لقد قلنا بالفعل أن هناك الكثير من تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد ، وتظهر بانتظام إما تعديلات جديدة أو تعديلات على تلك المعروفة بالفعل ، لذلك لن نحاول استيعاب الحجم الهائل وسنخبر بمزيد من التفاصيل فقط عن أكثرها شيوعًا وإثارة للاهتمام.
لنبدأ ، بالطبع ، بالطباعة الحجرية الحجرية ، والتي كانت تاريخياً الأولى.
المنتج الأولي عبارة عن فوتوبوليمر سائل ، يضاف إليه كاشف مصلد خاص ، وهذا الخليط يشبه راتنجات الايبوكسي المعروفة ، فقط في حالته الطبيعية يبقى سائلاً ، لكنه يتبلمر ويصبح صلبًا تحت تأثير الليزر فوق البنفسجي.
بطبيعة الحال ، لا يمكن لليزر إنشاء النموذج بأكمله على الفور بسمك البوليمر ، ولا يمكننا التحدث إلا عن البناء المتتالي في طبقات رقيقة. لذلك ، يتم استخدام ركيزة متحركة بها ثقوب ، والتي بمساعدة مصعد microlift مغمورة في فوتوبوليمر بسمك طبقة واحدة ، ثم يضيء شعاع الليزر المناطق المراد معالجتها ، ويتم غمر الركيزة في طبقة أخرى ، يعمل الليزر مرة أخرى ، وهكذا.
ليس بدون صعوبات كبيرة. أولاً ، متطلبات البوليمر الضوئي نفسه متناقضة تمامًا: إذا كان سميكًا ، فمن الأسهل بلمرته ، ولكن من الصعب توفير سطح مستوٍ بعد كل خطوة من الغمر ؛ من الضروري استخدام مسطرة خاصة تمر في كل خطوة على طول سطح السائل وتسويته. سوف تقلل كمية كبيرة من مادة التقسية بقوة الليزر الثابتة من وقت التعرض المطلوب ، ولكن إضاءة الخلفية الحتمية "تفسد" الحجم المحيط بالبوليمر وتقصير العمر الإنتاجي المحتمل.
ثانيًا ، تستغرق البلمرة الكاملة لكل طبقة وقتًا طويلاً ، لذلك يتم إجراء التعرض لمستوى تكتسب فيه الطبقة الحد الأدنى من القوة المطلوبة فقط ، ثم النموذج النهائي ، بعد غسلها مسبقًا من بقايا البوليمر السائل ، يجب أن يتم تشعيعها بمصدر قوي في غرفة خاصة بحيث تصل البلمرة إلى 100٪.
مزايا التكنولوجيا واضحة:
على الرغم من أننا ذكرنا النطاق المحدود للمواد الاستهلاكية ، إلا أنه لا يزال هناك خيار ، ويمكنك الحصول على نماذج بخصائص مختلفة: مع مقاومة عالية للحرارة ومرنة ومقاومة عالية للمواد الكاشطة. صحيح ، الأمر أسوأ مع الألوان: يتوفر عدد محدود جدًا ، بما في ذلك الأبيض والرمادي والشفاف أيضًا.
لكن العيب الرئيسي هو السعر المرتفع لكل من الطابعات نفسها (مئات الآلاف من الدولارات) والمواد الاستهلاكية (من ألفين إلى ثلاثة آلاف دولار لخرطوشة 10 كجم) ، لذلك لا توجد أجهزة SLA في أي مقياس جماعي.
ظهرت هذه الطريقة في نفس الوقت تقريبًا مع SLA ، وحتى لديها الكثير من القواسم المشتركة معها ، فقط بدلاً من السائل ، يتم استخدام مسحوق بقطر جسيم يبلغ 50-100 ميكرون ، موزعة في طبقات رقيقة موحدة في المستوى الأفقي ، ثم يقوم شعاع الليزر باختراق المناطق المراد علاجها في هذه الطبقة من النموذج.
يمكن أن تكون مواد البدء مختلفة تمامًا: المعدن والبلاستيك والسيراميك والزجاج وشمع الصب. يتم وضع المسحوق وتسويته على سطح طاولة العمل باستخدام بكرة خاصة ، والتي تزيل المسحوق الزائد أثناء مرور العودة. ثم يعمل الليزر القوي ، حيث يقوم بتلبيد الجسيمات مع بعضها ومع الطبقة السابقة ، وبعد ذلك يتم خفض الجدول بمقدار مساوٍ لارتفاع طبقة واحدة. لتقليل طاقة الليزر المطلوبة للتلبيد ، يتم تسخين المسحوق الموجود في غرفة العمل إلى درجة حرارة الانصهار تقريبًا ، ويعمل الليزر نفسه في الوضع النبضي ، نظرًا لأن طاقة الذروة للتلبيد أكثر أهمية من مدة التعرض.
يمكن أن تذوب الجزيئات كليًا أو جزئيًا (فوق السطح). يعمل المسحوق غير المطحون المتبقي حول الطبقات المتصلبة كدعم لإنشاء عناصر نموذجية متدلية ، لذلك ليست هناك حاجة لتشكيل هياكل دعم خاصة. ولكن في نهاية العملية ، يجب إزالة هذا المسحوق من الحجرة ، خاصةً إذا كان النموذج التالي سيتم إنشاؤه من مادة مختلفة ، ومن تجاويف نموذج مصنوع بالفعل ، والذي لا يمكن القيام به إلا بعد الانتهاء منه تمامًا تبرد.
غالبًا ما يكون التشطيب مطلوبًا - على سبيل المثال ، التلميع ، حيث يمكن أن يكون السطح خشنًا أو مع تصفيح مرئي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام المادة ليس فقط نقية ، ولكن أيضًا في خليط مع بوليمر أو في شكل جزيئات مطلية بالبوليمر ، يجب إزالة بقاياها عن طريق حرقها في فرن خاص. بالنسبة للمعادن ، تمتلئ الفراغات الناتجة بالبرونز في نفس الوقت.
نظرًا لأننا نتحدث عن درجات الحرارة العالية المطلوبة للتلبيد ، فإن العملية تتم في جو من النيتروجين مع محتوى أكسجين منخفض. هذا أيضا يمنع الأكسدة عند العمل مع المعادن.
تسمح لك تركيبات SLS المنتجة تسلسليًا بالعمل مع أشياء كبيرة إلى حد ما ، حتى 55 × 55 × 75 سم.
أبعاد ووزن التركيبات نفسها ، وكذلك SLA ، مثيرة للإعجاب للغاية. لذلك ، فإن جهاز Formiga P100 الموضح في الصورة ، بأبعاد متواضعة إلى حد ما للنماذج المصنعة (مساحة العمل 20 × 25 × 33 سم) ، بأبعاد 1.32 × 1.07 × 2.2 م بوزن 600 كجم ، وهذا بدون مع الأخذ في الاعتبار مثل هذه الخيارات مثل محطة خلط المسحوق ونظام التنقية-الترشيح. علاوة على ذلك ، يمكن لـ P100 العمل فقط مع البلاستيك (بولي أميد ، بوليسترين).
خيارات التكنولوجيا هي:
هناك أيضًا أسماء مثل التصنيع المباشر للمعادن (DMF)، و التصنيع المباشر.
طابعة SPRO 250 Direct Metal المصنعة بواسطة 3D Systems ، والتي ، كما يوحي الاسم ، يمكنها العمل مع المعادن باستخدام تقنية SLM ، مع غرفة عمل 25 × 24 × 32 سم بحجم 1.7 × 0.8 × 2 متر و a وزن 1225 كجم. تتراوح السرعة المعلنة من 5 إلى 20 سم مكعب في الساعة ، ويمكننا أن نستنتج أنه سيتم إنتاج نموذج بحجم كوب لمدة 10 ساعات على الأقل.
تكلفة تركيبات SLS أعلى حتى من SLA ويمكن أن تصل إلى ملايين الدولارات. ومع ذلك ، نلاحظ أنه في فبراير 2014 انتهت صلاحية براءات الاختراع الخاصة بتقنية SLS ، لذلك من الممكن جدًا توقع زيادة في عدد الشركات التي تقدم هذه المعدات ، وبالتالي انخفاض ملحوظ في الأسعار. ومع ذلك ، فمن غير المرجح أن تنخفض الأسعار في السنوات القادمة بشكل كبير بحيث تصبح طباعة SLS متاحة على الأقل للشركات الصغيرة ، ناهيك عن المتحمسين من القطاع الخاص.
نظرًا لأن المواد متنوعة للغاية ، فإننا لا نقدم أسعارًا إرشادية.
يتم تصنيع الطابعات القائمة على هذه التقنية بواسطة أنظمة ثلاثية الأبعاد. بسبب قيود براءات الاختراع ، هناك أيضًا أسماء مستخدمة من قبل الشركات المصنعة للطابعات الأخرى: بولي جيت(فوتوبوليمير جيتينج ، شركة ستراتاسيس) ، DODJet(طائرة هبوط عند الطلب ، سوليدسكيب). بالطبع ، الاختلافات ليست فقط في الأسماء ، ولكن المبادئ الأساسية متشابهة.
تشبه هذه العملية إلى حد كبير الطباعة التقليدية بنفث الحبر: يتم تغذية المواد من خلال فوهات ذات قطر صغير مرتبة في صفوف على رأس الطباعة. يمكن أن يختلف عدد الفتحات من بضع قطع إلى عدة مئات. بالطبع ، المادة ليست سائلة في درجة حرارة الغرفة: يتم تسخينها أولاً إلى نقطة انصهارها (عادةً ليست عالية جدًا) ، ثم يتم إدخالها في القالب ، وتوضع في طبقات وتتصلب. تتشكل الطبقات بتحريك الرأس في المستوى الأفقي ، ويتم توفير الإزاحة الرأسية أثناء الانتقال إلى الطبقة التالية ، كما في الحالات السابقة ، عن طريق خفض سطح المكتب. في متغير DODJet ، تتم إضافة خطوة رأس الطحن.
يتم استخدام المواد البلاستيكية والبوليمرات الضوئية والشمع الخاص ، بالإضافة إلى مواد الزرع الطبي وطبعات الأسنان والأطراف الاصطناعية كمواد لطابعات MJM. من الممكن أيضًا الجمع بين المواد المختلفة: على عكس التقنيتين السابقتين ، فإن عناصر النموذج البارزة بزاوية كبيرة أو عتبات أفقية ، من أجل تجنب الترهل ، تتطلب استخدام الهياكل الداعمة ، والتي يجب إزالتها أثناء التشطيب. من أجل عدم القيام بذلك يدويًا ، يمكنك استخدام مادة ذات نقطة انصهار منخفضة للدعامات مقارنة بالنموذج نفسه ، ثم إزالتها بالصهر في فرن خاص. خيار آخر هو استخدام مادة للدعامات ، والتي يتم إزالتها عن طريق الذوبان في محلول متخصص ، وأحيانًا في الماء فقط.
يتطلب استخدام البوليمر الضوئي ، كما هو الحال في الطباعة الحجرية المجسمة ، معالجة بالأشعة فوق البنفسجية ، لذلك تتعرض الطبقة المطبوعة لمصباح الأشعة فوق البنفسجية. يتصلب الشمع بالتبريد الطبيعي. بالطبع ، نماذج الشمع ليست متينة بشكل خاص ، ولكن من السهل جدًا استخدامها عند صنع قوالب الصب.
كما هو الحال في الطباعة التقليدية بنفث الحبر ، سيسمح لك استخدام المواد ذات الألوان المختلفة بإنشاء نماذج متعددة الألوان في دورة واحدة ، وسيسمح لك مزج الألوان الأساسية بالحصول على العديد من الظلال. بالإضافة إلى ذلك ، يمكنك الجمع بين مواد ذات خصائص مختلفة في نموذج واحد - على سبيل المثال ، صلبة ومرنة.
دعنا ننتقل إلى الأمثلة.
تتيح لك طابعة Solidscape 3Z max المدمجة ، بأبعادها 56 × 50 × 42 سم ووزنها 34 كجم ، إنشاء طرازات تصل إلى 152 × 152 × 101 مم ، مما يوفر دقة تبلغ 5000 × 5000 نقطة في البوصة (197 ×) 197 نقطة / مم) في X و Y و 8000 نقطة في البوصة (158 نقطة / مم) في المحور Z. يبلغ سعره حوالي 50000 دولار ، ولكن هناك أيضًا طرز أرخص في خط 3Z.
تستخدم هذه الطابعات نوعين من الشمع: أكثر مقاومة للحرارة (95-115 درجة مئوية) للنماذج نفسها وذوبان منخفض (50-72 درجة مئوية) للهياكل الداعمة ، والتي يتم إزالتها بعد ذلك عند درجات حرارة منخفضة باستخدام محلول خاص.
التكلفة التقريبية: الشمع لطرازات 3Z LabCast - 260-270 دولارًا مقابل 360 جرامًا ، والشمع للدعم 200-210 دولارًا مقابل 230 جرامًا. كما ترى ، لا يمكن اعتبار هذه المواد الاستهلاكية رخيصة جدًا.
يتم قطع صفائح رقيقة من المواد بشعاع ليزر أو شفرة خاصة ، ثم يتم توصيلها بطريقة أو بأخرى. لا يمكن استخدام البلاستيك فقط لإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد ، ولكن حتى الورق أو السيراميك أو المعدن.
نظرًا لوجود العديد من الطرز المختلفة ، ضع في اعتبارك أحد الأمثلة النموذجية جدًا - طابعة Mcor IRIS الملونة ثلاثية الأبعاد ، التي أظهرتها Mcor Technologies في SolidWorks World 2013. تستخدم كمواد أكثر الأوراق شيوعًا من ورق A4 أو Letter بكثافة 160 g / m² ، وهي مطلية باللون المطلوب. تبلغ دقة الطباعة 5760 × 1440 × 508 نقطة في البوصة ، والحد الأقصى لحجم الكائنات التي تم إنشاؤها هو 256 × 169 × 150 ملم. في نفس الوقت ، يتم توفير الطباعة بالألوان الكاملة مع نقل أكثر من مليون لون.
تُظهر الصورة طابعة ثلاثية الأبعاد على حامل ؛ أبعاد الطابعة نفسها 95 × 70 × 80 سم ، ووزنها 160 كجم. الحامل بقياس 116 × 72 × 94 سم ويزن 150 كجم آخر يخفي طابعة ملونة ثنائية الأبعاد.
يتم إنشاء النموذج على عدة مراحل: في المرحلة الأولى ، يتم تحميل حزمة من الورق في طابعة ثنائية الأبعاد ويتم طباعة الطبقة المطلوبة على كل ورقة ملونة.
ثم يتم نقل الأوراق المطبوعة بواسطة المشغل إلى طابعة ثلاثية الأبعاد ، حيث يتم قطع كل منها بشفرة خاصة على طول حدود الصورة المطبقة ، ثم يتم لصق الأوراق معًا. في المرحلة الثالثة ، يقوم المشغل يدويًا بإزالة الورق الزائد الذي لا يحتوي على صور ، مما قد يستغرق وقتًا طويلاً للنماذج المعقدة.
كما فهمت بالفعل ، في عملية العمل ، يتم الحصول على الكثير من النفايات: إذا كان حجم هذا القسم من النموذج أصغر بكثير من A4 أو Letter ، فسيتم نقل بقية الورقة إلى السلة ؛ اضرب في عدد القطع وتخيل مقدار الورق الذي سيتم التخلص منه.
تبين أن النماذج مثيرة للإعجاب للغاية ومتينة للغاية ، ويبدو سعر تكلفتها رخيصًا - الورق رخيص!
لكنك ستحتاج أيضًا إلى غراء لتوصيل الطبقات (حوالي 70 دولارًا مقابل 600 مل) ، وخراطيش بألوان CMYK قياسية (حوالي 700 دولار لمجموعة مكونة من 4 خراطيش سعة 320 مل أو 195 دولارًا لكل خرطوشة على حدة) ، والتي وفقًا لذلك إلى الشركة المصنعة ، وهو ما يكفي لما معدله 48 طرازًا. اتضح أنها ليست رخيصة جدًا ، وسعر الجهاز نفسه أكثر إثارة للإعجاب: في الغرب ، تم ذكر الأسعار من 47600 دولار ، وفي السوق الروسية ، تبدأ العروض من مليوني روبل.
هناك أيضًا حد طبيعي لسمك الطبقة يساوي سمك الورقة. يظهر هذا بوضوح في النموذج التالي:
باستخدام Mcor IRIS كمثال ، سنقوم بإدراج المزايا والعيوب الرئيسية ، وكثير منها متأصل في الطابعات الأخرى القائمة على تقنية LOM.
نظرًا لأننا ذكرنا بالفعل الطباعة بالألوان الكاملة ، والتي ، على الرغم من تنفيذها في تقنية LOM ، إلا أنها لا تزال تعتمد على الطباعة التقليدية ثنائية الأبعاد ، لا يسع المرء إلا التحدث عن الطباعة ثلاثية الأبعاد من مركب الجبس.
كما هو الحال في SLS ، فإن أساس الكائن المستقبلي هو المسحوق (مركب الجبس) ، فقط هو ليس متكلسًا ، ولكن يتم لصق طبقة تلو الأخرى عن طريق إدخال مادة رابطة.
لبناء الطبقة التالية من النموذج على كامل مساحة سطح المكتب ، يتم وضع أسطوانة وتسوية مسحوق ، حيث يتم حقن رأس طباعة يشبه النافثة للحبر ، على شكل هذا القسم من النموذج ، بالسائل صمغ. بالمناسبة: هناك إشارات إلى أن Hewlett-Packard طورت الرؤوس. ثم يتم خفض الطاولة مع الطبقات التي تم إنشاؤها بالفعل وتكرر العملية بالعدد المطلوب من المرات ، وفي النهاية يتم تسخينها لتسريع تجفيف المادة اللاصقة. بعد ذلك ، تتم إزالة المسحوق الزائد الذي لا يزال غير مرتبط: بشكل أساسي ، يعود تلقائيًا إلى القادوس للعمل اللاحق ، ومن الأماكن التي يصعب الوصول إليها - مع نفاثة من الهواء (يمكن بناء محطة تنظيف في نماذج باهظة الثمن) أو باستخدام فرشاة.
ولكن في النموذج الناتج ، تبقى المسام - المسافة بين جزيئات المسحوق والسطح خشن. لنقل الخصائص المرغوبة (النعومة ، القوة ، الرطوبة المنخفضة) ، يجب معالجتها بمركب مثبت خاص. يمكن أن يكون محلول أملاح إبسوم (كبريتات المغنيسيوم هيبتاهيدراتي) ، الشمع ، البارافين ، سيانو أكريلات والإيبوكسي ؛ يمكن تطبيق بعضها عن طريق الرش البسيط أو الغمس ، بينما يستخدم البعض الآخر محطات خاصة.
من أين تأتي الطباعة بالألوان الكاملة إذا كان المسحوق هو نفسه؟ الأمر بسيط للغاية: يتم دمج الأصباغ في مادة رابطة ، ويسمح لك خلطها بالحصول على من 64 إلى 390.000 ظل. علاوة على ذلك ، تسمح لك بعض أنواع المثبتات بجعل الألوان ساطعة للغاية.
تُستخدم هذه الطريقة في سلسلة ZPrinter التي تنتجها شركة ZCorporation ، والتي استحوذت عليها شركة 3D Systems في عام 2011 ، وبعد ذلك تم تسمية السلسلة باسم ProJet ومظهر مختلف قليلاً. تتضمن السلسلة طابعات ملونة وأحادية اللون بأحجام غرفة عمل تصل إلى 508 × 381 × 229 مم. يمكن ضبط سماكة الطبقة بخطوات من 0.089 إلى 0.125 مم ، ويمكن أن تصل سرعة العمل إلى 2700 سم مكعب / ساعة.
يباع الطراز الأصغر من هذه السلسلة ، طابعة ProJet 160 (ZPrinter 150) ، في روسيا بسعر يزيد عن 700 ألف روبل ، ويحتوي على غرفة عمل 236 × 185 × 127 مم ، وسمك الطبقة الوحيد الممكن هو 0.1 مم. أبعاد الجهاز 740 × 790 × 1400 مم بوزن 165 كجم.
الدقة التي يوفرها هذا الجهاز هي 300 نقطة في البوصة في المحور X ، و 450 نقطة في البوصة في Y و 250 نقطة في البوصة (أي 0.1 مم) في Z. رأس الطباعة به 304 فوهة ، وسرعة التشغيل 870 سم مكعب / ساعة. نظرًا لاستخدام مادة الجبس المركبة باللون الأبيض ، فإن النماذج بيضاء أيضًا ؛ لا توجد إمكانية للطباعة الملونة. دلو من البودرة يبلغ وزنه ثمانية كيلوغرامات يكلف حوالي 1000 دولار ، ومجموعة 2 × 1 لتر من سائل الموثق الصافي 600 دولار.
أرخص طابعة ملونة من السلسلة ، ProJet 260C (ZPrinter 250) ، ستكلف حوالي 1.2-1.3 مليون روبل. المعلمات هي نفسها تقريبًا مثل تلك الخاصة بـ ProJet 160 ، وعدد الألوان المتاحة محدود بـ 64. سعر أصغر الطابعات بالألوان الكاملة ، ProJet 460Plus (ZPrinter 450) ، هو ضعف هذا السعر تقريبًا.
ننتقل الآن إلى التكنولوجيا التي أصبحت مؤخرًا هي الأكثر انتشارًا ، وسننظر فيها بأكبر قدر من التفصيل ، لأنه في المراجعات اللاحقة سنتعامل مع الطابعات بناءً على هذه التقنية المعينة.
كما هو الحال في جميع التقنيات الأخرى التي أخذناها في الاعتبار ، يتم إنشاء النموذج في طبقة طباعة FDM طبقة تلو الأخرى. لعمل الطبقة التالية ، يتم تسخين مادة اللدائن الحرارية في رأس الطباعة إلى حالة شبه سائلة ويتم ضغطها في شكل خيط من خلال فوهة بفتحة قطرها صغير ، وتستقر على سطح سطح المكتب (للأول طبقة) أو على الطبقة السابقة ، متصلة بها. يتحرك الرأس في المستوى الأفقي و "يرسم" تدريجيًا الطبقة المرغوبة - الملامح والملء بينهما ، وبعد ذلك توجد حركة عمودية (غالبًا عن طريق خفض الطاولة ، ولكن هناك نماذج يتم فيها رفع الرأس) بواسطة سماكة الطبقة وتتكرر العملية حتى لا يتم بناء النموذج بالكامل.
غالبًا ما يتم استخدام أنواع مختلفة من البلاستيك كمواد استهلاكية ، على الرغم من وجود نماذج تسمح لك بالعمل مع مواد أخرى - القصدير والسبائك المعدنية ذات نقطة الانصهار المنخفضة وحتى الشوكولاتة.
العيوب المتأصلة في هذه التقنية واضحة:
وبالتالي ، بالنسبة للعديد من العينات التي تم إجراؤها باستخدام تقنية FDM ، ستكون هناك حاجة إلى تشطيب معقد إلى حد ما ، وهو أمر يصعب أو يستحيل تشغيله آليًا ، وبالتالي ، يتم إجراؤه يدويًا بشكل أساسي.
هناك أيضًا عيوب أقل وضوحًا ، مثل اعتماد القوة على الاتجاه الذي يتم تطبيق القوة فيه. لذلك ، يمكنك جعل العينة قوية بما يكفي للضغط في الاتجاه العمودي على ترتيب الطبقات ، ولكن للالتواء سيكون أقل قوة: التمزق على طول حدود الطبقات ممكن.
هناك نقطة أخرى ، بدرجة أو بأخرى ، متأصلة في أي تقنية مرتبطة بالتسخين: إنه الانكماش الحراري ، الذي يؤدي إلى تغيير حجم العينة بعد التبريد. بالطبع ، يعتمد الكثير هنا على خصائص المواد المستخدمة ، لكن في بعض الأحيان لا يمكنك حتى التوفيق مع التغييرات التي تصل إلى بضعة أعشار في المائة.
علاوة على ذلك: قد تبدو التكنولوجيا خالية من النفايات فقط للوهلة الأولى. ولا يتعلق الأمر فقط بدعم الهياكل في النماذج المعقدة ، بل يتم إهدار الكثير من البلاستيك حتى من قبل مشغل متمرس عند اختيار وضع الطباعة الأمثل لطراز معين.
لماذا ، مع العديد من المشاكل ، أصبحت هذه التكنولوجيا شائعة جدًا الآن؟
السبب الرئيسي والمُحدد هو سعر كل من الطابعات نفسها وموادها الاستهلاكية. كان الدافع الأول المهم في عملية الترويج لطابعات FDM "للجماهير" هو انتهاء صلاحية براءات الاختراع في عام 2009 ، ونتيجة لذلك انخفضت أسعار هذه الطابعات بأكثر من ترتيب من حيث الحجم على مدى خمس سنوات ، وإذا أخذنا في الاعتبار المتطرفين (الأغلى قبل عام 2009 والأرخص اليوم) ، ثم بأمرين من حيث الحجم: سعر أرخص الطابعات الصينية الصنع اليوم هو 300-400 دولار فقط - ومع ذلك ، على الأرجح سيصاب المشتري بخيبة أمل على الفور. أصبح سعر طابعات الدخول اللائقة الآن أقرب إلى 1200-1500 دولار.
العامل الثاني المهم كان ظهور المشروع RepRap، أو النسخ المتماثل السريع - آلية النماذج الأولية السريعة التكرار الذاتي. يتعلق الاستنساخ الذاتي بتصنيع أجزاء لطابعة أخرى مماثلة على طابعة مصنوعة بالفعل - بالطبع ، ليس كل شيء ، ولكن فقط تلك التي يمكن إنشاؤها في إطار هذه التقنية ، يجب شراء كل شيء آخر. ولم يكن هذا هو الهدف من المشروع في حد ذاته: كانت المهمة الرئيسية هي إنشاء أرخص نماذج الطابعات المتاحة حتى لعشاق القطاع الخاص الذين لا يعانون من فائض الأموال ، ولكنهم يريدون تجربة الطباعة ثلاثية الأبعاد. علاوة على ذلك ، لم تكن جميع النماذج الأولية التي تم إنشاؤها في إطار RepRap ولا تزال تتكرر ذاتيًا (في أي جزء ملحوظ من جميع التفاصيل).
لن نتعامل مع وصف مفصل لمراحل تشكيل مشروع RepRap ، وتحليل مزايا وعيوب نماذج أولية مثل Darwin و Mendel و Prusa Mendel و Huxley. الموضوع واسع للغاية ليتم النظر فيه في إطار هذه المراجعة ، ونستشهد بهذه الأسماء فقط ككلمات رئيسية للعثور على المعلومات ، والتي يوجد الكثير منها على الإنترنت.
بالطبع ، غالبًا ما تكون الطابعات التي تم إنشاؤها بهذه الطريقة بعيدة عن الكمال حتى في إطار تقنية FDM ، ولكنها تسمح لك بإنشاء جهاز يعمل بكامل طاقته بأقل تكاليف مالية. وتجدر الإشارة: اليوم ليس من الضروري على الإطلاق البحث عن صاحب الطابعة من أجل طباعة الأجزاء الممكنة ، والركض في المتاجر بحثًا عن الباقي ؛ يتم تقديم مجموعات كاملة للتجميع الذاتي للطابعة ، ما يسمى بأطقم DIY (من "Do It Yourself" - افعلها بنفسك) ، والتي تتيح لك توفير المال بشكل كبير وتجنب الضجة والإزعاج غير الضرورية ، وتحتوي أيضًا على تجميع مفصل تعليمات. ولكن هناك متسعًا لأولئك الذين لا يريدون أن يكونوا محبوسين في إطار التصميمات الجاهزة ويريدون إضافة شيء خاص بهم إليها: هناك الكثير من المقترحات لأي مكونات فردية لمثل هذه الطابعات.
الجانب الإيجابي الآخر لتطوير مشروع RepRap هو ظهور وتحسين البرامج المختلفة للعمل مع هذه الطابعات ثلاثية الأبعاد ، علاوة على ذلك ، الموزعة مجانًا. هذا فرق مهم عن الأجهزة التي تنتجها الشركات المصنعة البارزة ، والتي تعمل فقط مع البرامج الخاصة بهم.
من حيث المبدأ ، لا يقتصر المشروع على تقنية FDM ، ولكنه حتى الآن الأكثر سهولة في الوصول إليه ، تمامًا كما هو الحال بالنسبة للمواد الأقل تكلفة ، وهي الخيوط ، والتي تُستخدم في الغالبية العظمى من الطابعات التي تم إنشاؤها على أساس تطورات RepRap.
أدى الاستخدام الواسع النطاق لطابعات FDM إلى زيادة الطلب على المواد الاستهلاكية الخاصة بها ؛ لا يمكن أن يفشل العرض في متابعة الطلب ، وحدث نفس الشيء كما حدث مع الطابعات نفسها: انهارت الأسعار. إذا كانت هناك على صفحات الإنترنت القديمة المخصصة لتقنيات FDM إشارات إلى الأسعار على مستوى 2-3 وحتى أكثر من مئات اليورو لكل كيلوغرام من الخيوط البلاستيكية ، فإننا نتحدث الآن في كل مكان عن عشرات اليورو ، وفقط للمواد الجديدة مع خصائص غير عادية يمكن أن يصل السعر إلى مئات الدولارات أو اليورو للكيلوغرام الواحد. صحيح ، إذا كانت المواد "ذات العلامات التجارية" التي تم بيعها في وقت سابق ، يتم تقديم سلسلة غير معروفة الآن وجودة غير مؤكدة ، ولكن هذا لا محالة يصاحب الشعبية.
إلى جانب السعر ، تتمتع طابعات FDM بمزايا أخرى تتعلق بقدرات التكنولوجيا. لذلك ، من السهل جدًا تجهيز الطابعة برأس طباعة آخر يمكنه تغذية الفتيل من مادة قابلة للإزالة بسهولة لإنشاء دعامات في الطرز المعقدة. من خلال إدخال صبغة في صناعة الشعيرات ، يمكنك الحصول على ألوان متنوعة ومشرقة للغاية.
ويمكن أن تحتوي مادة الخيط نفسها على مجموعة متنوعة من الخصائص ، لذلك دعونا نفكر بإيجاز في الأنواع الأكثر شيوعًا.
يمكن أن يكون الخيط بقطرين قياسيين: 1.75 و 3 مم. وبطبيعة الحال ، فهي غير قابلة للتبديل ، ويجب تحديد اختيار القطر المطلوب وفقًا لمواصفات الطابعة. يتم توفير البلاستيك على مكبات ولا يقاس بالطول ، ولكن بالوزن. بالنسبة إلى طابعات FDM لبعض الشركات المصنعة (على سبيل المثال ، CubeX من أنظمة 3D) ، فأنت بحاجة إلى شراء ليس مكبات ، ولكن خراطيش خاصة بها خيوط ، وهي أغلى بكثير لكل كيلوغرام ، لكن الشركة المصنعة تضمن جودة المواد - في كلمة واحدة ، كل شيء هو نفسه تمامًا كما هو الحال في الطابعات التقليدية: استهلاك "أصلي" و "متوافق".
لكل نوع من المواد ، يجب معرفة درجة حرارة التشغيل التي يجب تسخين المادة الموجودة في رأس الطباعة بها ، ودرجة حرارة تسخين طاولة العمل (المنصة) لتحسين التصاق الطبقة الأولى. لا تكون هذه القيم هي نفسها دائمًا لأي عينة من الخيوط المصنوعة من نفس النوع من المواد ، لذلك نشير إلى نطاق تقريبي ؛ من الناحية النظرية ، يجب الإشارة إلى درجات الحرارة المثلى على ملصق الملف أو في المستند المصاحب ، ولكن هذا ليس هو الحال دائمًا ، وغالبًا ما يتعين اختيارهم تجريبيًا.
المواد الرئيسية لطابعات FDM هي بلاستيك ABS و PLA.
عضلات المعدة(أكريلونيتريل بوتادين ستايرين ، ABS) عبارة عن راتينج حراري تقني مقاوم للصدمات يعتمد على بوليمر مشترك من الأكريلونيتريل مع بوتادين وستايرين. المادة الخام لإنتاجه هي النفط. هذا البلاستيك معتم ويمكن طلاؤه بسهولة بألوان مختلفة.
مزايا ABS:
تشمل المزايا التكلفة المنخفضة والقابلية للذوبان في الأسيتون (والذي لا يسمح فقط بلصق أجزاء ABS ، ولكن أيضًا تنعيم الأسطح غير المستوية باستخدام الأسيتون). ABS هو أكثر صلابة من PLA وبالتالي يحتفظ بشكله تحت الأحمال الثقيلة.
ومن أوجه القصور ما يلي:
درجة حرارة التشغيل أعلى من درجة حرارة PLA وتتراوح بين 210-270 درجة مئوية. هناك رائحة طفيفة عند العمل مع فتيل ABS. بالإضافة إلى ذلك ، من أجل التصاق أفضل للطبقة الأولى من النموذج بطاولة العمل ، يجب تسخين الطاولة إلى حوالي 110 درجة.
حول السعر: هناك إشارات من 30-40 دولارًا للكيلوغرام الواحد. في الواقع ، تبدأ الأسعار في روسيا من 1500 (جملة صغيرة) إلى 2000 روبل أو أكثر (التجزئة) لكل كيلوغرام ، إذا كنا نتحدث عن الشركات المصنعة الصينية. يمكن أن تكون خيوط ABS من الشركات المعروفة ، المصنوعة في الولايات المتحدة ، أغلى مرة ونصف إلى ضعفين.
جيش التحرير الشعبى الصينى(polylactide ، PLA) هو بوليستر قابل للتحلل الحيوي ، متوافق حيوياً ، ومونومر منه هو حمض اللاكتيك. المواد الخام للإنتاج هي موارد متجددة - على سبيل المثال ، الذرة أو قصب السكر ، وبالتالي فإن المادة غير سامة ويمكن استخدامها لإنتاج عبوات صديقة للبيئة وأدوات المائدة التي تستخدم لمرة واحدة ، وكذلك في الأدوية ومنتجات العناية الشخصية.
دعنا نلاحظ على الفور: التحلل البيولوجي ليس مرادفًا على الإطلاق للهشاشة الشديدة ، ومنتجات PLA قابلة للتطبيق تمامًا.
مزايا:
درجة حرارة التشغيل أقل من درجة حرارة ABS: حوالي 180-190 درجة مئوية. يُعد تسخين طاولة العمل اختياريًا ، ولكن يُنصح بتسخين الطاولة إلى 50-60 درجة مئوية.
العيوب: لقد ذكرنا بالفعل أحدها - أقل متانة من ABS. بالإضافة إلى ذلك ، يعتبر PLA أكثر استرطابًا ، وحتى أثناء التخزين يتطلب الالتزام بنظام الرطوبة ، وإلا فقد تبدأ المادة في التقسيم الطبقي وظهور الفقاعات فيها ، مما يؤدي إلى حدوث عيوب في تصنيع النموذج. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما يكون PLA أغلى قليلاً من ABS ، على الرغم من أن السعر يعتمد بشكل كبير على الشركة المصنعة والبائع.
الأسيتون ليس له أي تأثير عمليًا على PLA ، يجب لصقها ومعالجتها باستخدام ثنائي كلورو الإيثان أو الكلوروفورم أو الهيدروكربونات المكلورة الأخرى ، الأمر الذي يتطلب تدابير أمان متزايدة أثناء التشغيل (ولكن ، بالطبع ، الأسيتون ليس هدية في هذا الصدد).
المواد الأخرى لطباعة FDM أقل شيوعًا.
الفخذين(بوليسترين عالي التأثير ، بوليسترين عالي التأثير) - مادة غير شفافة ، صلبة ، صلبة ، مقاومة للصدمات ، الصقيع ودرجات الحرارة القصوى. يذوب في الليمونين ، وهو مذيب طبيعي مستخرج من ثمار الحمضيات ، وبالتالي يمكن استخدامه لإنشاء هياكل داعمة لا يلزم إزالتها ميكانيكيًا.
تبلغ درجة حرارة العمل حوالي 230 درجة مئوية ، والسعر أعلى بنسبة 30-50٪ من سعر ABS.
نايلونخفيفة الوزن ومرنة ومقاومة للمواد الكيميائية. الأجزاء المصنوعة منه ذات احتكاك سطحي منخفض جدًا.
درجة حرارة العمل أعلى من درجة حرارة PLA: حوالي 240-250 درجة مئوية. ومع ذلك ، هذا لا ينتج أبخرة أو روائح. تكلفة خيوط النايلون هي ضعف تكلفة PLA أو ABS.
الكمبيوتر(بولي كربونات ، بولي كربونات) عبارة عن بوليمر صلب إلى حد ما يحتفظ بخصائصه في نطاق درجة الحرارة من -40 درجة مئوية إلى 120 درجة مئوية. تتميز بنفاذية عالية للضوء وغالبًا ما تستخدم كبديل للزجاج ، وبما أنها لا تزال تتمتع بثقل نوعي منخفض ومعامل انكسار أعلى ، فهي مثالية لإنتاج العدسات. يسمح لك الخمول البيولوجي الكامل بإخراج العدسات اللاصقة منه. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تصنيع الأقراص المدمجة منه.
درجة حرارة الطباعة 260-300 درجة مئوية. حتى الآن ، يتم إنتاج القليل في شكل خيوط لطباعة FDM ، وبالتالي فإن السعر أعلى بثلاث مرات من سعر ABS.
خصائص بصرية مماثلة تمتلكها بيت(البولي ايثلين). النماذج منه متينة للغاية ، حيث تلتصق طبقات المواد المنصهرة ببعضها البعض بشكل مثالي. درجة حرارة العمل 210-225 درجة مئوية ، من المستحسن تسخين الطاولة إلى 50-80 درجة مئوية. السعر حوالي 4500-5000 روبل للكيلوغرام الواحد.
تحت الاختصار PVA(PVA) هناك نوعان من المواد التي يمكن أن تختبئ: Polyvinyl Acetate (PVAc) و Polyvinyl Alcohol (PVAl). وفقًا للصيغة الكيميائية ، فهي متشابهة تمامًا ، فقط لا توجد مجموعات خلات في كحول البولي فينيل ، وتتطابق خصائصها أيضًا - من نواح كثيرة ، ولكن ليس على الإطلاق. لسوء الحظ ، غالبًا ما يشير البائعون ببساطة إلى "PVA (PVA)" دون أي تمييز ، لذلك يمكننا فقط إعطاء سعر تقريبي معمم: 4500-5000 روبل لكل كيلوغرام من الخيط.
كحول بولي فينيل PVAlتتطلب درجة حرارة تشغيل تبلغ حوالي 180-200 درجة مئوية ، والزيادة الإضافية غير مرغوب فيها - قد يبدأ الانحلال الحراري (التحلل الحراري). بالإضافة إلى ذلك ، فإن المادة شديدة الرطوبة ، فهي تمتص الرطوبة من الهواء بنشاط ، مما يخلق مشاكل أثناء التخزين وأثناء الطباعة ، خاصةً إذا كان قطر الفتيل 1.75 مم. من ناحية أخرى ، هذه الخاصية نفسها مفيدة للغاية: الدعامات المصنوعة من PVAl تذوب في الماء البارد.
خلات البولي فينيل PVAcيُعرف الجميع جيدًا بكونه جزءًا لا يتجزأ من غراء PVA ، وهو مستحلب مائي لهذه المادة. يتطلب درجة حرارة تشغيل أقل قليلاً: 160-170 درجة. كما أنه يذوب جيدًا في الماء.
تظهر المواد الجديدة ذات الخصائص الأصلية في كل وقت. صحيح أن سعرها في البداية يمكن أن يكون مرتفعًا جدًا.
على سبيل المثال ، المطاط الصناعي NinjaFlexيسمح لك بإنشاء منتجات مرنة. السعر حوالي 7500-8000 روبل للكيلوغرام الواحد ، ودرجة حرارة التشغيل هي 210-225 درجة مئوية ، ويمكن أن تكون درجة حرارة الطاولة في درجة حرارة الغرفة أو مرتفعة قليلاً ، حتى 35-40 درجة مئوية.
المواد التي تم إصدارها مؤخرًا Laywoo-D3إنه مثير للاهتمام أولاً وقبل كل شيء لأن المنتجات المصنوعة منه تشبه الخشب في الملمس وحتى رائحته مثل الخشب. الحقيقة هي أنه مصنوع فقط على أساس جزيئات صغيرة من الخشب وبوليمر رابط. يمكن أن تتراوح درجات حرارة التشغيل بين 175 و 250 درجة مئوية ، ولا يلزم تسخين الطاولة. علاوة على ذلك ، سيعتمد اللون بعد التصلب على درجة الحرارة المختارة: فكلما ارتفعت ، كان اللون أغمق. من خلال تغيير درجة الحرارة أثناء الطباعة ، يمكنك حتى الحصول على ما يشبه الحلقات السنوية ، كما هو الحال في الخشب الطبيعي. بالطبع ، سعر هذه المادة كبير - حوالي 10 آلاف روبل لكل كيلوغرام.
مواد غريبة أخرى ، ليبريكيحتوي على مواد مالئة معدنية ويتيح لك محاكاة منتجات الحجر الرملي. درجة حرارة العمل في حدود 165-210 درجة مئوية ؛ هذه المرة ، مع ارتفاع درجة الحرارة ، يمكن الحصول على سطح خشن لتعزيز تأثير التقليد. كما أنه لا يتطلب تسخين الطاولة ، ولكن في نهاية الطباعة ، يجب أن تنتظر بضع ساعات حتى يصلب النموذج أخيرًا ، وبعد ذلك فقط قم بإزالته. السعر هو نفسه 10 آلاف روبل للكيلوغرام الواحد.
بالطبع ، جميع الأسعار المذكورة أعلاه ليست سوى إرشادات: يمكن أن تتغير بمرور الوقت ومن بائع إلى بائع ، خاصة إذا كنت تشتري ليس في روسيا ، ولكن تطلب في الخارج.
نظرًا لأن مراجعتنا مصممة بشكل أساسي لأولئك الذين أصبحوا مهتمين مؤخرًا بالطباعة ثلاثية الأبعاد وليس لديهم حتى الآن خبرتهم الخاصة في هذا المجال ، فإننا نلاحظ: من الأفضل البدء بـ "دورة المقاتلين الشباب" ، وسوف نوصي ( يمكنك تنزيل برنامج الدورة والعثور على إحداثيات الاتصال). بالإضافة إلى الحديث عن الأسس النظرية ، يتم منح كل "طالب" الفرصة للعمل على طابعة FDM جيدة جدًا تحت إشراف متخصصين على دراية. بالطبع ، الدورات تجارية ، أي مدفوعة الأجر ، لكن الأموال التي يتم إنفاقها ستؤتي ثمارها بسرعة ، لأنك ستكتسب المعرفة حول كيفية تجنب الأخطاء الأكثر شيوعًا ، والخبرة العملية ، وإن كان ذلك قليلاً.
بهذا نختتم مراجعتنا للانتقال إلى الجوانب الأخرى للطباعة ثلاثية الأبعاد ونماذج الطابعة المحددة قريبًا.
تجعل التقنيات الحديثة من الممكن تصنيع مجموعة متنوعة من الكائنات التي تم تصميمها باستخدام برامج الكمبيوتر. نماذج السيارات ، والأحذية العصرية ، وهياكل المباني عالية التقنية ، بما في ذلك بيت الطيور المبتكر - هذه ليست سوى جزء من مائة بالمائة من تلك المنتجات التي يمكن تصنيعها باستخدام طابعات ثلاثية الأبعاد.
يتميز هذا المستهلك بالخصائص التالية:
عند استخدام بلاستيك ABS للطابعة ثلاثية الأبعاد ، تكون المنتجات النهائية لامعة. في هذه الحالة ، يمكن تعيين درجة اللمعان كمعامل منفصل.
من بين ليست أقوى جوانب المادة الموصوفة ، يمكن للمرء أن يذكر مقاومة التآكل المنخفضة تحت التأثير المباشر للأشعة فوق البنفسجية. كما أن النفاذية العازلة للكهرباء ومقاومة هطول الأمطار في الغلاف الجوي غير كافيتين.
عند تقييم أنواع البلاستيك للطابعة ثلاثية الأبعاد ، لا يسع المرء إلا أن يذكر علامة PLA التجارية. في البداية ، يشير إلى نوع من المواد أكثر صداقة للبيئة ، ولكنه في نفس الوقت سيكلف أكثر من المنافس.
قضبان الطابعة ثلاثية الأبعاد المصنوعة من البوليستر مصنوعة من منتجات النفايات التي تستخدم بنجر السكر أو الذرة. هذا هو السبب في أنه يمكن للأطفال تناول المنتجات النهائية للعب - المادة غير سامة على الإطلاق.
يمكن تسمية الخصائص التالية للبلاستيك PLA:
مع الاستخدام المكثف ، تفقد الأجزاء حالتها الأصلية بسرعة. حتى في الوضع الثابت ، عندما يظل التخطيط ثابتًا ، لا يسمح التأثير الجوي للكائن بالاستمرار لفترة طويلة.
من حيث القيمة ، كل من البلاستيك الموصوف لهما نفس السعر تقريبًا. لذلك ، عند اختيار قضيب للطابعة ثلاثية الأبعاد ، يجب أن تأخذ في الاعتبار الغرض من المنتج النهائي وظروف تشغيله. ربما تكون الخصائص الموصوفة للبلاستيك PLA مناسبة لتصنيع لعب الأطفال.
بالإضافة إلى ذلك ، ضع في اعتبارك بعناية متطلبات استخدام الطابعة التي تستخدمها. تقبل بعض الطرز نوعًا معينًا فقط من المواد الاستهلاكية.
نوع آخر من البلاستيك هو بلاستيك PVA. في الاختصار ، يمكنك رؤية تشابه كامل مع الغراء المعروف. في الواقع ، يمكن لأسيتات البولي فينيل أيضًا تحضير نماذج ثلاثية الأبعاد. علاوة على ذلك ، فإن هذا البوليمر قابل للذوبان في الماء بسهولة. يمكن استخدام الخصائص المذكورة بنجاح في ظل ظروف مختلفة. على سبيل المثال ، يسمح الإنتاج المشترك لوصلة ملولبة (صامولة برغي) بفصل الأجزاء لاحقًا.
عند وصف المواد الأخرى ، يمكننا تسمية أنواع البلاستيك الأقل استخدامًا في الممارسة العملية. يمكن للبوليمرات الضوئية تغيير شكلها الأصلي عند تعرضها لأشعة الشمس.
مادة أخرى - النايلون ، على الرغم من بعض السمية ، لديه مقاومة عالية لتأثيرات درجة الحرارة ، ويمتص الرطوبة. غالبًا ما يستخدم النايلون في صناعة التروس ، وكذلك في بعض المنتجات الطبية.
استخدام البوليمرات للطابعات ثلاثية الأبعاد اختياري. على سبيل المثال ، يمكنك بسهولة وضع العسل أو الشوكولاتة للعمل. كل هذا يتوقف على المنتجات المخططة لتصنيعها ، مما يمنحها الخصائص النهائية.
يتطور سوق الطباعة ثلاثية الأبعاد بنشاط. اليوم يمكنك الحصول على نموذج حجمي من أي تعقيد تقريبًا. في الوقت نفسه ، تتوسع أيضًا قائمة المواد التي يمكن من خلالها نحت المنتج. تختلف في الكثافة والتكلفة والقوة وخصائص أخرى. ستتم مناقشة مواد الطابعة ثلاثية الأبعاد في هذه المقالة.
بشكل عام ، هناك العديد من الطرق لتنفيذ نموذج ثلاثي الأبعاد. ومع ذلك ، فإن جميعها تقريبًا تتلخص في شيء واحد - تطبيق مادة لطبقة طابعة ثلاثية الأبعاد بطبقة ثم تصلبها. تبدو الطرق الرئيسية كما يلي:
لا تزال التكنولوجيا تتطور ، وتصبح مثالية أكثر فأكثر كل يوم. يمكن استخدام طباعة ZD اليوم في المهام التالية:
هناك العديد من التركيبات المعروفة لإنشاء النماذج ، اعتمادًا على اتجاه تطبيق الجزء. يجدر النظر بمزيد من التفصيل في كل نوع على حدة.
ربما تكون الطابعة ثلاثية الأبعاد الأكثر شيوعًا القابلة للاستهلاك. يوجد أيضًا تحت اسم "أكريلونيتريل بوتادين ستايرين" أو ABS.
لها خصائص ميكانيكية جيدة. غالبًا ما يستخدم لإنشاء هياكل تحمل الأحمال المعقدة.
أثرت تكلفته المنخفضة وتوافره على استخدامه على نطاق واسع في كل من الظروف المحلية وعلى المستوى الصناعي.
على الرغم من حقيقة أن ABC-plastic كمنتج نهائي صديق للبيئة تمامًا ، عند تسخينه أثناء عملية الإنتاج ، يمكن أن تنبعث أبخرة الأكريلونيتريل. صحيح ، نظرًا لانخفاض سرعة الطابعة ، فإن كمية المواد الضارة صغيرة جدًا ، ولإنتاج آمن سيكون كافياً لتوفير تهوية جيدة للغرفة.
لا ينبغي استخدام بلاستيك ABS في أواني الطهي لأنه يتفاعل مع الإيثانول.
من الخصائص التقنية للبلاستيك ABS ، يجدر إبراز درجة حرارة التزجج العالية ، والتي تبلغ 105 درجة. تبلغ قوة الانحناء والشد 41 و 21 ميجا باسكال على التوالي. في الواقع ، بالطبع ، يخلط العديد من الشركات المصنعة البلاستيك بمركبات مختلفة. هذا يعني أنه من الناحية العملية ، ستكون بعض الخصائص مختلفة.
بمساعدة هذه المواد الاستهلاكية للطابعة ثلاثية الأبعاد ، يمكنك إنشاء نماذج ألوان نظرًا لأن البلاستيك به سلسلة ألوان غنية. لا يخاف بلاستيك ABS مطلقًا من الرطوبة والأحماض والزيوت المختلفة. تصل مقاومته للحرارة إلى 115 درجة ، اعتمادًا على الشركة المصنعة المحددة.
تتيح لك مقاومة تأثير ومرونة بلاستيك ABS للطابعة ثلاثية الأبعاد إنشاء أجزاء ونماذج موثوقة. كما أنه يذوب تمامًا في الأسيتون ، مما يجعل من الممكن تطبيق المعالجة اللاحقة للجزء النهائي في أزواج لإعطاء المنتج مظهرًا سلسًا ونهائيًا.
من بين العيوب الخطيرة لبلاستيك ABS للطابعة ثلاثية الأبعاد ، يجدر إبراز عدم قدرتها على تحمل التعرض الطويل لأشعة الشمس العادية. كما أن علاقتها بالعناصر المختلفة الموجودة في المواد الغذائية والمنتجات تحد من استخدامها ، حيث أن إطلاق المواد السامة أمر ممكن.
يتكون هذا النوع من المواد للطباعة على طابعة ثلاثية الأبعاد من عديد حمض اللبنيك. إنه قابل للتحلل ويحتوي على حمض اللاكتيك. يتم إنتاج هذه المادة من الذرة أو قصب السكر.
لا تحد الطبيعة الطبيعية للبلاستيك PLA من استخدامه في أي منطقة.
يذوب جيش التحرير الشعبى الصينى عند درجات حرارة أعلى من 170 درجة. ومع ذلك ، فإن 50 كافية بالفعل للتليين ، وقوة الشد والانثناء هي 57.8 و 55.3 ميجا باسكال ، على التوالي. الحجم الذي يمكن إنشاء جزء به هو 0.3 مم ، مما يجعل من الممكن إعطاء النموذج دقة عالية في التنفيذ.
لا يحتوي بلاستيك PLA عمليًا على جوانب سلبية خطيرة. هو أن زيادة الهشاشة والهشاشة. والإيجابية تبدو هكذا:
يبرز هذا الممثل من المراجعة الكاملة للمواد الخاصة بالطابعة ثلاثية الأبعاد. أولاً ، الزجاجات البلاستيكية العادية مصنوعة من البولي إيثيلين تيريفثاليت ، أو PET. ثانيًا ، جعل توفرها على نطاق واسع المادة واحدة من أكثر المواد شيوعًا. حتى أن هناك مصانع خاصة لإعادة التدوير للاستخدام المنزلي وإنتاج خيوط البولي إيثيلين تيرفثالات.
من حيث القوة والمرونة ، فإن خصائص بلاستيك PET تشبه ABS. في الوقت نفسه ، تلتصق الطبقات تمامًا ، مما يمنح النموذج درجة عالية من القوة.
يبلغ متوسط درجة حرارة الطباعة لهذا النوع من المواد حوالي 212-224 درجة.
مادة ممتازة لأجزاء الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدة للاستخدام في الآليات المعقدة. لديها معامل انزلاق وقوة جيد. ومع ذلك ، تشير خصائصه إلى مستوى تقني أعلى للمعدات لإنشاء النماذج.
يمكن أن تتراوح نقاط الانصهار من الشركات المصنعة المختلفة من 178 إلى 218 درجة. بالنسبة للقذف ، تتراوح هذه القيمة من 235 إلى 260 درجة.
يشبه استخدام النايلون بلاستيك ABS - فهو يحتاج إلى منصة ساخنة. في هذه الحالة ، تكون عملية تراكب الطبقات أكثر سلاسة ، مما يسمح لك بإنشاء نماذج مفصلة.
هذه المواد لديها مقاومة عالية للتآكل والمرونة. لديه القدرة على تحمل مجموعة متنوعة من المذيبات. سهولة المعالجة اللاحقة ميكانيكيًا عند إحضار النموذج إلى النتيجة النهائية.
من عيوب النايلون ، يجدر إبراز رطوبته الكبيرة ، أي القدرة على امتصاص الرطوبة. لذلك ، يوصى بتجفيف المادة قليلاً قبل النمذجة. هذا سوف يساعد على تجنب مشاكل الإنتاج. يمكن إطلاق أبخرة سامة أثناء الانحلال الحراري.
قد يبدو غريبًا ، مثل هذه الطابعات موجودة بالفعل. صحيح ، يتم استخدام تركيبة خاصة من خليط الأسمنت.
بمساعدة طابعة ثلاثية الأبعاد للإنشاءات ، يمكنك إنشاء منازل وهياكل كاملة. في الوقت نفسه ، يمكن أن يستغرق وقت "إنشاء" جدار بارتفاع 6 أمتار بضع ساعات فقط.
لسوء الحظ ، لا تزال التكنولوجيا في روسيا في مهدها ، لكنها تتطور بنشاط في الغرب.
يستخدم مسحوق خاص كمواد بناء لصنع الأجزاء المعدنية.
في هذا النوع من الإنتاج ، يتم استخدام طابعات صناعية ثلاثية الأبعاد باهظة الثمن. يمكن تقسيمها بشكل مشروط إلى 3 فئات:
في الواقع ، تعتبر الأخيرة فقط وسيلة "حقيقية" لطباعة المنتجات المعدنية.
من بين المواد هناك مجموعة واسعة من السبائك والعناصر الفردية. يجدر فهمها قليلاً:
كما هو الحال في المعادن ، فإن مسحوقها بعد التحول إلى شكل سيكون له قوة عالية. في الوقت نفسه ، تتوفر تفاصيل الكائن بمستوى لائق يصل إلى 0.025 ملم. تسمح مقاومة درجات الحرارة المرتفعة باستخدام النماذج في مجموعة متنوعة من الصناعات. بعد أن يكون المنتج معطلاً أو ، إذا لم يكن ضروريًا ، يمكن إعادة صهره.
أما بالنسبة للسلبيات ، فهناك واحدة فقط ، ولكنها مهمة جدًا. تقنية الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد معقدة للغاية. لذلك ، فإن المعدات باهظة الثمن عادة.
بالإضافة إلى ذلك ، سيكون من الصعب تنظيم مثل هذا الإنتاج في بيئة محلية.
فحصت المقالة المواد التي تستخدمها الطابعات ثلاثية الأبعاد ، وخصائصها وخصائصها ، بالإضافة إلى مجالات التطبيق. نظرًا لأن التكنولوجيا جديدة نسبيًا ، فإنها تحتوي على العديد من التفاصيل الدقيقة والفروق الدقيقة. يتم تفكيكها وحلها عمليًا "عن طريق الكتابة" ، وصولاً إلى إعدادات الطابعة ثلاثية الأبعاد. ولكن هناك اهتمام للعديد من المجالات بطباعة سريعة وعالية الجودة للمنتجات النهائية ، مما يعني أن التكنولوجيا ستتطور وتتطور.
أيها الأصدقاء ، مقدمة صغيرة!
قبل قراءة الأخبار ، دعني أدعوك إلى أكبر مجتمع لمالكي الطابعات ثلاثية الأبعاد. نعم ، نعم ، إنه موجود بالفعل ، على صفحات مشروعنا!
يمكنك العثور على بائعي المواد الاستهلاكية للطابعات ثلاثية الأبعاد في مدينتك في الكتالوج الخاص بنا -
إذا كنت تريد شراء خراطيش حبر للطابعات البسيطة ، فعندئذٍ بالنسبة لأقاربهم ثلاثية الأبعاد ، يجب عليك شراء المواد الاستهلاكية. نحن نقدم لك فهم الأنواع المختلفة من البلاستيك حتى تتمكن من اختيار الخيار الأنسب.
أكثر المواد الاستهلاكية شيوعًا هي بلاستيك ABS. الهيكل الخاص لهذا النوع من "المواد الاستهلاكية" يسمح لها بمقاومة الضغط الميكانيكي القوي. ينتمي هذا البلاستيك إلى مجموعة مقاومة الصدمات وإذا قارنا ABS بالبوليسترين العادي ، فإنه يتفوق بشكل كبير على نظائره الأخرى من حيث القوة الميكانيكية والصلابة. تشمل المزايا الأخرى حقيقة أن هذا النوع من البلاستيك يمكنه تحمل درجة حرارة تصل إلى 100 درجة مئوية. يمكن أيضًا استخدام هذه المواد الاستهلاكية للطلاء بالكهرباء والطلاء بالفراغ وحتى في ملامسات اللحام. إنه رائع للحام أو الصب الدقيق. المادة لديها ثبات عالي الأبعاد. الأشياء المطبوعة لها سطح لامع (يمكن تعديل مستوى اللمعان).
من بين قائمة المزايا الضخمة ، يمكن ملاحظة مقاومة القلويات والشحوم والحمض والهيدروكربون والدهون وحتى البنزين. ومع ذلك ، فإنه يذوب تمامًا في الأسيتون والإيثر والبنزين وكلوريد الإيثيل وكلوريد الإيثيلين والأنيلين والأنيسول. العيب الرئيسي هو الحساسية للأشعة فوق البنفسجية وهطول الأمطار. تتميز هذه المادة بمستوى منخفض من العزل الكهربائي.
يعد بلاستيك PLA أو polylactide الأكثر ملاءمة للبيئة والأكثر استهلاكا للطباعة ثلاثية الأبعاد. هذا النوع من البلاستيك عبارة عن بوليستر لدن بالحرارة يتم إنشاؤه من النفايات البيولوجية (بنجر السكر أو علف الذرة). مونومرها هو حمض اللاكتيك. تتمتع الكائنات المطبوعة بمستوى ممتاز من الانزلاق ومن الممكن أيضًا إنتاج محامل منزلقة من هذا البلاستيك.
في أغلب الأحيان ، تُستخدم هذه المادة لتصنيع لعب الأطفال لأن بلاستيك PLA يحتوي على أقل مستوى من السمية. العيب الوحيد لبولي أكتيد هو هشاشته وتدهوره التدريجي. تبلغ تكلفة هذا النوع من "المواد الاستهلاكية" 2400 روبل ، وهي باهظة الثمن نظرًا لهشاشة هذه المادة. لاحظ أنه إذا لم تلمس المنتج المطبوع ، فيمكنه الوقوف لمدة 20 عامًا تقريبًا (إذا كانت درجة حرارة المادة لا تتجاوز 50 درجة مئوية). ومع ذلك ، إذا قمت بتعريضه للاستخدام المستمر ، فحينئذٍ سيفقد الكائن مظهره الأصلي قريبًا. المواد رائعة للمطبوعات الكبيرة والصغيرة. تجدر الإشارة إلى أنه لزيادة قوة المنتج ، يمكن خلط البولياكتيد ببلاستيك ABS ، خاصة وأن لهما نفس التكلفة. إذا كنت تريد إذابة بلاستيك PLA ، فضع النموذج ببساطة في خزان بالموجات فوق الصوتية مع القليل من الصودا الكاوية. أسهل طريقة للذوبان هي وضع الجسم في ماء مسخن لدرجة حرارة 80 درجة مئوية.
ظهر بلاستيك PVA في السوق الروسية في عام 2012. PVA هو نفس أسيتات البولي فينيل ، أي غراء PVA. الميزة الرئيسية (أو العيب؟) لهذه المادة هي قابليتها للذوبان السريع في الماء. غالبًا ما يستخدم هذا النوع من المواد الاستهلاكية كفاصل. على سبيل المثال ، إذا احتاج المستخدم إلى طباعة صامولة بمسامير ، فإن PVA تساعد في فصل الجسمين بحيث يمكن بعد طباعة الجوز أن يدور بحرية على البرغي. بالطبع ، قد تبدو طباعة الكائنات باستخدام PVA غير عملية. الغرض الرئيسي منه هو لعب دور داعم في إنشاء كائنات مصممة بشكل فريد.
فوتوبوليمرات
تعد البوليمرات الضوئية من المواد الاستهلاكية الشائعة الأخرى للطابعات الحديثة. في الواقع ، تحتوي هذه المادة على العديد من الأصناف ، ولكن لديهم جميعًا شيء واحد مشترك - البوليمرات الضوئية تغير شكلها تحت تأثير ضوء الشمس. تُستخدم هذه المواد الاستهلاكية للطباعة على طابعات SLA و PJET. يمكن أن تكون هذه "المواد الاستهلاكية" سائلة أو صلبة. الأشياء التي تم طباعتها بالبوليمرات الضوئية متينة للغاية ، ومقاومة لأشعة الشمس والماء. عادة ما يتم تحديد سعر البوليمرات الضوئية من قبل الشركة المصنعة أو البائع.
مسحوق المعادن
يستخدم المسحوق المعدني بشكل شائع في الطباعة ثلاثية الأبعاد. لاحظ أن المسحوق لا يشترط أن يكون من المعدن. يمكن أن تكون مادة البداية من الذهب أو النحاس أو الألومنيوم أو سبيكة. حتى بلاستيك ABS لا يمكنه تقليد لمعان المعدن الحقيقي. يستخدم هذا النوع من المواد الاستهلاكية على نطاق واسع في إنتاج المجوهرات. بالإضافة إلى ذلك ، تعد النماذج المعدنية أكثر متانة من الأنواع الأخرى من المواد الاستهلاكية للطابعات ثلاثية الأبعاد. تكلفة المسحوق تعتمد على قيمته.
النايلون مشابه جدًا للمواد الاستهلاكية الأكثر شيوعًا - بلاستيك ABS. ومع ذلك ، فهي تتمتع بمقاومة أفضل لطباعة درجات الحرارة العالية وقادرة على امتصاص الرطوبة. عيب النايلون هو وقت التصلب الأطول والحاجة إلى إخلاء الهواء من الطارد. يعتبر النايلون مادة سامة. يعتبر هذا النوع من المواد الاستهلاكية رائعًا لطباعة التروس والرافعات وحتى قطع غيار الأجهزة الطبية. تجدر الإشارة إلى أن معظم مالكي الطابعات اليوم يستخدمون مادة مثل Nylon 618 ، وهي أقل سمية بكثير. سعر النايلون 2400 روبل للكيلوغرام الواحد.
تتمتع الأنواع الحديثة من المواد الاستهلاكية للطابعات ثلاثية الأبعاد بهامش الأمان اللازم. بالطبع ، يفضل معظم أصحاب الطابعات ثلاثية الأبعاد السعداء استخدام بلاستيك ABS أو PLA. ومع ذلك ، قد لا يلبي البلاستيك دائمًا احتياجات مرتديه. في الواقع ، هناك العديد من أنواع "المواد الاستهلاكية" للطابعات ثلاثية الأبعاد. على سبيل المثال ، قد تستخدم بعض طرز الطابعات الشوكولاتة أو الثلج. كل هذا يتوقف على خيال المالك ونوع الطابعة!
يمكنك الحصول على معلومات مفصلة عن المواد الاستهلاكية لطابعات FDM في قسم المراجع في بوابتنا. ...
في أوائل ستينيات القرن التاسع عشر ، واجهت الدولة الروسية مشاكل مالية. كانت الخزانة فارغة وطالبت بالتجديد. لهذا السبب ، نشأ السؤال عن إدخال الأوراق النقدية للتداول ، والتي يمكن إلى حد ما تعويض النقص في النقود المعدنية. تم بالفعل إعداد سندات الخزانة الورقية في عهد بيتر الثالث ، ولكن لأسباب مختلفة تم تأجيل الإصلاح النقدي.
بعد اعتلاء العرش الإمبراطورة كاثرين الثانية ، صدر بيان ، تحدث عن إنشاء مؤسستين مصرفيتين في سانت بطرسبرغ وموسكو. من بين أمور أخرى ، تضمنت وظائفهم تبادل النقود النحاسية التقليدية مقابل الأوراق النقدية الحكومية. كان من المفترض أن تصدر نقودًا ورقية من فئات 25 و 50 و 75 و 100 روبل كامل.
تم طرح الأوراق النقدية الأولى للتداول في عام 1769. تمت طباعة الأموال الجديدة على ورق أبيض باستخدام صبغة سوداء ، ولكنها تحتوي بالفعل على علامات مائية ونقش وتوقيعات المسؤولين المسؤولين كعناصر أمنية. في البداية ، كانت الأوراق النقدية من جانب واحد - ولم يكن جانبها العكسي يحتوي على نقوش وعناصر رسومية أخرى.
رسمياً ، كانت النقود الورقية تهدف إلى خفض التكلفة الباهظة لإصدار النقود التقليدية. لكن الإصلاح كان له أيضًا هدف سري: الإمبراطورة كاثرين الثانية خططت بهذه الطريقة لتجديد الخزانة بأقل التكاليف. في جوهرها ، كانت الأوراق النقدية الأولى لكاثرين عبارة عن إيصالات دفع يمكن استبدالها في البنوك بعملة معدنية وفقًا للفئة المختومة على الأوراق النقدية.
بعد بدء إصدار الأوراق النقدية ، أطلقت الدولة مبادلة "المعدن" بالأوراق النقدية. كانت مكاتب الصرافة موجودة في أكثر من عشرين مدينة روسية ، وكانت المعاملات المالية ضخمة. بمرور الوقت ، ازداد إصدار الأوراق النقدية ، وزاد عددها إلى مئات الملايين. وجد الماكرة ، بعد أن حصل على أداة مالية جديدة تحت تصرفهم ، فرصة لتجديد خزينة الدولة من خلال مخططات ائتمان معقدة باستخدام الأوراق النقدية.
كانت الأوراق النقدية الورقية شائعة في جميع أنحاء الإمبراطورية الروسية حتى اندلاع الحرب العالمية الأولى وكانت مدعومة بالذهب. تغير مظهر الأوراق النقدية من وقت لآخر ، وظهرت عناصر أمان أكثر حداثة ، وتلقت الأوراق النقدية أرقامًا فردية. كانت صور الأباطرة الروس هي زخرفة النقود الورقية.
