مدى اختلاف الطباعة على الطابعات ثلاثية الأبعاد مقابل 2200 دولار و 200 ألف دولار

في كل عام ، أصبحت الطابعات ثلاثية الأبعاد المنزلية أسهل في الاستخدام وأسرع وأكثر وظيفية. تتزايد قائمة وسائل الإعلام المطبوعة تدريجيًا. ليس الوقت هو الوقت الذي سيكون فيه من الممكن طباعة المنتجات المعدنية والزجاجية في المنزل ، وليس فقط المنتجات البلاستيكية.

تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد بإحداث ثورة أكبر في الصناعة والبناء. تستخدم الآن الطابعات ثلاثية الأبعاد تقريبًا في جميع أنحاء العالم للنماذج الأولية ، وفي المستقبل سيبدأ بالتأكيد الإنتاج الضخم للمنتجات عالية الجودة.

مع تحسن الطابعات ثلاثية الأبعاد "محلية الصنع" محلية الصنع ، يطرح سؤال مثير للاهتمام: إلى أي مدى تختلف جودة الطباعة المنزلية عن الطباعة الصناعية؟؟؟ هذا هو السؤال الذي طرحه المهندس الأمريكي وعشاق الطباعة ثلاثية الأبعاد Mike Skrzypczak. للحصول على العينة ، ذهب إلى مختبر إنتاج Caterpillar ، وهي إحدى الشركات الرائدة في إنتاج المعدات الخاصة الكبيرة.

تم تركيب طابعة Stratasys Fortus 380 MC باهظة الثمن في المختبر بتكلفة تبلغ حوالي 200،000 دولار أمريكي. تم تصميم هذه الطابعة التي يبلغ ارتفاعها 2 مترًا لإنتاج نماذج أولية مقاومة للتآكل تتناسب مع خصائص المنتج النهائي ، بالإضافة إلى أدوات إنتاج متنوعة وأجزاء تصنيع عالية الضغط.


طابعة Stratasys Fortus 380 MC

الطابعة الصناعية تطبع سبعة أنواع من اللدائن الحرارية : ABS-M30؛ ABS-M30i ؛ ABS-ESD7 ؛ ASA مادة PC-ISO باللون الأبيض وشفافة ؛ جهاز كمبيوتر FDM Nylon 12. طبقاً للمواصفات الرسمية ، يبلغ سمك الطبقة 0.330 مم ، 0.254 مم ، 0.178 مم أو 0.127 مم.

بالنسبة لعينة الطباعة ، أخذ مايك التفاصيل الحقيقية - جهازًا مساعدًا لوضع حلقات في تصنيع المعدات الإلكترونية. في السابق ، تم عمل مثل هذه النماذج في الصحافة عن طريق التشكيل ، ولكن الطباعة ثلاثية الأبعاد الآن ممتازة لذلك.

لذا ، سيحاول Lulzbot Taz 5 3D بسعر التجزئة البالغ حوالي 2200 دولار التنافس مع الوحش الصناعي .




قامت طابعة Lulzbot Taz 5 3D

Stratasys Fortus 380 MC بطباعة جزء من بلاستيك ABS مع تغطية 100٪ ، مع سمك الطبقة القياسي والإعدادات الافتراضية العادية. يقول مايك إنه في المصنع لم يُسمح له بدخول الآلة مباشرة ، لذلك لا يمكنه أن يخبر بالتفصيل عن خيارات الطباعة. لقد قدم المختبر هذه التفاصيل بناءً على طلبه ، وشكراً على ذلك.

استخدم المهندس خيوط الوركين على طابعة منزلية ، وتم إجراء الطباعة باستخدام فوهة بقطر 0.5 مم ، وسمك طبقة 0.1 مم ، وملء 25 ٪ ، مع أربع طبقات صلبة علوية وسفلية ، وسرعة طباعة 45 مم / ثانية وتسارع قياسي ، ودرجة حرارة بثق 240 درجة مئوية. درجة حرارة سطح العمل 110 درجة مئوية وعرض البثق 0.6 ملم.

من غير المحتمل أن يطلق على هذا الاختبار أنه صحيح تمامًا. لسنا على علم بإعدادات الطباعة الدقيقة للطابعة الصناعية. بالإضافة إلى ذلك ، استخدم المهندس لسبب ما خيوط HIPS مختلفة ، على الرغم من أن الطابعة المنزلية يمكنها طباعة نفس ABS ، وملء 25 ٪ بدلاً من 100 ٪. بشكل عام ، هذه مقارنة سطحية للغاية ، لكنها لا تزال مثيرة للاهتمام.

استغرق طباعة المنتج على الجهازين 18 ساعة. إذن ماذا حدث؟

في الصور ، يسهل تمييز الجزئين ، لأن الجزء الصناعي أسود. قام المجرب بتنظيف تفاصيل المواد الفائضة إلى أقصى حد - وبدأ التصوير.





إذا نظرت عن كثب ، لا يزال الفرق ملحوظًا. تبين أن Stratasys Fortus 380 MC أفضل قليلاً ، ولكن الفرق ليس جذريًا كما قد تعتقد.

قام مايك سكيبشاك بفحص العناصر الفردية للجزئين بعناية. على سبيل المثال ، علامة تبويب متصاعدة على حافة القالب. متحمس يرش الرماد على رأسه ، لأنه لا يوجد دعم كافٍ لمثل هذه الأجزاء البارزة التي طبعها على طابعة منزلية. لذلك ، لم تتم طباعة علامة التبويب المتصاعدة على الجزء من الطابعة المنزلية بالكامل. لكن الجزء العلوي ، الذي تم طباعته بشكل طبيعي ، ليس أقل جودة من حيث التفاصيل من طابعة صناعية.





جزء آخر حقق فيه بالتفصيل هو ثقوب التثبيت والجزء المحيط بالأجزاء. هنا يمكنك أن ترى أنه في النسخة "الرئيسية" حول فتحة التثبيت توجد فجوات صغيرة في الطبقات العليا للطباعة. يقول إنه إذا طبع الجزء مرة أخرى ، لكان قد صنع ضعف الطبقات العلوية والسفلية الصلبة للقضاء على هذه القطعة الأثرية. فقط الطبقات رقيقة جدًا ، لذا فإن أربعة ، كما نرى ، لم تكن كافية.





بشكل عام ، في الصور أعلاه ، لا يختلف الاختلاف في جودة الأجزاء كثيرًا وليس حرجًا.

الجزء من الجزء الذي يكون فيه أكبر اختلاف في جودة الطباعة هو السطح السفلي الذي يتلامس مع الدعم. يدرك عشاق الطباعة ثلاثية الأبعاد جيدًا أن الدعم يفسد السطح الذي يتلامس معه ، لذا يُنصح بتقليل عدده (انظر المقالة " 10 قواعد لإعداد نموذج للطباعة ثلاثية الأبعاد ").

لذا ، تدعم طابعة الهواة دعمًا من نفس المادة التي يصنع منها الجزء نفسه ، مع جميع العواقب المترتبة على ذلك: الكثير من النتوءات والمناطق غير المستوية التي تبقى على السطح. في الطابعة الاحترافية Stratasys Fortus 380 MC ، يتم تقديم الدعم من مادة منفصلة قابلة للتحلل. يتم إذابته في محلول ملحي خاص وغسله ببساطة. نرى هنا اختلافًا كبيرًا في جودة المنتج.





بغض النظر عن جودة الطباعة نفسها ، فهي طريقة الإزالة الكيميائية للدعم المصنوع من مادة أخرى والتي توفر أفضل جودة على الأجزاء الفردية من سطح الجزء.

من الواضح أن جزءًا من طابعة الهواة يجب أن يتم صنفرته بعناية لتحقيق نفس الجودة في هذه المناطق. أو قم بإجراء ترقية صغيرة. بالنسبة لطابعة Lulzbot Taz 5 3D ، يمكنك شراء رأس طباعة مقابل 500 دولار تقريبًا ، وهو قادر أيضًا على دعم الطباعة من المواد القابلة للذوبان. خمسمائة دولار - بالطبع ، مبلغ كبير ، ولكن لا يزال لا يمكن مقارنته بـ 200.000 دولار لسيارة Stratasys المحترفة.

وفي جزء "الهواة" اكتشف المهندس عيبًا واحدًا غير متوفر في الطابعة الصناعية. لم تلتصق الأجزاء الفردية لقطعة العمل ببعضها البعض بشكل طبيعي: يظهر الخط الأفقي بينهما في الصورة.





على الرغم من ذلك ، يمكن للجزئين أداء وظيفتهما بشكل طبيعي ، أي أنه يمكن استخدامهما لوضع حلقات في تصنيع المعدات الإلكترونية.

بطبيعة الحال، إذا نظرتم الى الصور شظايا الفردية، والفرق في الجودة واضح، والبعض قد يقول أن طابعة المهنية هي من ذلك بكثير على نحو أفضل. يقول مايك سكيبشاك ، لكن من الناحية العملية ، لا يوجد فرق كبير.

من المحتمل أن يقوم حرفي أكثر خبرة بطباعة نفس الجزء بجودة أفضل بكثير مما فعله مايك .

نعم ، هو نفسه يعترف أنه إذا قمت بتغيير إعدادات الطباعة قليلاً وتطبيق حيلتين ، فيمكنه تحقيق جودة أفضل للمنتج وإزالة العيوب التي ظهرت. أي ، هنا مرة أخرى يعتمد الكثير ليس فقط على الطابعة ، ولكن على يدي وخبرة السيد الذي يطبع الجزء. هذه المهارة تأتي مع الخبرة.

على الرغم من أنه لم ينجح في التفاصيل ، يؤكد مايك أنه في العمل الحقيقي كلا الجزأين متطابقان تمامًا ، أي أنه لا يهتم بالجزء الذي يجب استخدامه مع الكابلات الإلكترونية. وبالتالي ، تعاملت الطابعتان مع مهمتهما بشكل مثالي وهما ممتازان للاستخدام في العمل ، أي لتصنيع الأجزاء الأصلية. إذا لم يكن هناك فرق كبير ، فمن الصعب إيجاد عذر لشراء طابعة ، وهي أغلى بنحو 90.9 مرة.

يخطط المهندس الآن لإجراء العديد من الاختبارات المقارنة على آلة قياس الإحداثيات والتحقق من مدى دقة تنفيذ الجزئين هندسيًا. يشتبه في أن هذا الاختبار سيظهر في الطابعة الصناعية سبب تكلفتها العالية.

بشكل عام ، حتى من هذه التجربة يمكننا أن نستنتج أن الطابعات "الهواة" ليست بعيدة عن جودة الطباعة من الآلات الصناعية المحترفة ، أغلى مائة مرة. يعتمد الكثير على خبرة ومهارة المهندس ، الذي يعرف كيفية طباعة جزء معين بشكل أفضل ، وكيفية تجنب العيوب الأكثر احتمالا.

Source: https://habr.com/ru/post/ar396043/