Longsheng

كتكنولوجيا تصنيع متقدمة ، تعمل تقنية الطباعة 3D على تغيير وجه التصنيع تدريجيا. ومع ذلك ، فإن تحقيق الإمكانات الكاملة لتكنولوجيا الطباعة 3D يتطلب دراسة متأنية للعوامل المختلفة في التصميم والهندسة. هذه المادة سوف تستكشفالتصميم الرئيسي والاعتبارات الهندسية للطباعة 3Dلمساعدة المصممين والمهندسين على الاستفادة بشكل أفضل من هذه التكنولوجيا.

ما هي الطباعة 3D？

الطباعة 3D ، والمعروف أيضا باسم التصنيع المضافة، هي عملية يتم فيها استخدام ملف رقمي لإنشاء كائن صلب ثلاثي الأبعاد. في عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد ، يتم وضع طبقات متسلسلة من المواد بواسطة "طابعة ثلاثية الأبعاد" حتى يتم إنشاء الكائن completed.3D يتم إنشاء الكائنات المطبوعة من خلال عملية مضافة ، حيث تضع الطابعة طبقة بعد طبقة من المواد حتى يتم "طباعة" الشيء المطلوب. يمكن اعتبار كل طبقة مقطعا عرضيا مقطعا بدقة للعنصر المطبوع. مع الطباعة 3D ، يمكن للمستخدمين إنتاج أشكال معقدة دون استهلاك الكثير من المواد التي تتطلبها طرق التصنيع التقليدية.

أسلوب تشغيل الطباعة 3D هو عكس "التصنيع المطروح" ، حيث يتم قطع المواد أو تجويفها باستخدام معدات مثل آلة الطحن. على العكس من ذلك ، لا يحتاج التصنيع الإضافي إلى قالب أو كتلة مواد لإنشاء أشياء مادية. بدلا من ذلك ، تقوم بتكديس طبقات من المواد ودمجها together.3D توفر الطباعة إنشاء منتج سريع ، ونفقات منخفضة للبنية التحتية الثابتة الأولية ، والقدرة على إنشاء أشكال هندسية معقدة باستخدام عدة أنواع من المواد ، وهو أمر قد لا تكون حلول التصنيع التقليدية قادرة على القيام به بكفاءة.

ما هو دور الطباعة 3D في التصميم الهندسي؟

1. حرية التصميم:تمنح الطباعة ثلاثية الأبعاد 3D المصممين القدرة على إنشاء أي شكل أو هيكل يمكن تخيله تقريبا. هذا يفتح عالما جديدا تماما من إمكانيات التصميم ، مما يمكن المهندسين من تصنيع الأجزاء التي تعمل وتعمل بشكل أفضل.

2. التخصيص:توفر الطباعة 3D مستوى من التخصيص لا مثيل له في طرق التصنيع التقليدية. نظرا لأن الطباعة ثلاثية الأبعاد يمكن أن تخلق هندسة وهياكل معقدة ، فمن الممكن إنشاء منتجات أمومة مصممة خصيصا لتلبية الاحتياجات الفردية ، والتي لها آثار مهمة على الصناعات الطبية وطب الأسنان ، حيث يمكن استخدام 30 مطبوعة لإنشاء غرسات وأطراف صناعية مخصصة.

3. انخفاض التكاليف:واحدة من أهم مزايا الطباعة 3D هي قدرتها على خفض التكاليف. تتطلب طرق التصنيع التقليدية أدوات وقوالب وتركيبات باهظة الثمن يمكن أن تستغرق وقتا طويلا لإنتاجها وغالبا ما تكون صيانتها مكلفة. من ناحية أخرى ، تلغي الطباعة ثلاثية الأبعاد 3D الحاجة إلى هذه الأدوات والتركيبات ، مما يسمح للمهندسين بإنتاج الأجزاء بشكل أسرع وبتكلفة أقل. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للطباعة 3D استخدام الموارد بشكل أكثر كفاءة عن طريق تقليل نفايات المواد عن طريق طباعة الأجزاء المطلوبة فقط.

4. النماذج الأولية والاختبار:مهم آخرالاستفادة من الطباعة 3Dهي قدرتها على تسهيل النماذج الأولية السريعة والاختبار. في التصنيع التقليدي ، يمكن أن يكون إنشاء النماذج الأولية مستهلكا للوقت ومكلفا ، حيث يتطلب كل تكرار إنتاج أدوات أو قوالب جديدة. تقضي الطباعة ثلاثية الأبعاد 3D على هذه العملية ، مما يسمح للمهندسين بإنتاج واختبار ملاءمة وشكل ووظائف نماذج أولية متعددة بسرعة. هذا يقلل من الوقت والتكلفة المرتبطة بالنماذج الأولية ، مما يسمح للمهندسين بالتكرار بشكل أسرع وتحسين تصميماتهم.

ما هي اعتبارات التصميم الرئيسية عند إنشاء نماذج 3D؟

1. اختيار المواد

• المواد المختلفة (مثل PLA ، ABS ، النايلون ، إلخ) لها خصائص وقابلية تطبيق مختلفة. على سبيل المثال ، مواد PLA صديقة للبيئة وسهلة الطباعة وغير مكلفة ، ولكنها تتمتع بمقاومة وقوة منخفضة نسبيا للحرارة ؛ تتمتع مادة ABS بمقاومة وقوة أعلى للحرارة ، ولكنها قد تنتج رائحة غريبة وتزييفا أثناء الطباعة ؛ تتميز مادة النايلون بقوة عالية ومقاومة للتآكل ، ولكن من الصعب طباعتها.
• عند اختيار مادة ، ضع في اعتبارك عوامل مثل الغرض من النموذج وبيئة العمل والتكلفة. على سبيل المثال ، بالنسبة للنماذج التي تحتاج إلى تحمل قدر معين من الوزن أو الضغط ، اختر مادة ذات قوة أعلى ؛ بالنسبة للنماذج التي تتطلب التعرض طويل الأمد لدرجات حرارة عالية ، يجب اختيار المواد ذات المقاومة الجيدة للحرارة.

2. اتجاه الطباعة ويدعم

• يؤثر اتجاه الطباعة بشكل مباشر على جودة الطباعة واستقرار النموذج. يمكن أن يقلل اتجاه الطباعة المعقول من استخدام هياكل الدعم ، ويقلل من تكاليف الطباعة ، ويحسن معدل نجاح الطباعة للنماذج.
• يتم استخدام هيكل الدعم لدعم الجزء المتدلي أثناء عملية الطباعة ، مما يضمن عدم انهيار النموذج. يمكن أن يؤدي وجود عدد كبير جدا من هياكل الدعم إلى زيادة وقت الطباعة وتكاليف المواد ، لذلك يجب تقليل استخدام هياكل الدعم عند التصميم.
• عند اختيار اتجاه الطباعة ، يجب إعطاء الأولوية لهندسة النموذج وموقع البروز لتحديد أفضل اتجاه للطباعة وهيكل الدعم.

3. القرار وارتفاع الطبقة

• تعد الدقة وارتفاع الطبقة من العوامل الرئيسية التي تؤثر على جودة الطباعة. كلما زادت الدقة ، كلما كان النموذج المطبوع أكثر تفصيلا ؛ كلما كان ارتفاع الطبقة أصغر ، زادت إحكام الرابطة البينية للنموذج ، وزادت القوة الكلية.
• ومع ذلك ، يمكن أن تؤدي الدقة العالية وارتفاع الطبقة المنخفض إلى زيادة وقت الطباعة وتكاليف المواد. لذلك ، عند اختيار هذه المعلمات ، يجب إجراء المفاضلات بناء على الاحتياجات المحددة للمشروع. على سبيل المثال ، للعمل الفني أو النماذج التي تحتاج إلى إظهار التفاصيل ، اختر دقة عالية وارتفاع طبقة منخفض ؛ للحصول على نماذج أكثر وظيفية ، يمكن تقليل الدقة وارتفاع الطبقة بشكل مناسب لتقليل التكاليف.

4. سمك الجدار وجوفاء

• يؤثر سمك الجدار بشكل مباشر على قوة واستقرار النموذج. يمكن أن يتسبب سمك الجدار الرقيق في تشقق النموذج أثناء الطباعة أو الاستخدام ؛ يمكن أن تزيد الجدران السميكة بشكل مفرط من تكاليف المواد ووقت الطباعة.
• يسمح التصميم المجوف باستخدام أقل للمواد وتكاليف أقل مع تقليل وزن النموذج. ومع ذلك ، يمكن أن يتسبب التصميم المجوف أيضا في تشوه النموذج أو تشققه أثناء عملية الطباعة. لذلك ، يجب تحديد سمك الجدار المناسب والتصميم المجوف وفقا لغرض وحجم النموذج عند التصميم.

5. قرار مفصل

• من الأهمية بمكان التأكد من أن تفاصيل تصميمنموذج مطبوع 3Dلا تضيع أثناء عملية الطباعة. يتطلب ذلك مراعاة قيود وخصائص تقنية الطباعة بشكل كامل أثناء مرحلة التصميم لضمان قدرة النموذج على الحفاظ على التفاصيل الأصلية والدقة بعد الطباعة.
• من أجل زيادة الدقة التفصيلية ، دقة عاليةطابعة 3D، ويمكن استخدام معلمات الطباعة المحسنة (مثل سرعة الطباعة ودرجة الحرارة وما إلى ذلك) وعمليات ما بعد المعالجة المناسبة (مثل الصنفرة والسفع الرملي وما إلى ذلك) لزيادة تحسين الأداء التفصيلي للنموذج.

كيفية تصميم لأنواع مختلفة من تقنيات الطباعة 3D؟

إف دي إم

FDM (نمذجة الترسيب المنصهرة) هي تقنية طباعة 3D شائعة الاستخدام في الطابعات المنزلية. عند تصميم نموذج مناسب لطباعة FDM ، يجب مراعاة العوامل التالية:

1. سمك الجدار:تحتاج النماذج المطبوعة FDM إلى سمك جدار معين لضمان استقرار وقوة الهيكل. بشكل عام ، يجب ألا يقل سمك الجدار عن قطر فوهة الطباعة ، ويوصى بعمل سماكة مناسبة حسب الحاجة.
2. هيكل الدعم:نظرا لأن FDM هي طريقة لتكديس المواد طبقة تلو الأخرى ، يجب إضافة هيكل دعم إلى الجزء المعلق لمنع الانهيار. عند التصميم ، يجب تقليل استخدام الهياكل الداعمة واعتبارها سهلة الإزالة.
3. معدل التعبئة:يشير معدل التعبئة إلى مدى صلابة الجزء الداخلي من النموذج. من خلال ضبط معدل التعبئة ، يمكنك تقليل استخدام المواد مع الحفاظ على قوة النموذج. بشكل عام ، يمكن اختيار معدل تعبئة أقل للنماذج التي لا تحتاج إلى التعرض للكثير من الضغط.
4. اتجاه الطباعة:يمكن أن يقلل اتجاه الطباعة المعقول من استخدام هياكل الدعم ويحسن كفاءة الطباعة وجودتها. عند التصميم ، يجب تحديد أفضل اتجاه للطباعة وفقا لهندسة النموذج والغرض منه.

جيش تحرير السودان والطباعة النافثة للحبر

SLA (النمذجة المجسمة القابلة للمعالجة بالضوء) والطباعة بالحبر النفاث (الطباعة ثلاثية الأبعاد ، والمعروفة أيضا باسم الطباعة النافثة للحبر ثلاثية الأبعاد) كلاهما تقنيات الطباعة 3D التي تتطلب دقة عالية. عند تصميم نموذج مناسب لكلتا التقنيتين ، يجب مراعاة العوامل التالية:

1. متطلبات الدقة:يمكن لكل من SLA و Ink Jet Printing تحقيق دقة طباعة عالية ، لذلك يمكن تصميم الطرز ذات التفاصيل الدقيقة. ومع ذلك ، من المهم ملاحظة أن متطلبات الدقة المفرطة قد تزيد من وقت الطباعة وتكاليفها.
2. هيكل الدعم:على غرار FDM ، يجب إضافة هيكل دعم للقسم المتدلي. لكن هياكل دعم SLA و Ink Jet Printing أسهل بشكل عام في الإزالة ، حيث يمكن تحقيقها كيميائيا أو باستخدام مواد دعم قابلة للذوبان في الماء.
3. اختيار المواد:تستخدم SLA بشكل أساسي راتنجات حساسة للضوء كمواد طباعة ، بينما يمكن ل Ink Jet Printing استخدام مجموعة متنوعة من مواد المسحوق. عند التصميم ، يجب اختيار المادة المناسبة وفقا لخصائص واستخدام المواد.
4. مرحلة ما بعد المعالجة:غالبا ما تتطلب النماذج المطبوعة باتفاقية مستوى الخدمة التنظيف والمعالجة اللاحقة لإزالة الراتنج غير المعالج وتحسين قوة النموذج. من ناحية أخرى ، قد تتطلب الطباعة بالحبر النفاث معالجة لاحقة مثل الصنفرة والسفع الرملي لتحسين جودة السطح.

إس إل إس

SLS (تلبيد الليزر الانتقائي لمواد المسحوق) هي تقنية طباعة 3Dمناسبة لتصنيع الهندسة المعقدة. عند تصميم نموذج مناسب لطباعة SLS ، يجب مراعاة العوامل التالية:

1. الأشكال الهندسية المعقدة:يمكن لتقنية SLS تصنيع نماذج ذات أشكال هندسية معقدة ، مثل القنوات الداخلية والهياكل المجوفة وما إلى ذلك. عند التصميم ، يمكن استخدام هذه الميزة بالكامل لإنشاء نماذج فريدة.
2. القيود المادية:تستخدم SLS بشكل أساسي مواد المسحوق كمواد طباعة ، مثل مسحوق البلاستيك ومسحوق الشمع ومسحوق المعادن وما إلى ذلك. ومع ذلك ، تختلف درجة حرارة التلبيد وخصائص المواد المختلفة ، لذلك يجب تحديد معلمات الطباعة المثلى وفقا لخصائص المادة أثناء التصميم.
3. هيكل الدعم:عادة ما تكون إزالة هيكل دعم SLS أسهل من إزالة FDM و SLA لأنه يمكن استخدام المسحوق غير الملبد كمواد دعم. ومع ذلك ، لا تزال هناك حاجة للنظر في كيفية تقليل استخدام هياكل الدعم لتحسين كفاءة الطباعة.

ما هي الاختلافات بين تقنيات الطباعة 3D؟

نوع	دقة	سرعة	المواد	كلف	تطبيق
إف دي إم	متوسط	متوسط	المواد الذائبة الساخنة (مثل PLA ، ABS)	منخفض	الطباعة المنزلية, التعليم, النماذج الأولية
جيش تحرير السودان	عال	أسرع	راتنج حساس للضوء	متوسط	نماذج أولية عالية الدقة وأعمال فنية ومجوهرات
الطباعة بالحبر النفاث	عال	أسرع	مواد مسحوق مختلفة	متوسط إلى مرتفع	الهياكل المعقدة والأعمال الفنية والنماذج الأولية
إس إل إس	متوسط إلى مرتفع	أسرع	مواد المسحوق (مثل مسحوق البلاستيك ومسحوق المعادن)	متوسط إلى مرتفع	الأشكال الهندسية المعقدة

ما هي الاعتبارات الهندسية الحاسمة في الطباعة 3D؟

1. القوة والسلامة الهيكلية:في الطباعة 3D ، يؤثر التصميم الهيكلي للمنتج بشكل مباشر على قوته وسلامته الهيكلية. على سبيل المثال ، يمكن للهندسة المناسبة وتفاصيل التعزيز الهيكلي أن تجعل الهيكل أقوى وتقلل من المشاكل المحتملة. في الوقت نفسه ، تعد صلابة الرابطة البينية أيضا عاملا رئيسيا يؤثر على السلامة الهيكلية ، إذا لم تكن الرابطة البينية قوية ، فمن السهل أن تتسبب في ارتخاء الهيكل أو فقدان شكله.
2. التسامح والملاءمة: نظرا لتأثير العوامل المختلفة مثل المعدات والمواد والعمليات ، من الصعب مطابقة حجم النموذج المطبوع تماما مع مستندات التصميم. يمكن أن تضمن إعدادات التسامح المناسبة أن الأجزاء لن تواجه مشاكل بسبب انحرافات الأبعاد أثناء التجميع والاستخدام وما إلى ذلك.
3. الانتهاء من السطح واحتياجات ما بعد المعالجة:تشطيب السطح هو مؤشر لقياس خشونة السطح وتسطيح المنتج ، والذي له تأثير مهم على جماليات المنتج ووظائفه ؛ من أجل تحسين تشطيب السطح ، يمكن استخدام تقنيات ما بعد المعالجة مثل التنعيم بالبخار والمعالجة الحرارية ورش السطح. يمكن لهذه التقنيات القضاء على الطائرات الخشنة وخطوط الطبقات القبيحة ، مما يؤدي إلى سطح منتج أكثر سلاسة واحترافية.
4. المتانة وظروف الاستخدام:في الطباعة 3D ، يجب مراعاة بيئة وشروط استخدام المنتج ، مثل مقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل ومقاومة الماء وغيرها من الخصائص. هذه الخصائص لها تأثير مباشر على متانة المنتج وطول عمره.

كيفية تحسين التصاميم لكفاءة الطباعة 3D؟

1. تقليل وقت الطباعة:اختر اتجاه الطباعة الصحيح لتقليل الأجزاء المتدلية وهياكل الدعم ، وبالتالي تقليل وقت الطباعة واستهلاك المواد. ضع الوجه المسطح الكبير لأسفل لضمان استقرار عملية الطباعة مع تقليل وقت الطباعة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب ضبط المعلمات مثل ارتفاع الطبقة ومعدل التعبئة وسرعة الطباعة وفقا للاحتياجات المحددة للنموذج لتحقيق التوازن بين جودة الطباعة والوقت. استخدم ارتفاعات الطبقة المنخفضة في المناطق عالية الدقة لضمان جودة الطباعة ؛ في المناطق غير الحرجة ، يمكن زيادة ارتفاع الطبقة وسرعة الطباعة بشكل مناسب لتقصير وقت الطباعة.

2. تقليل استخدام المواد:يتم تحقيق تصميم خفيف الوزن عن طريق تقليل سمك جدار النموذج وإزالة التفاصيل والميزات غير الضرورية ، وبالتالي تقليل استهلاك المواد وتكاليف الطباعة. على أساس ضمان سلامة الهيكل ، تم اعتماد تصميم الهيكل المجوف أو قرص العسل لتقليل استخدام المواد. بالنسبة للطرز التي لا تحتاج إلى التعرض لضغط مفرط ، يمكن استخدام تصميم تجويف داخلي لتقليل استهلاك المواد ووقت الطباعة. عند تصميم الهيكل المجوف الداخلي ، من المهم ضمان ثباته ودعمه لتجنب التشوه أو الانهيار أثناء عملية الطباعة.

3. تبسيط مرحلة ما بعد المعالجة:في عملية التصميم ، قلل من استخدام هياكل الدعم لتقليل صعوبة ووقت المعالجة اللاحقة. استفد من وظيفة توليد الدعم التلقائي لبرنامج التقطيع لتقليل الضبط اليدوي الممل. قم بتحسين تفاصيل النموذج وتجنب تصميم التفاصيل والميزات المعقدة للغاية لتقليل جهد ما بعد المعالجة. عند الضرورة ، يمكن استخدام هياكل الدعم القابلة للإزالة أو القابلة للإزالة بسهولة لتسهيل المعالجة اللاحقة.

4. دفعة الطباعة:أثناء عملية التصميم ، ضع في اعتبارك دمج نماذج متعددة معا للطباعة المجمعة لتحسين كفاءة الإنتاج. من خلال التخطيط والترتيب المعقولين ، تأكد من أن كل نموذج يمكنه الحصول على تأثير طباعة جيد. قبل الطباعة على دفعات ، يتم تسخين الطابعة ومعايرتها لضمان استقرار ودقة عملية الطباعة. رتب تسلسل الطباعة والوقت بشكل معقول لتجنب الانتظار والهدر.

Longsheng: المورد الوحيد للأجزاء المخصصة

مع أكثر من 15 عاما من الخبرة في التصنيع ، نتعامل مع أجزاء CNC بتسامح يصل إلى 0.005 مم ، والاقتباس في نفس اليوم ، والتسليم لمدة 72 ساعة. لقد أنتجنا أكثر من 80000 جزء مختلف من كمية مختلفة. هدفنا هو توفير خدمات تصنيع الأجزاء المعدنية عالية الجودة وعالية الكفاءة للنماذج الأولية وكذلك عملاء الإنتاج الضخم. كانت Longsheng في مكانة رائدة في صناعات مماثلة في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ، وقولبة الحقن ، وتصنيع الصفائح المعدنية ، وختم المعادن ، والنماذج الأولية السريعة ، والطباعة 3D وغيرها من الخدمات. حول أفكارك إلى حقيقة من خلال خدمات التصنيع الممتازة عند الطلب لإنتاج نماذج أولية بسيطة ومعقدة وأجزاء نهائية ، وجميع منتجاتنا تلبي متطلبات التحمل والجودة الصارمة.

ملخص

تفتح تقنية الطباعة 3D العديد من الاحتمالات الجديدة للتصميم والهندسة ، ولكن في الوقت نفسه ، يجب مراعاة عوامل مختلفة بعناية لضمان جودة وأداء المنتج النهائي. يمكن للمصممين والمهندسين الاستفادة الكاملة من إمكانات تكنولوجيا الطباعة 3D لإنشاء منتجات أكثر ابتكارا وعملية من خلال اختيار مواد الطباعة بشكل عقلاني ، وتحسين حجم وشكل نموذج التصميم ، وتصميم هياكل الدعم بشكل عقلاني ، والنظر في متطلبات دقة الطباعة ، وإجراء تحليل التكلفة والعائد ، واعتماد التصميم المتكامل واستراتيجيات تخفيض الوزن ، مع الأخذ في الاعتبار جدوى عمليات ما بعد المعالجة ، وتحويل التفكير الإبداعي والاستفادة الكاملة من خصائص تكنولوجيا التصنيع المضافة.

اخلاء المسؤوليه

المحتوى الموجود في هذه الصفحة هو للإشارة فقط.لونغشنغلا تقدم أي تمثيل أو ضمان صريح أو ضمني فيما يتعلق بدقة المعلومات أو اكتمالها أو صحتها. لا ينبغي استنتاج أي معلمات أداء أو تفاوتات هندسية أو ميزات تصميم محددة أو جودة المواد ونوعها أو صنعتها فيما يتعلق بما سيقدمه مورد أو مصنع تابع لجهة خارجية من خلال شبكة Longsheng. تقع على عاتق المشتريالبحث عن عرض أسعار لقطع الغيارلتحديد المتطلبات المحددة لتلك الأجزاء.رجاءًاتصل بناللمزيدإنفأورميشن.

فريق لونغشينغ

تمت كتابة هذه المقالة من قبل العديد من المساهمين في Longsheng. Longsheng هي مورد رائد في قطاع التصنيع ، معالتصنيع باستخدام الحاسب الآلي,تصنيع الصفائح المعدنية,الطباعة 3D,حقن صب,ختم المعادن، وأكثر من ذلك.