباعة بشكل عام ، إذا كنت مهتمًا بأي مواضيع محددة بمزيد من التفصيل - اكتب عن ذلك في التعليقات وسنخبرك بها.