تنافس المسوقون مع بعضهم البعض لوصف مزايا الطابعات ثلاثية الأبعاد باستخدام تقنية FDM. ومع ذلك ، هل يصبح المشتري السعيد حقًا مالك "صندوق سحري" يمكنه إعادة إنتاج أي جزء بلاستيكي ، أم أنه لا يزال أداة DIY ، مثل النقش أو جهاز للحرق ، ولن يكون مفيدًا للجميع؟
FDM أو نمذجة الترسيب المنصهر (بالإضافة إلى FFF أو Fament Filament Fabrication) هي طريقة "نمو" إضافي للأشياء ، يتم على أساسها بناء جميع الطابعات ثلاثية الأبعاد "المنزلية" الحديثة تقريبًا. تتضمن التقنية "نمو" طبقة من طبقة من جسم مصهور يتم تغذيته على شكل قضيب.
كانت الفكرة في براءة اختراع في الأصل ، لكن براءة الاختراع انتهت وبعد ذلك طابعات 3D غير مكلفة من مختلف الشركات المصنعة - من الأمريكيين البارزين إلى الصينيين المجهولين - تدفقت في السوق لكل ذوق وميزانية. يختار شخص ما حسب العلامة التجارية - ومع ذلك ، إذا كان لديك معرفة بالإلكترونيات ورغبة في حل المشكلات التي تنشأ بنفسك (بدون دعم فني من الشركة المصنعة) ، يمكنك التوفير عن طريق شراء مجموعة أو حتى تجميع الطابعة من الصفر باستخدام واحد من مئات النماذج المنشورة.
برميل العسل
تكنولوجيا FDM مثيرة للإعجاب حقًا. اليوم لم تعد مجرد أداة للنماذج الأولية السريعة للمصممين والمهندسين المعماريين. في الواقع ، باستخدام نموذج ثلاثي الأبعاد لكائن ما ، يمكننا إعادة إنتاجه في المنزل ، وتغيير المقياس إذا لزم الأمر أو تعديله قليلاً في المحرر. على سبيل المثال ، يمكنك تنزيل نموذج تركيب لهاتف في سيارة وقياسه ليلائم جهازك الخاص. أو ، من الصفر ، ارسم أي جزء من المنزل - من غطاء مصباح على مصباح إلى مقبض باب ، ناهيك عن جميع أنواع الأشياء الصغيرة مثل الحوامل المصنوعة محليًا لـ GoPro ، وعناصر مصممي الأطفال ، إلخ.
بالطبع ، لا يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد استبدال الناقل بالإنتاج الضخم - سرعة تكوين الأجزاء البلاستيكية طبقة تلو الأخرى منخفضة ، لذا فإن طابعة "قياسية" واحدة يمكنها فقط تلبية طلبات مالكها في أحسن الأحوال. لكن المهمة ليست تخطي تقنيات الإنتاج الموجودة. قواعد الطباعة ثلاثية الأبعاد حيث تحتاج إلى أقصى قدر من التخصيص والإنتاج التسلسلي ستكون غير مربحة تمامًا. لذلك ، كانت مولعة جدًا بمشجعي DIY في مجموعة متنوعة من المجالات ، إلخ. في الواقع ، الطابعة ثلاثية الأبعاد هي أداة DIY.
تشهد الطباعة المنزلية ثلاثية الأبعاد نموًا هائلاً. تقنية FDM بسيطة للغاية ، وقد طور مجتمع المتحمسين بالفعل العديد من التصميمات النموذجية لمثل هذه الطابعات ، والتي تختلف في طرق تغذية الشريط والحركية. استنادًا إلى هذه التصاميم القياسية ، يتم إنشاء كل من الطابعات ذات العلامات التجارية ، بالإضافة إلى العشرات ، إن لم يكن المئات من المنتجات محلية الصنع ، أو الأجزاء الفردية أو حتى مجموعات أدوات كاملة يمكنك شراؤها من خلال Ebay أو AliExpress.
القطران ... أيضا برميل؟
يبدو أن التكنولوجيا تعمل ، وأصبحت أرخص ، بينما هناك بالفعل طلب جاد عليها. أليس هذا ضمانًا للنجاح الهائل في السوق الشامل (كما حدث بالفعل مع الهواتف المحمولة والكاميرات الرقمية ، وقليلًا جدًا - وأجهزة الكمبيوتر)؟ هل حان الوقت للشراء؟
يبدو لنا أنه لا يستحق التسرع. تقنية FDM متقلبة إلى حد ما ، وحتى الآن لا تزال بعيدة عن أن تصبح نوعًا من "الكاميرا الرقمية" أو "الغسالة" في أيدي المستخدم الجاهل. تقريبا كل زاوية هنا لتطبيق الهندسة. في الإنصاف ، تجدر الإشارة إلى أنه إذا كان كل شيء يتماشى مع الهندسة ، فإن إمكانيات الطباعة ثلاثية الأبعاد ضخمة حقًا. ولكن من الأفضل أن تعرف مقدمًا ما "تشترك فيه".
معالجة النماذج والنماذج
يتطلب تطبيق شيء ما بطبقة طبقة تحضيرًا خاصًا للنماذج والسطح الذي تتم فيه الطباعة ، بالإضافة إلى ضرورة المعالجة اللاحقة للأجزاء.
تأتي الطابعة مع زجاج أو طاولة مصنوعة من المعدن - لن تلتصق بها جميع المواد بدون حيل إضافية (ولن تلتصق أي مادة لاحقًا دون كسر الشكل الهندسي للنموذج). يمكن طباعة PLA-plastic على الطاولة بدون تدفئة ، باستخدام طلاء من الشريط اللاصق الأزرق - وهو شريط إخفاء متين بشكل خاص من 3M ، والذي أعيد تأهيله الآن من قبل المستخدمين المغامرين كـ "شريط للطباعة ثلاثية الأبعاد". تحتاج الغالبية العظمى من اللدائن الحرارية إلى تسخين للطاولة على الأقل ، وأحيانًا طلاء إضافي لاصق (الورنيش ، الغراء ، البيرة ، شراب الأسيتون ، إلخ - هناك العديد من الخيارات التي تم اختبارها من قبل المستخدمين). إن العثور على الطلاء المناسب لهذه الطابعة (والبلاستيك) هو مسار التجريب والخطأ. سيكون عليك أن تفسد أكثر من نموذج قبل أن تجد الخيار الأفضل.
لكن الطباعة لا تقتصر على الطبقة الأولى. لا يمكن أن تتدلى سلسلة من البلاستيك المصهور في الهواء ، على التوالي ، على الأجزاء البارزة بشدة (على سبيل المثال ، الأجزاء ذات المنحدر العكسي) ، هناك حاجة إلى الدعم ، والذي في نهاية الطباعة سيحتاج إلى قطعه ، بطريقة ما معالجة منطقة القطع بحيث لا تكون هناك حواف حادة. وتجدر الإشارة إلى أنه حتى الجدار العمودي الأكثر عادية بعد طابعة ثلاثية الأبعاد لن يكون سلسًا تمامًا (على الأقل حدود الطبقة ، وربما العيوب الأخرى ، ستكون ملحوظة). لذا ستكون المعالجة اللاحقة مطلوبة لجميع الأجزاء تقريبًا التي تعتبر جودة السطح لها أهمية.
لا تستجيب جميع أنواع البلاستيك جيدًا لما بعد المعالجة. سيتعين على أولئك الذين يطبعون كثيرًا بمواد مختلفة الحصول على مجموعة كاملة من المذيبات والأدوات اليدوية وما إلى ذلك في المنزل. (بالإضافة إلى أولئك الذين يستمتعون بنشاط DIY). بالمناسبة ، في نفس الوقت ، بعض المواد البلاستيكية تكون سامة أيضًا عند الطباعة - لذلك هناك حاجة إلى حاويات مغلقة ، وأغطية ، وما إلى ذلك.
ميزات المواد الاستهلاكية
تعتمد مواصفات النتيجة بشكل كبير على المستلزمات.يمكن تحديد مشاكل الجودة ليس فقط من خلال عيوب المصنع ، ولكن أيضًا من خلال الميزات "المنتظمة" تمامًا للمواد المستخدمة: على سبيل المثال ، بعض أنواع البلاستيك مسترطبة (تمتص الماء من البيئة). إذا لم تقم بتخزين هذا البلاستيك في أكياس محكمة الغلق مع هلام السيليكا ، يصبح الشريط هشًا ، ويمكن أن ينكسر عند إطعامه ، ويصدر ضوضاء غريبة عند الطباعة ، ويستلقي بشكل سيئ على النموذج ، وما إلى ذلك.
بشكل عام ، حتى إذا كانت جودة المادة عالية (لا توجد مشاكل واضحة) ، فليس كل نموذج مناسبًا للطباعة باستخدام بلاستيك معين. بعض المواد هشة ولا تسمح بطباعة الجدران الرقيقة ، في حين أن البعض الآخر ، على العكس من ذلك ، يتم تقسيمه بشكل جيد من حيث الحجم.
كل بلاستيك له درجة حرارة الطباعة المثلى الخاصة به. عندما يتم تجاوزها ، تتدهور التفاصيل وتظهر العيوب السطحية. في الحالة المعاكسة ، تكون الطبقات متكلسة بشكل سيئ. بنفس الطريقة ، هناك سماكة طبقة مثالية ، معلمات التراجع (حركة الخيط العكسي) وغيرها من المعلمات المماثلة.
يمكن "تعويض" العديد من عيوب الطباعة عن طريق تقليل السرعة. لكنهم يقولون بشكل صحيح أن المشكلة الرئيسية ليست في طباعة الكائن ، ولكن القيام بذلك في فترة زمنية معقولة. لذلك ، بالنسبة للكائنات الأكبر من علبة الثقاب ، سيتعين عليك التعامل مع الإعدادات المثلى لكل بلاستيك.
تكمن الصعوبة في أن "الزملاء" في المنتدى لن يخبركوا بالإعدادات التفصيلية - يتم تحديد المعلمات المثلى إلى حد كبير بواسطة الطابعة نفسها: مدى جودة معايرة مستشعر درجة الحرارة ؛ هل يستخدم الترابط عن بعد ، إلخ. بالإضافة إلى ذلك ، قد تختلف الأرقام النهائية لنفس البلاستيك من جهات تصنيع مختلفة ، وكذلك لفائف من ألوان مختلفة من نفس الشركة المصنعة.
حيل الطابعة
الطابعة نفسها تعرف كيف تتصرف. كل من التصاميم الموجودة في السوق لها عيوبها الخاصة. في مكان ما ، تعمل المحركات التي تحتاج إلى التزامن التام بشكل خاطئ ؛ في مكان ما - يتأرجح الجدول أثناء الطباعة بسرعة عالية ؛ في مكان ما يتم عمل الكثير من وزن رأس الطباعة. وبالمثل ، هناك "بقع مؤلمة" ستظهر بغض النظر عما إذا كانت طابعة مجمعة ذاتيًا أو طابعة حوت أو تم شراؤها كـ "صندوق أسود من الشركة المصنعة". في الحالتين الأوليين ، يكون احتمال الإصابة بأعطال أعلى قليلاً ، لكن الأصل ذي العلامة التجارية لا ينقذ الجهاز من الأمراض "النموذجية".
في الطابعة ثلاثية الأبعاد المتوسطة ، هناك عدد قليل من الأجزاء المتحركة ، والميكانيكيون لديهم موارد عملهم الخاصة. في بعض الأجهزة ، يتم التخلص من التروس البلاستيكية ، في أجهزة أخرى ، أنبوب تفلون ، وما إلى ذلك ، لدغات تدريجيًا من خلال التركيب. عاجلاً أم آجلاً ، تبدأ مثل هذه العيوب الصغيرة في التأثير على نتيجة الطباعة. للأسف ، لا توجد أسئلة شائعة عامة تساعد على اكتشاف المشكلة بالنتيجة النهائية. إنها مثل السيارات القديمة - تحتاج إلى البحث عن زملاء في سوء الحظ ، ودراسة المنتديات ، وتأمل أن يكون هناك شخص ما قد واجه هذه المشكلة بالفعل. أو - كخيار - اكتشف أي العقد هو المسؤول عن المشكلة ، وقم بهزها تمامًا. ولكن هذا أشبه ببناء طابعتك الخاصة من الصفر.
البق البرمجيات
قبل أن تتحول عشرات الأمتار من الشريط إلى كائن قابل للتطبيق ، يجب أن يخضع النموذج لعملية تشريح - تقطيع إلى طبقات ، مع مراعاة المواصفات الفنية للطابعة - حجم الفوهة ، وسمك الطبقة ، إلخ. يمكن للقطاعة أن "تكسر الحطب" إذا لم يتم إغلاق النموذج الأصلي (يحدث أن أبسط نموذج ينتج ثقوب - بالمعنى الحرفي). من أجل "معالجة" النماذج ، هناك خدمات وأدوات عبر الإنترنت في برامج متخصصة ، لكنها لا تتعامل دائمًا مع المهمة. علاوة على ذلك ، قد يفقدون هم أنفسهم بعض التفاصيل.
بصراحة ، يمكن أن تقطع أداة التقطيع خطأ ، حتى إذا كان النموذج طبيعيًا تمامًا ، والسبب في ذلك هو التقريب. إذا كانت درجة خيط العمود على طول بعض المحاور غير متناسبة مع سمك الطبقة ، عند التشريح ، فسوف يتراكم خطأ التقريب ، والذي يظهر على النموذج في شكل سطح مموج.
إذا تحدثنا بشكل عام ، فإن المشكلة الرئيسية للطباعة ثلاثية الأبعاد للمستهلكين في الإصدار الحالي هي عدم وجود ملاحظات عند زيادة النموذج: الطابعة ببساطة لا ترى ما تطبعه. هناك أجهزة استشعار درجة الحرارة ، وانحشار الخيط وأدوات أخرى ، ولكن لم يتم تقييم مظهر النموذج بأي شكل من الأشكال. ردود الفعل الوحيدة هي من خلال المستخدم ، بطريقته الخاصة في تفسير ما يحدث.
ونتيجة لذلك ، فإن الطابعة ثلاثية الأبعاد اليوم ليست أداة منزلية تمامًا. لا يمكن مقارنتها بالطابعة التقليدية ، وأكثر من ذلك مع أي غسالة ملابس. تخيل ، إذا كان عليك أن تنجح في غسل الملابس بنجاح ، عليك تحديد تكرار دوران أسطوانة الآلة أثناء التجارب ، وتغييرها من خلال البرامج الثابتة؟ نعم ، بالنسبة للبعض كان مثيرًا للاهتمام حقًا ، ولكن بالكاد بالنسبة لمعظمهم.
طابعة ثلاثية الأبعاد هي الأقرب إلى أداة كهربائية. هذه أداة ممتازة لإنشاء الكائنات ، ولكن يجب أن تكون قادرة على استخدامها. لسوء الحظ ، في الوقت الحالي ، لا يتم قراءة هذه الفكرة بوضوح في الإعلان عن بعض الطابعات ثلاثية الأبعاد - ونتيجة لذلك ، هناك حصة ملحوظة تمامًا من المشترين المحبطين الذين توقعوا معجزات من الخيال العلمي ، والذين حصلوا على موقف غير مستخدم للخردة في المنزل.
المستقبل
في رأيي ، في المستقبل ، لا تزال أمام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد فرصة لتصبح كل يوم حقًا. أولاً ، تتطور FDM بسرعة: يتم تحسين البرامج الثابتة ، وإضافة أجهزة استشعار جديدة ، إلخ. في الوقت نفسه ، تتزايد أحجام وثائق اللغة الروسية بشكل كبير ، حيث يسهل على غير المتخصصين فهمها.
ثانيًا ، بدأت الطابعات التي تعمل على تقنية أخرى - طريقة التلبيد بالليزر (SLS) في دخول السوق الاستهلاكية في العامين الماضيين ، لأن قيود براءات الاختراع على SLS انتهت في 2014. ومع ذلك ، في حين أن تكلفة الأجهزة تتجاوز 5 آلاف دولار أمريكي. حتى الآن ، بالحديث عن الطباعة الاستهلاكية ثلاثية الأبعاد ، ما زلنا نعني FDM مع جميع المشاكل المصاحبة.