ما مدى السرعة التي يمكن أن تحصل عليها الطباعة ثلاثية الأبعاد ?
لقد أحدثت تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد تغييرًا جذريًا في طريقة تصنيع الأشياء، ولكن السؤال المستمر هو - ما مدى السرعة التي يمكن أن تصل إليها؟ في حين أن مشاهدة طابعة ثلاثية الأبعاد أثناء العمل قد تبدو أحيانًا وكأنها اختبار صعب للصبر، فإن الواقع هو أن سرعات الطابعات تزداد سرعة يومًا بعد يوم بفضل المواد والبرامج والآلات الجديدة. تشرح هذه المقالة جميع العوامل المختلفة التي تؤثر على أوقات الطباعة التي تتطلب السرعة. سننظر في أسرع طرق الطباعة ثلاثية الأبعاد، وكيف تؤثر المواد على السرعة، وأحدث الابتكارات التي تجعل الطابعات أكثر كفاءة بسرعة. سواء كنت صانعًا هواة سئمت من مشاهدة العشب ينمو أو شركة تحاول زيادة الإنتاج، فستحصل على رؤى مفيدة حول إمكانيات الطباعة ثلاثية الأبعاد الحديثة التي تتطلب السرعة.
ماذا يعني "سريع" حقًا في الطباعة ثلاثية الأبعاد؟
عند الحديث عن الطباعة ثلاثية الأبعاد السريعة، هناك مقياسان رئيسيان للسرعة:
- سرعة الطباعة- يشير هذا إلى مدى سرعة الطابعة في وضع المواد طبقة تلو الأخرى. ويتم قياس ذلك بأشياء مثل الملليمترات أو البوصات في الثانية.
- إجمالي وقت الطباعة- هذا هو الوقت الإجمالي الذي يستغرقه الطباعة ثلاثية الأبعاد لجسم كامل من البداية إلى النهاية، والذي يعتمد على سرعة الطباعة ولكن أيضًا على حجم النموذج وإعدادات الدقة والمزيد.
لذا، طابعة ثلاثية الأبعاد ذات سرعات طباعة عالية جدًا لا يزال بإمكانك الحصول على أوقات طباعة إجمالية طويلة للنماذج الأكبر حجمًا والأكثر تفصيلاً. من المهم وضع هذين العاملين في الاعتبار.
العوامل المؤثرة على سرعة الطباعة ثلاثية الأبعاد
هناك العديد من المتغيرات الرئيسية التي تؤثر على مدى سرعة إنجاز مهمة الطباعة ثلاثية الأبعاد:
- نوع الطابعة- بعض تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد مثل SLA و DLP أسرع بطبيعتها من FDM / FFF على سبيل المثال.
- مادة- يمكن لنوع البلاستيك أو الراتينج أو المسحوق وما إلى ذلك الذي تستخدمه تمكين سرعات طباعة أسرع أو أبطأ مع الحفاظ على الجودة.
- تعقيد النموذج- تتطلب الأشكال الأكثر تعقيدًا ذات الحواف والدعامات وما إلى ذلك سرعات طباعة أبطأ للاحتفاظ بالتفاصيل ومنع الأعطال.
- دقة- تعني الدقة العالية طبقات أدق وتفاصيل أصغر، مما يتطلب سرعات طباعة أبطأ.
- الحشوات والقذائف- تستغرق النماذج التي تحتوي على مزيد من الحشو (الداخل) والأصداف (الجدران الخارجية) وقتًا أطول للطباعة.
باستخدام هذه المتغيرات والإعدادات الرئيسية لنموذج معين، يمكن للمستخدمين العثور على التوازن الصحيح بين السرعة مقابل الجودة لتلبية احتياجاتهم.
ما مدى سرعة تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد المختلفة؟
FDM/FFF - الحصان الكلاسيكي
واحدة من أكثرها شيوعًا وبأسعار معقولة تسمى طرق الطباعة ثلاثية الأبعاد بالنمذجة بالترسيب المندمج (FDM) أو تصنيع الخيوط المندمجة (FFF). وهي تعمل عن طريق إذابة خيوط بلاستيكية وطباعتها طبقة تلو الأخرى.
سرعات الطباعة: حوالي 20-200 ملم/ثانية نموذجيًا
يمكن أن تختلف سرعات طابعات FDM بشكل كبير بناءً على الجهاز المحدد. في المتوسط، تصل سرعة الطابعات FDM للهواة إلى حوالي 60-100 مم/ثانية، بينما يمكن لبعض الطابعات الصناعية المتطورة أن تصل إلى 200 مم/ثانية. يمكنك قراءة هذه المدونة لمعرفة المزيد الفرق بين الطابعات ثلاثية الأبعاد للهواة والطابعات ثلاثية الأبعاد الصناعية.
بشكل مثير للإعجاب، تقنية كي دي اي
SLA - دقة عالية بسرعات عالية
استخدام الليزر لعلاج الراتينج السائل وتحويله إلى طبقات صلبة، الطباعة الضوئية المجسمة (SLA) تشتهر بتفاصيلها الدقيقة وسطحها الناعم.
سرعات الطباعة: عادة 20-500 ملم/ساعة
تقع معظم طابعات SLA الاستهلاكية في نطاق 100-300 ملم/ساعة.يمكن لبعض الطابعات SLA المتقدمة تحقيق سرعات أعلى، مما يدفع حدود ما هو ممكن مع هذه التقنية.
SLS - الطباعة الصناعية المتينة
باستخدام تقنية التلبيد بالليزر الانتقائي (SLS)، تقوم أشعة الليزر عالية الطاقة بدمج جزيئات صغيرة من مسحوق البوليمر طبقة تلو الأخرى في أشكال صلبة. وهي تقنية شائعة جدًا للاستخدامات الصناعية والتصنيعية.
سرعات الطباعة: تصل إلى حوالي 30 ملم/ساعة
تميل طباعة SLS إلى أن تكون على الجانب الأبطأ، حيث تصل عادةً إلى الحد الأقصى عند حوالي 30 مم/ساعة، نظرًا لأن كل طبقة مسحوق تستغرق وقتًا حتى تندمج معًا بالكامل.
DLP - الطباعة السريعة بالراتنج
على غرار SLA، معالجة الضوء الرقمي (DLP) تستخدم هذه التقنية الضوء لتجفيف الراتينج. ولكن بدلاً من التتبع باستخدام الليزر، تستخدم هذه التقنية جهاز عرض لعرض نمط طبقة كاملة بسرعة مرة واحدة من خلال قناع.
سرعات الطباعة: 100-1000+ ملم/ساعة يا إلهي!
تجعل هذه القدرة على معالجة طبقات كاملة في وقت واحد تقنية DLP واحدة من أسرع تقنيات الطباعة بالراتنج المتاحة للمستهلك على الإطلاق.
وبطبيعة الحال، فإن عوامل مثل التفاصيل وخصائص المواد وغيرها من العوامل لا تشكل الاعتبار الوحيد عند اختيار طريقة الطباعة ثلاثية الأبعاد.
كيف تؤثر المواد على أوقات الطباعة ثلاثية الأبعاد
وبما أن تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد نفسها تلعب دورًا كبيرًا في السرعة، فإن الابتكارات المادية تشكل أيضًا أهمية بالغة لتمكين الإنتاج السريع حقًا.
راتنجات Need for Speed
بالنسبة لطرق الطباعة باستخدام بلمرة الحوض مثل SLA وDLP، فإن لزوجة الراتينج (السُمك) هي عامل رئيسي. تؤدي الراتينجات عالية اللزوجة إلى عرقلة العمل بشكل أساسي، مما يحد من الطباعة السريعة.
وللتغلب على هذا التحدي، قامت الشركات المبتكرة بتصميم راتنجات هجينة جديدة تحقق التوازن المثالي - اللزوجة المنخفضة للطباعة السريعة، مع توفير خصائص عالية الأداء مثل القوة ومقاومة الحرارة.
بالإضافة إلى ذلك، يتم إجراء أبحاث متطورة لتطوير راتنجات ذات لزوجة منخفضة للغاية مصممة خصيصًا لزيادة سرعات الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى مستويات غير مسبوقة، مما يتيح أوقات إنتاج سريعة للغاية.
مساحيق تسريع
على جانب المسحوق، تعمل المواد الجديدة على دفع التقنيات مثل الاندماج متعدد النفاثات (MJF) وSLS إلى منطقة السرعة السخيفة للتصنيع الإضافي الصناعي.
يمكن طباعة مواد دمج مسحوق الفراش الجديدة هذه بسرعات مذهلة مع الاستمرار في إنتاج أجزاء متينة وعالية الدقة للتطبيقات الصعبة مثل تصنيع السيارات والفضاء والتصنيع الطبي.
البلاستيك للتوصيل والتشغيل
لا تزال خيوط البلاستيك القديمة الجيدة تشكل العمود الفقري لطابعات FDM/FFF المكتبية. وهنا أيضًا، تركز تركيبات خيوط جديدة مبتكرة على زيادة سرعات الطباعة.
من المواد البلاستيكية الحرارية ذات درجات الحرارة المنخفضة للغاية والتي تتطلب وقت تسخين/تبريد أقل إلى المركبات المتخصصة التي تعزز المطبوعات لتحقيق سرعة أعلى دون التضحية بالقوة.
على الرغم من عدم تقديرها بشكل كافٍ في كثير من الأحيان، فإن المادة المناسبة تعد أمرًا حيويًا للغاية لإطلاق العنان لإمكانات السرعة الحقيقية لأي تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد.
كيف تعمل ترقيات البرامج والأجهزة على تسريع الطباعة ثلاثية الأبعاد
التقطيع الذكي للطباعة السريعة
قبل أن تتم طباعة أي نموذج ثلاثي الأبعاد، يجب أن يمر بعملية تسمى "التقطيع"، حيث يقوم برنامج متخصص بإعداد الملف ثلاثي الأبعاد للطابعة. تؤثر خوارزميات التقطيع بشكل كبير على أوقات الطباعة الإجمالية.
- السفر الفعال - تقوم أدوات التقطيع المتقدمة مثل Cura وideaMaker بتحليل النماذج لتحسين حركات سفر الطابعة، وتجنب الحركات المكررة التي تضيع الوقت.
- الطبقات التكيفية- من خلال تغيير ارتفاعات الطبقات وخصائصها بشكل ديناميكي داخل طباعة واحدة، يمكن للمقطعات تعظيم الجودة مع الاستمرار في الوصول إلى السرعات القصوى عندما يكون ذلك ممكنًا.
- حسابات سريعة- بفضل المعالجة الأكثر قوة، يمكن إكمال عمليات التقطيع الحسابية بسرعة حتى بالنسبة للنماذج المعقدة للغاية.
الحاجة إلى السرعة في الأجهزة
تمامًا كما تعمل أحدث معالجات أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية على إبقاء الأشياء تعمل بشكل أكثر سلاسة وسرعة، توفر مكونات أجهزة الطابعة ثلاثية الأبعاد المحدثة أيضًا زيادات كبيرة في السرعة.
- لوحات التحكم القوية- تعمل لوحة التحكم الرئيسية للطابعة كعقلها. وتتيح المعالجات الأسرع إجراء حسابات أسرع وحركات أكثر سلاسة للطابعة.
- كوريكسي كينماتيكس- الطابعات ثلاثية الأبعاد، مثل
Q1 Pro باستخدام CoreXY، يمكن تحقيق سرعات سفر وتسارع أعلى مقارنة بالإعدادات الديكارتية القياسية. - المحركات المتدرجة المطورة- إن استخدام محركات متدرجة أو قضبان خطية أكثر قوة يسمح للطابعات بالبدء والتوقف وتغيير الاتجاهات بسرعة دون تفويت أي خطوات.
- أداء التدفئة- تم تحسين الأطراف الساخنة والأسرّة المُدفأة لتوفير دورات تسخين وتبريد أسرع مما يعني قضاء وقت أقل في الانتظار.
- الطباعة بدون قيود- توفر بعض الطابعات الأحدث إمكانية الاتصال اللاسلكي أو عناصر التحكم المدمجة، مما يزيل الاختناقات المحتملة في السرعة الناتجة عن نقل البيانات البطيء عبر الكابلات.
في حين أن التقدم في مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد وبينما تستحوذ التقنيات الأساسية على الاهتمام، فإن مكونات الأجهزة وخوارزميات البرامج التي تتعامل مع جميع الحركات والعمليات الدقيقة تشكل أيضًا أهمية بالغة لتحقيق أوقات طباعة سريعة للغاية. وحتى التحسينات التدريجية في هذه المجالات يمكن أن تؤدي إلى مزايا السرعة المركبة.
هل يمكنك الحصول على السرعة دون التضحية بالجودة؟
عادةً ما يكون هناك توازن بين السرعة الصرفة والجودة الشاملة في الطباعة ثلاثية الأبعاد. إذا قمت بزيادة سرعات الطباعة كثيرًا، فمن المحتمل أن تبدأ في رؤية مشكلات مثل فقدان التفاصيل، والأسطح الخشنة، وحتى فشل الطباعة.
لكن هذا لا يعني أنه يتعين عليك اختيار أحدهما أو الآخر. إليك بعض الاستراتيجيات لتحقيق التوازن الدقيق بين السرعة والجودة.
العثور على النقطة المثالية
باستخدام برامج المحاكاة والبيانات من المطبوعات السابقة، يستطيع الخبراء تحليل المكان الذي يمكنهم فيه زيادة السرعة على النموذج دون المساس بمتطلبات الجودة الضرورية. وهذا يتيح لهم تحسين الإعدادات بشكل مثالي للوصول إلى النقطة المثالية للسرعة.
تحديد الأولويات فيما يهم
بالنسبة لشيء مثل عملية الإنتاج، يتم تحديد أولويات الجودة لكل مكون. قد يستخدمون سرعات فائقة للهياكل الداخلية التي لا تحتاج إلى أن تبدو مثالية، مع الالتزام بإعدادات معتدلة لأي أسطح وتفاصيل خارجية.
التحقق الذكي
بفضل الخبرة، يتعلم المصنعون طرقًا فعّالة للتحقق من جودة الطباعة بدلاً من الإفراط في تحليل كل بوصة مربعة. تساعد تقنيات مثل المسح الضوئي الآلي للسطح والاختبار المستهدف في تأكيد أن كل شيء يبدو جيدًا بأقصى سرعة.
لا يوجد إعداد واحد لموازنة السرعة والجودة لكل طباعة ثلاثية الأبعاد. ولكن من خلال الاستفادة من الأدوات المناسبة والخبرة المكتسبة بشق الأنفس، يمكن لصانعي الطباعة إطلاق العنان لإمكانات السرعة الحقيقية التصنيع الإضافي دون المساس بالجودة حيث الأمر يهم أكثر.
احصل على سرعة الطباعة ثلاثية الأبعاد دون التنازل عن الجودة!
بفضل التقدم في المواد والبرمجيات والأجهزة، يمكن للطابعات الآن الوصول إلى سرعات غير مسبوقة دون المساس بالجودة.من خلال الاستفادة من أحدث التقنيات والمعرفة المتخصصة في العمليات المحسنة، يمكنك ضمان أن تكون مطبوعاتك ثلاثية الأبعاد سريعة فحسب، بل وتلبي أيضًا أعلى معايير التفاصيل والمتانة. كن في طليعة المنحنى من خلال استكشاف تقنيات تعزيز السرعة الجديدة باستمرار!
اقرأ المزيد
- أنواع خيوط الطابعة ثلاثية الأبعاد: دليل كامل (2024)
- الطابعة ثلاثية الأبعاد: عوامل التسعير واعتبارات التكلفة (2024)
- خيوط الطابعة ثلاثية الأبعاد مقابل الراتينج: دليل المبتدئين
- الطابعات ثلاثية الأبعاد الكبيرة مقابل الصغيرة: ما هو حجم الطابعة ثلاثية الأبعاد الأفضل؟
- متى يجب استبدال فوهة الطابعة ثلاثية الأبعاد: 7 علامات تحذيرية