آلة ثلاثية الأبعاد كبيرة

أنواع ماكينات الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة

مع أحجام البناء الضخمة التي يمكنها إنشاء أجسام أكبر، تأتي ماكينة الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة بأنواع مختلفة، لكل منها تطبيقه وتقنيته الخاصة.

• طابعة FDM ثلاثية الأبعاد كبيرة:

  تبني طابعة FDM ثلاثية الأبعاد الكبيرة النماذج طبقةً تلو طبقة باستخدام البلاستيك الحراري. يمكن لطابعات FDM الكبيرة إنشاء أجسام أكبر باستخدام نفس تقنيات طابعات FDM الأصغر. تستخدم فوهة مُسخّنة للخيوط لطرد البلاستيك المُذاب على شكل طبقات رقيقة على منصة البناء، مما يؤدي إلى تبريدها وتصلّبها لتشكيل طبقة جديدة. عادةً ما تكون هذه الطابعات أكثر بأسعار معقولة وهي شائعة في صناعة النماذج الأولية الكبيرة.

• طابعة SLA ثلاثية الأبعاد كبيرة:

  تقوم طابعة SLA ثلاثية الأبعاد الكبيرة بتصلب الراتنج السائل إلى أجسام صلبة طبقةً تلو طبقة. تستخدم طابعة SLA ثلاثية الأبعاد الكبيرة شعاعًا ليزريًا فوق بنفسجي (UV) لتتبع وتصلب راتنج حساس للضوء داخل حوض، وبناء النموذج من الأسفل إلى الأعلى. على عكس طابعات FDM، توفر طابعات SLA دقة أعلى وتفاصيل أدق. ومع ذلك، قد يكون الراتنج أكثر هشاشة من المواد المستخدمة في طابعات FDM.

• طابعة SLS ثلاثية الأبعاد كبيرة:

  تستخدم طابعات SLS ثلاثية الأبعاد الكبيرة تقنية الليزر لدمج المسحوق معًا، وبناء النماذج طبقةً تلو طبقة. توفر طابعات SLS ميزة عدم الحاجة إلى هياكل الدعم، حيث يمكن للمسحوق غير المُدمج أن يدعم الميزات المُتدلية أثناء عملية الطباعة. هذا يجعل من الممكن إنشاء أشكال هندسية أكثر تعقيدًا. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع المطبوعات ثلاثية الأبعاد SLS بسلامة هيكلية ممتازة ومتانة، مماثلة لأساليب التصنيع التقليدية. ومع ذلك، تميل آلات SLS الكبيرة إلى أن تكون أغلى ثمناً من طابعات FDM أو SLA وتُستخدم بشكل أساسي في البيئات الصناعية.

• رشّ المواد:

  تعمل طابعات رشّ المواد ثلاثية الأبعاد الكبيرة مثل طابعات الحبر النافث، حيث تُرشّ المواد السائلة على منصة البناء على شكل طبقات. يمكن القيام ببناءات كبيرة باستخدام رؤوس طباعة متعددة تُودع وتُشفي المُبلمرات الضوئية. وهذا يخلق نماذج كبيرة دقيقة ومفصلة مع تشطيبات سطح ناعمة. ومع ذلك، قد تكون طابعات رشّ المواد الكبيرة باهظة الثمن.

• رشّ المادة الرابطة:

  في الطباعة ثلاثية الأبعاد برّشّ المادة الرابطة الكبيرة، يتم ترسب مادة رابطة سائلة بشكل انتقائي على سرير مسحوق. وهذا يربط جزيئات المسحوق معًا لتشكيل طبقة. قد تستخدم طابعات رّشّ المادة الرابطة الكبيرة الرمل أو المعدن أو السيراميك أو البوليمر لإنشاء أجزاء ونماذج أولية كبيرة. يُتيح رشّ المادة الرابطة سرعات بناء سريعة ويمكنه غالبًا إنتاج أجزاء أكبر بأسعار معقولة أكثر من الطرق الأخرى. تُستخدم طابعات رّشّ المادة الرابطة الكبيرة عادةً لإنشاء نماذج أولية وظيفية وأجزاء إنتاج وقوالب ونوى لصبّ القوالب.

مواصفات وصيانة ماكينات الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة

مواصفات

تتمتع آلات الطباعة ثلاثية الأبعاد ذات التنسيق الكبير عادةً بالمواصفات التالية:

• حجم البناء: حجم البناء هو السعة الأقصى للأبعاد التي يمكن للجهاز أن يُنتج فيها المنتجات. غالبًا ما تتمتع ماكينات الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة بحجم بناء أكبر مقارنةً بالأجهزة القياسية، لذا فهي قادرة على إنشاء أجسام أكبر أو العديد من الأجسام الأصغر حجمًا في وقت واحد خلال عملية طباعة واحدة.
• ارتفاع الطبقة: يُشير ارتفاع الطبقة إلى سمك كل طبقة تُودعها الآلة عند تجميع الجسم. يمكن أن يكون لآلات الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة ارتفاعات طبقة مختلفة بناءً على تقنية التصنيع الخاصة بها والاستخدام المُقصود. يمكن لآلة ذات حجم بناء كبير وارتفاع طبقة صغير أن تُنشئ أجسامًا مُفصلة للغاية، بينما يُناسب ارتفاع الطبقة الأعلى إنتاج النماذج الأولية الخام بسرعة.
• الدقة: يمكن أن تتميز ماكينات الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة بأنواع مختلفة من الدقة، مثل دقة محور X/Y ودقة محور Z. بشكل عام، ترتبط دقة محور Z ارتباطًا وثيقًا بارتفاع الطبقة، بينما تعتمد دقة محور X/Y على حجم المحركات وأنظمة القيادة. من خلال وجود مقاييس أكبر وأنظمة قيادة محركات أعلى، تتمكن ماكينات الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة من تحقيق دقة X/Y أعلى.
• توافق المواد: عادةً ما تتمتع ماكينات الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة بقدرة على استخدام مجموعة متنوعة من المواد، بما في ذلك البلاستيك والمعدن والسيراميك والمواد البيولوجية. اعتمادًا على حجم وتقنية الآلة، يمكنها دعم أنواع وأشكال مختلفة من المواد، مثل الخيوط والمسحوق والراتنج والحبر.

صيانة

تختلف صيانة ماكينات الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة حسب النماذج المُحددة والمُصنعين، لكن بشكل عام، يُطلب اتباع الخطوات التالية:

• من المهم قراءة دليل المُستخدم ودليل الصيانة بعناية، لفهم متطلبات التشغيل الآمن وإجراءات الصيانة الأكثر فعالية.
• تُعتبر عملية تنظيف الآلات الكبيرة بانتظام أمرًا مهمًا في منع الانسداد والاهتراء وغيرها من المشكلات التشغيلية. تُشمل مواد التنظيف عادةً مضخة هواء وفرشاة وكاشطة، إلخ. بالنسبة لأجزاء الآلة المختلفة، من الضروري تبني طرق وأدوات تنظيف مناسبة.
• من المهم الحفاظ على بيئة العمل جيدة. عادةً ما تحتاج ماكينة الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة إلى العمل تحت درجة حرارة ورطوبة معينة لضمان أداء ثابت وجودة طباعة. من المهم أيضًا تجنب الغبار والحطام والمُلوّثات الأخرى.
• تُشمل مكونات الآلة التي تحتاج إلى صيانة واستبدال بانتظام فوهة الطباعة والمنصة وعناصر التسخين والمروحة والمحملات والحزام، إلخ. من المهم التحقق من حالة هذه المكونات بانتظام، وتنظيفها وتزييتها إذا لزم الأمر، واستبدالها بأخرى جديدة عند تآكلها بشكل مفرط.
• من المهم معايرة آلة الطباعة ثلاثية الأبعاد بشكل دوري لضمان محاذاة وتسوية مناسبة، وبالتالي الحفاظ على دقة الطباعة. يحتاج المُستخدمون إلى اتباع إرشادات المعايرة في دليل المُستخدم لإجراء عمليات التسوية وضبط المعلمات لمنصة الطباعة والفوهة، وغيرها.

سيناريوهات استخدام ماكينات الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة

تُستخدم ماكينات الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة في العديد من المجالات عبر الصناعات لأنها تُنتج أشياء كبيرة بشكل أسرع وأقل تكلفةً من الطرق القديمة. فيما يلي بعض السيناريوهات التي تُحدث فيها ماكينات الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة فرقًا.

• البناء

  يمكن لماكينات الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة طباعة مكونات المباني وحتى المنازل بأكملها بسرعة. على سبيل المثال، في المكسيك، طُبعت منازل منخفضة التكلفة باستخدام ماكينات الطباعة ثلاثية الأبعاد في يوم واحد. في الصين، أنشأت ماكينات الطباعة ثلاثية الأبعاد فندقًا كاملًا باستخدام أنابيب الخرسانة كمادة بناء. تمّ بناء هذه الفنادق بسرعة وبكلفة منخفضة.

• التطوير الحضري

  تُنشئ طابعات ثلاثية الأبعاد كبيرة نماذج للمدن للمهندسين المعماريين والمُخططين. يسمح مقياس هذه النماذج بسهولة التحقق من التصميم والتخطيط وتفاعل أصحاب المصلحة. في سنغافورة، يستخدم مُخططو المدن طابعات ثلاثية الأبعاد كبيرة لتصور سيناريوهات التطوير الحضري المختلفة. يفعلون ذلك قبل تنفيذها. تصبح صناعة النماذج أسرع وأكثر فعالية نظرًا لاستخدامهم لتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد.

• مجال الفضاء

  تُستخدم شركات الفضاء ماكينات الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة لتصنيع أجزاء أخف وزنًا للطائرات والصواريخ. تستخدم بوينج طابعات ثلاثية الأبعاد كبيرة لإنتاج أدوات ونماذج مخصصة لصناعة الطائرات. أيضًا، تُنتج طابعات ثلاثية الأبعاد كبيرة مكونات خفيفة الوزن من البوليمرات والمُعادن. تُقلل من وزن الطائرات واستهلاك الوقود. كما تُحسّن كفاءة صواريخ الفضاء. وهذا فوز لكلا من الشركات والبيئة.

• صناعة السيارات

  تُستخدم شركات صناعة السيارات الآن الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة لإنشاء نماذج أولية سريعة وأدوات وحتى أجزاء نهائية. تستخدم فولكس واجن طابعات ثلاثية الأبعاد كبيرة لإنشاء أدوات إنتاج وأجزاء مخصصة لتجميع السيارات. تُساعد الطابعات في تسريع عملية الإنتاج. أدى استخدام طابعات ثلاثية الأبعاد في صناعة السيارات إلى تسريع تطوير المنتجات وخفض التكاليف وتحسين أداء السيارات.

• الإعلان والتسويق

  تُنشئ ماكينات الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة شاشات ترويجية كبيرة ونسخًا من المنتجات للأحداث وافتتاح المتاجر والمعارض التجارية. استخدمت علامات تجارية مثل كوكاكولا وأديداس الطباعة ثلاثية الأبعاد على نطاق واسع لإنشاء تركيبات ماركة تجذب الانتباه في الأحداث الرياضية الكبرى.

• الفن والتصميم

  يستخدم الفنانون والمُصممون طابعات ثلاثية الأبعاد كبيرة لإنشاء منحوتات كبيرة وتركيبات وأعمال معمارية. يُتيح مقياس وإمكانية تحمل تكاليف الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة إمكانيات إبداعية جديدة وتجربة أسرع. يدفع العديد من الفنانين المعاصرين حدود الطباعة ثلاثية الأبعاد على نطاق واسع. يستخدمونها لِطرح أسئلة حول أفكار الإنتاج الضخم والفرادة والعلاقة بين الرقمي والمادي.

كيفية اختيار ماكينة طباعة ثلاثية الأبعاد كبيرة

عند اتخاذ قرار شراء ماكينات الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة، يجب على المشترين مراعاة عوامل رئيسية:

• متطلبات الإنتاج

  هذا هو العامل الأساسي الذي يجب مراعاته عند اختيار طابعة ثلاثية الأبعاد ذات تنسيق كبير. من المهم تحديد أنواع الأجزاء التي تحتاج إلى إنتاجها وأبعادها وحجم الإنتاج والمواد المطلوبة. يمكن أن تُؤثر هذه العوامل على طراز الطابعة وحجم البناء والدقة وتوافق المواد.

• التقنية والميزات

  اختر طابعة تستخدم تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد المناسبة لاحتياجات المشتري. بالإضافة إلى ذلك، من المهم تقييم ميزات الطابعة، مثل حجم البناء ودقة الطباعة وتوافق المواد والسرعة. تأكد من أن الطابعة المختارة تمتلك القدرات اللازمة لتلبية احتياجات الإنتاج المحددة.

• قيود الميزانية

  ضع في اعتبارك سعر شراء الطابعة وتكاليف التشغيل، بما في ذلك تكاليف المواد والصيانة والطاقة. من الضروري اختيار طابعة تُقدم أفضل قيمة مقابل المال مع الحفاظ على قيود الميزانية.

• الدعم والمجتمع

  اختر طابعة تتمتع بدعم عملاء قوي ومجتمع مُستخدمين نشط. يمكن أن يكون هذا مفيدًا في استكشاف الأخطاء وإصلاحها ومشاركة التجارب مع مُستخدمين آخرين.

• إمكانية التوسع في المستقبل

  اختر طابعة يمكنها زيادة الإنتاج بسهولة لتجنب الحاجة إلى استثمارات إضافية في المعدات.

أسئلة شائعة حول ماكينات الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة

س1: ما هي المواد التي يمكن لطابعة ثلاثية الأبعاد ذات تنسيق كبير العمل معها؟

ج1: يعتمد هذا على الطابعة المحددة. تعمل العديد من الطابعات الكبيرة فقط مع أنواع معينة من البلاستيك. ومع ذلك، يمكن لبعض الطرازات استخدام المعادن والسيراميك والمواد الأخرى.

س2: ما هو الحد الأقصى للحجم الذي يمكن لماكينات الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة إنشاؤه؟

ج2: يمكن لماكينات الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة إنشاء عناصر كبيرة جدًا. يعتمد الحد الأقصى للحجم الدقيق على حجم البناء للآلة. يمكن لبعض الآلات ذات محور Z غير المحدود أن تُنشئ أجسامًا يصل ارتفاعها إلى 3 أمتار.

س3: ما مدى سرعة طباعة ماكينات الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة؟

ج3: تختلف السرعة حسب حجم الجسم والدقة المطلوبة وإعدادات الآلة. بشكل عام، يمكن لماكينات الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة أن تُطبع بشكل أسرع من الآلات القياسية لأنها تستخدم أبعادًا أكبر.

س4: هل هناك أي قيود على الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة؟

ج4: نعم، تحتاج الطباعة الكبيرة إلى المزيد من المواد، وقد تكون التكلفة مرتفعة. كما أن طابعة الطباعة ثلاثية الأبعاد الكبيرة لها أيضًا حدود الدقة. قد لا تُنتج ميزات صغيرة مُفصلة مثل الطابعات الدقيقة.

س5: هل يمكن استخدام طابعات ثلاثية الأبعاد كبيرة متعددة معًا؟

ج5: نعم، في بعض الأحيان تُستخدم الطابعات الكبيرة بالتوازي أو مُرتبطة معًا لطباعة أجزاء كبيرة جدًا أو لزيادة معدل الإنتاج.