في شركة بوين، نتعمق أحيانًا في النماذج الأولية السريعة، على الرغم من أنها ليست نشاطنا الأساسي. لدينا شركاء منتظمون يتولون هذا الجانب، مما يوفر على عملائنا الوقت في البحث عن موردين مناسبين للطباعة ثلاثية الأبعاد ويضمن خدمة أسرع وأكثر موثوقية.
الأغراض الرئيسية للطباعة ثلاثية الأبعاد في سياقنا تشمل:
1. التحقق من التصميم وتأكيد الوظيفة:
قبل بدء إنتاج القوالب، نستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد للتأكد من أن التصميم خالٍ من الأخطاء ويستوفي المتطلبات الوظيفية المتوقعة. يشكل هذا الجزء الأكبر من أعمالنا في الطباعة ثلاثية الأبعاد، حيث يعمل بشكل أساسي كفحص نهائي قبل بدء تصنيع القوالب.
مثال 1
هذا موصل بلاستيكي صممناه لربط قطعتين من الألومنيوم. يحتوي على آلية تثبيت بالضغط، مما يعني أنه سيتعرض لقوة ضغط كبيرة أثناء التجميع. لذلك، اخترنا طباعة هذه العينة باستخدام مادة النايلون نظرًا لمتانتها الأعلى مقارنة بالبلاستيك الآخر.
ومع ذلك، فإن مرونة آلية التثبيت بالضغط أقل قليلاً من مرونة النايلون الحقيقي. ومع ذلك، لا تزال تلبي توقعاتنا ومتطلباتنا.
مثال 2
في هذا المثال، يمكننا تجميع المكونات المختلفة معًا واختبار مدى ضيق أو ارتخاء التثبيت، وكذلك التأكد من أن آلية التثبيت بالضغط تعمل كما هو متوقع.
2. نماذج العرض التقديمي:
نستخدم النماذج الأولية المطبوعة ثلاثية الأبعاد للعروض الداخلية والخارجية لاستكشاف التحسينات المحتملة أو تقييم ما إذا كان سيتم الاستمرار في المشروع أو إنهاؤه. بعد الطباعة، يبقى استمرار المشروع غير مؤكد.
3. إنتاج دفعات صغيرة:
عادةً ما يتراوح عدد القطع من 50 إلى 150 قطعة، حيث يختبر هذا النهج تقبل السوق مع توفير تكاليف القوالب. من المهم تقييم ما إذا كان الاستثمار مجديًا من حيث التكلفة، حيث يمكن أن ينافس تكلفة إنتاج القوالب. يكمن الاختلاف الرئيسي في دورة الإنتاج الأقصر بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك، فإن اختيار المادة - مع مراعاة الخواص الميكانيكية وعمر الخدمة - أمر حيوي. بينما قد لا تكون راتنجات الفوتوبوليمر القياسية مناسبة دائمًا، فإن مواد مثل النايلون أكثر شيوعًا، على الرغم من أنها محدودة في التنوع وأعلى تكلفة.
4. الاستخدام كأدوات فحص:
يمكن للمنتجات المطبوعة براتنج الفوتوبوليمر تحقيق دقة تبلغ +/- 0.1~0.2 مم، مما يجعلها مناسبة للاستخدام كقوالب فحص. يسمح هذا النهج بالتحقق من الأسطح ثلاثية الأبعاد المعقدة مقابل التصاميم الأولية. علاوة على ذلك، فإن تكلفة الطباعة ثلاثية الأبعاد لهذه الأدوات أقل بكثير من التشغيل الآلي (CNC). وهذا يعني أنه يمكن استخدامها بشكل فعال كأدوات فحص بدقة أقل قليلاً وعمر خدمة أقصر، ولكن بتكلفة أقل بكثير.
مثال 3
في هذا المثال، نستخدم عينة مطبوعة ثلاثية الأبعاد للتحقق مما إذا كان الكفاف ثلاثي الأبعاد للأجزاء المصبوبة بالحقن يتطابق مع انحناء التصميم المطلوب. نحتاج أولاً إلى تصميم شكل قالب الفحص هذا، والذي يتم تصميمه عكسيًا بناءً على السطح المنحني ثلاثي الأبعاد للمنتج.
بعد إنتاج المنتج البلاستيكي، نضعه على القالب، باستخدام أيدينا لقياس مدى ضيق التثبيت وفحصه بصريًا للتأكد من محاذاة الكفاف بشكل مثالي.
باختصار، تلعب الطباعة ثلاثية الأبعاد دورًا متعدد الاستخدامات في النماذج الأولية السريعة، من التحقق من التصميم إلى اختبار السوق. من خلال التعاون مع شركائنا المحترفين، نقدم حلول طباعة ثلاثية الأبعاد شاملة وفعالة لعملائنا.
5. هياكل الدعم لتصحيح التشوهات:
يمكن أن تتعرض المنتجات البلاستيكية أحيانًا للتشوه أو الانحناء. الحل الشائع هو استخدام هياكل دعم داخل المنتج مباشرة بعد الحقن لمقاومة التشوه. بمجرد إزالة الدعامات، يمكن أن يحقق المنتج حالة ناعمة.
يجب تصميم هياكل الدعم هذه بشكل منحني ثلاثي الأبعاد لتناسب جدران المنتج الجانبية جيدًا، وتجنب نقاط الاتصال الموضعية التي قد تترك علامات. ستكون طرق التشغيل الآلي التقليدية (CNC) لمثل هذه التصاميم مكلفة، ولكن استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد يقلل التكلفة بشكل كبير.
مثال 4
على سبيل المثال، في المنتج البلاستيكي الموضح أدناه، ينهار جدار جانب واحد بعد الحقن، بينما يظل الجانب الآخر مسطحًا. مع أخذ ذلك في الاعتبار، قمنا بتصميم هيكل دعم لتشكيل المنتج بشكل فعال.
المواد التي نستخدمها للطباعة ثلاثية الأبعاد
في الواقع، بينما تتوفر العديد من المواد للنماذج الأولية السريعة والطباعة ثلاثية الأبعاد، فإن العديد منها إما غير مُعتمد على نطاق واسع أو مكلف للغاية. لذلك، مع الأخذ في الاعتبار التكلفة والتوفر، نستخدم حاليًا الأنواع الأربعة التالية من المواد فقط:
1. راتنج فوتوبوليمر: هذا مادة طباعة ثلاثية الأبعاد مستخدمة على نطاق واسع، وتُفضل لأدائها المتوازن بشكل عام. تتمتع الأجزاء المطبوعة براتنج الفوتوبوليمر بسطح أملس وقوة معتدلة ومقاومة معتدلة للحرارة، كل ذلك بتكلفة منخفضة نسبيًا. ومع ذلك، لها عيوبها: قد لا تكون قوية بما يكفي تحت الحمل المستمر، ويمكن أن تتشوه تحت الضغط المطول، وقد تبهت مع مرور الوقت.
2. النايلون: معروف بقوته العالية، حيث يبلغ حوالي 60-80% من قوة النايلون المصبوب بالحقن. ومع ذلك، يمكن أن تختلف القوة الفعلية اعتمادًا على ظروف كل مصنع، مثل المعدات المستخدمة ومواد الإنتاج وعمليات التصنيع. يتميز النايلون بسطح محبب بشكل ملحوظ مع حبيبات وخطوط مرئية، وهو أيضًا أكثر تكلفة إلى حد ما.
3. PMMA (الأكريليك): يُستخدم بشكل أساسي للأجزاء التي تتطلب الشفافية. ومع ذلك، فإن شفافيته ليست عالية مثل تلك الموجودة في الأجزاء الشفافة المصبوبة بالحقن، مع بعض عدم الاستواء السطحي ومظهر غير لامع.
4. السيليكون وTPU ومواد المطاط اللين الأخرى: هذه المواد عملية جدًا، حيث توفر حلولًا للنماذج الأولية السريعة لمنتجات المطاط اللين. تحاكي خصائص مواد المطاط اللين التقليدية إلى حد ما وهي مناسبة للتطبيقات التي تتطلب الليونة والمرونة.
بشكل عام، يهدف اختيارنا لمواد الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى تحقيق التوازن بين الأداء والتكلفة وتعدد الاستخدامات في التطبيق. من خلال اختيار المواد المناسبة للاحتياجات المحددة بعناية، يمكننا تلبية متطلبات عملائنا بشكل فعال في النماذج الأولية السريعة والإنتاج بكميات صغيرة.
جدول شامل لتقنيات النماذج الأولية السريعة والمواد
مع التقدم السريع لتقنيات النماذج الأولية (بما في ذلك الطباعة ثلاثية الأبعاد وغيرها) والتنوع المتزايد باستمرار للمواد المتاحة، غالبًا لا تكون هناك حاجة لفهم متعمق لكل منها. عادةً ما تكون المعرفة العامة كافية.
لتوفير مرجع أكثر إيجازًا ووضوحًا، قمنا بتجميع جدول يسرد عمليات النماذج الأولية السريعة الشائعة المتاحة في السوق اليوم، جنبًا إلى جنب مع المواد المقابلة لها وأشكال هذه المواد. بهذه الطريقة، يمكن لعملائنا وشركائنا الوصول بسرعة إلى المعلومات الأساسية واتخاذ قرارات أكثر فعالية مصممة خصيصًا لاحتياجاتهم المحددة.
| تقنية النمذجة السريعة | المواد المقابلة (البلاستيك فقط) | شكل المادة |
|---|---|---|
| النمذجة بالترسيب المنصهر (FDM) | PLA، ABS، PETG، TPU، إلخ. | خيط |
| طباعة مجسمة بالضوء (SLA) | راتنج فوتوبوليمر | راتنج سائل |
| التلبيد الانتقائي بالليزر (SLS) | نايلون، بوليستيرين | مسحوق |
| معالجة الضوء الرقمي (DLP) | راتنج فوتوبوليمر | راتنج سائل |
| النمذجة بالترسيب المنصهر (FDM) | PLA، ABS، PETG، TPU، إلخ. | خيط |
| طباعة بولي جت | راتنجات بوليمر ضوئي متنوعة (مرنة، صلبة) | راتنج سائل |
| الطباعة ثلاثية الأبعاد بسرير المسحوق ورأس الحبر النفاث | مسحوق معدني، مسحوق بلاستيكي (بما في ذلك PMMA)، مسحوق سيراميك | مسحوق |
| ربط الرابط (للبلاستيك) | أكريليك، نايلون | مسحوق |
| التشغيل الآلي بالتحكم الرقمي (للنمذجة) | ABS، البولي كربونات، الأكريليك، النايلون | كتلة صلبة |
| صب بالتفريغ | راتنج بولي يوريثان (يحاكي أنواعًا مختلفة من البلاستيك) | راتنج سائل |
الملخص
باختصار، بينما لا تمثل النماذج الأولية السريعة نشاطنا التجاري الأساسي، إلا أننا قادرون على تقديم هذه الخدمات من خلال موردينا الموثوقين. تناولت هذه المقالة المواد الرئيسية المتاحة وقدمت أمثلة للفهم السريع. إذا كنت بحاجة إلى هذه الخدمات، فلا تتردد في الاتصال بنا.
الأسئلة الشائعة
يمكنك استخدام تنسيقات الملفات STL أو STEP أو X_T. يمكن أيضًا استخدام بعض التنسيقات الأخرى، ولكن تحويلها إلى هذه التنسيقات يكون أكثر أمانًا عادةً.
بشكل عام، يتراوح بين $0.1-0.15 لكل جرام. كلما كان المنتج أصغر، ارتفع سعر الوحدة.
هناك العديد من أنواع النايلون للطباعة ثلاثية الأبعاد، بما في ذلك تلك مع وبدون ألياف زجاجية. النوع الأول أكثر تكلفة. بشكل عام، تتراوح أسعارها من $0.25-0.35 لكل جرام.
كما يظهر من أسعار الوحدة المذكورة سابقًا، فإن سعر وحدة الطباعة ثلاثية الأبعاد أعلى، ولكن لا توجد تكاليف استثمارية أولية للقوالب. بشكل عام، يمكن أن تصل تكلفة 50-100 طباعة ثلاثية الأبعاد إلى تكلفة قالب. بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما تكون مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد أقل جودة من البلاستيك المستخدم في حقن القوالب.
تتطلب النماذج المصنوعة من راتنجات حساسة للضوء يومًا واحدًا، بينما تتطلب مواد النايلون وغيرها عمومًا 1-3 أيام.
