ما مدى السرعة التي يمكن أن تحصل عليها الطباعة ثلاثية الأبعاد؟

لقد أحدثت تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد تغييرًا جذريًا في طريقة تصنيع الأشياء، ولكن السؤال الدائم هو: ما مدى السرعة التي يمكن أن تصل إليها؟ رغم أن مشاهدة طابعة ثلاثية الأبعاد أثناء عملها قد تبدو أحيانًا بمثابة اختبار صبر صعب، إلا أن الواقع هو أن سرعات الطابعات تزداد يومًا بعد يوم بفضل المواد والبرمجيات والآلات الجديدة. تتناول هذه المقالة جميع العوامل المختلفة التي تؤثر على أوقات الطباعة السريعة. سنتناول أي طرق الطباعة ثلاثية الأبعاد هي الأسرع، وكيف تؤثر المواد على السرعة، وأحدث الابتكارات التي تزيد من كفاءة الطابعات بسرعة. سواء كنت هاويًا مللت من مشاهدة العشب ينمو أو شركة تسعى لزيادة إنتاجها، ستحصل على رؤى مفيدة حول إمكانيات الطباعة ثلاثية الأبعاد الحديثة التي تتطلب السرعة.

ماذا يعني "سريع" حقًا في الطباعة ثلاثية الأبعاد؟

عند الحديث عن الطباعة ثلاثية الأبعاد السريعة، هناك مقياسان رئيسيان للسرعة:

• سرعة الطباعةيشير هذا إلى سرعة الطابعة في وضع المواد طبقةً تلو الأخرى. ويُقاس ذلك بوحدات مثل الملليمترات أو البوصات في الثانية.
• إجمالي وقت الطباعة- هذا هو الوقت الإجمالي الذي يستغرقه الطباعة ثلاثية الأبعاد لكائن كامل من البداية إلى النهاية، والذي يعتمد على سرعة الطباعة ولكن أيضًا على حجم النموذج وإعدادات الدقة والمزيد.

لذا، طابعة ثلاثية الأبعاد ذات سرعات طباعة عالية جدًا لا يزال من الممكن الحصول على أوقات طباعة إجمالية طويلة للنماذج الأكبر حجمًا والأكثر تفصيلًا. من المهم مراعاة عاملي السرعة هذين.

العوامل المؤثرة على سرعات الطباعة ثلاثية الأبعاد

هناك العديد من المتغيرات الرئيسية التي تؤثر على مدى سرعة إنجاز مهمة الطباعة ثلاثية الأبعاد:

• نوع الطابعة- بعض تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد مثل SLA و DLP أسرع بطبيعتها من FDM/FFF على سبيل المثال.
• مادة- يمكن لنوع البلاستيك أو الراتنج أو المسحوق وما إلى ذلك الذي تستخدمه تمكين سرعات طباعة أسرع أو أبطأ مع الحفاظ على الجودة.
• تعقيد النموذج- تتطلب الأشكال الأكثر تعقيدًا ذات الحواف والدعامات وما إلى ذلك سرعات طباعة أبطأ للاحتفاظ بالتفاصيل ومنع الأعطال.
• دقة- تعني الدقة العالية طبقات أدق وتفاصيل أصغر، مما يتطلب سرعات طباعة أبطأ.
• الحشوات والأصداف- تستغرق النماذج التي تحتوي على المزيد من الحشو الداخلي (الجدران الداخلية) والأصداف (الجدران الخارجية) وقتًا أطول للطباعة.

باستخدام هذه المتغيرات والإعدادات الرئيسية لنموذج معين، يمكن للمستخدمين العثور على التوازن الصحيح بين السرعة والجودة لتلبية احتياجاتهم.

ما مدى سرعة تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد المختلفة؟

FDM/FFF - الحصان الكلاسيكي

واحدة من أكثرها شيوعًا وبأسعار معقولة تسمى طرق الطباعة ثلاثية الأبعاد بالنمذجة بالترسيب المندمج (FDM) أو تصنيع الخيوط المنصهرة (FFF). تعمل هذه التقنية عن طريق صهر خيوط بلاستيكية وطباعتها طبقة تلو الأخرى.

سرعات الطباعة: حوالي 20-200 مم/ثانية نموذجيًا

تختلف سرعات طابعات FDM اختلافًا كبيرًا باختلاف الجهاز. في المتوسط، تصل سرعة طابعات FDM الهواة إلى حوالي 60-100 مم/ثانية، بينما تصل بعض الطابعات الصناعية المتطورة إلى 200 مم/ثانية. يمكنك قراءة هذه المدونة لمعرفة المزيد. الفرق بين الطابعات ثلاثية الأبعاد للهواة والطابعات ثلاثية الأبعاد الصناعية.

بشكل مثير للإعجاب، تقنية QIDI Q1 Pro يمكن أن تصل سرعات الطباعة إلى 600 مم/ثانية بسعر مناسب للهواة.

SLA - دقة عالية بسرعات عالية

استخدام الليزر لتحويل الراتينج السائل إلى طبقات صلبة، الطباعة الضوئية المجسمة (SLA) تشتهر بدقة تفاصيلها وسطحها الناعم.

سرعات الطباعة: عادة 20-500 ملم/ساعة

تقع معظم طابعات SLA الاستهلاكية في نطاق 100-300 ملم/ساعة.يمكن لبعض طابعات SLA المتقدمة تحقيق سرعات أعلى، مما يدفع حدود ما هو ممكن مع هذه التقنية.

SLS - الطباعة الصناعية المتينة

باستخدام تقنية التلبيد الانتقائي بالليزر (SLS)، تقوم أشعة الليزر عالية الطاقة بدمج جزيئات صغيرة من مسحوق البوليمر طبقةً تلو الأخرى لتكوين أشكال صلبة. وتحظى هذه التقنية بشعبية كبيرة في الاستخدامات الصناعية والتصنيعية.

سرعات الطباعة: حتى حوالي 30 ملم/ساعة

تميل طباعة SLS إلى أن تكون على الجانب الأبطأ، وعادةً ما تصل إلى الحد الأقصى عند حوالي 30 مم/ساعة، نظرًا لأن كل طبقة من المسحوق تستغرق وقتًا حتى تندمج معًا بالكامل.

DLP - الطباعة السريعة بالراتنج

على غرار SLA، معالجة الضوء الرقمي (DLP) يستخدم الضوء لتجفيف الراتنج. ولكن بدلاً من التتبع بالليزر، يستخدم جهاز عرض لعرض نمط طبقة كاملة بسرعة عبر قناع.

سرعات الطباعة: 100-1000+ ملم/ساعة يا إلهي!

تجعل هذه القدرة على معالجة طبقات كاملة في وقت واحد تقنية DLP واحدة من أسرع تقنيات الطباعة الراتنجية المتاحة للمستهلك على الإطلاق.

بالطبع، عوامل مثل التفاصيل وخصائص المواد والمزيد ليست هي الاعتبار الوحيد عند اختيار طريقة الطباعة ثلاثية الأبعاد.

كيف تؤثر المواد على أوقات الطباعة ثلاثية الأبعاد

وبما أن تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد تلعب دورًا كبيرًا في السرعة، فإن الابتكارات المادية تشكل أيضًا أهمية بالغة لتمكين الإنتاج السريع حقًا.

راتنجات Need for Speed

في طرق طباعة بلمرة الحوض، مثل SLA وDLP، تُعدّ لزوجة الراتنج (السُمك) عاملاً رئيسياً. فالراتنجات عالية اللزوجة تُعيق عملية الطباعة، مما يُعيق سرعة الطباعة.

وللتغلب على هذا التحدي، قامت الشركات المبتكرة بتصميم راتنجات هجينة جديدة تحقق التوازن المثالي - اللزوجة المنخفضة للطباعة السريعة، مع توفير خصائص عالية الأداء مثل القوة ومقاومة الحرارة.

بالإضافة إلى ذلك، يتم إجراء أبحاث متطورة لتطوير راتنجات منخفضة اللزوجة للغاية مصممة خصيصًا لزيادة سرعات الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى مستويات غير مسبوقة، مما يتيح أوقات إنتاج سريعة للغاية.

مساحيق التسريع

على جانب المسحوق، تعمل المواد الجديدة على دفع التقنيات مثل الاندماج متعدد النفاثات (MJF) وSLS إلى منطقة السرعة السخيفة للتصنيع الإضافي الصناعي.

يمكن طباعة مواد الاندماج الجديدة هذه بسرعات مذهلة مع الاستمرار في إنتاج أجزاء متينة وعالية الدقة للتطبيقات الصعبة مثل تصنيع السيارات والفضاء والتصنيع الطبي.

البلاستيك للتوصيل والتشغيل

لا تزال خيوط البلاستيك التقليدية الجيدة تُعدّ أساسًا لطابعات FDM/FFF المكتبية. وهنا أيضًا، تُركّز تركيبات خيوط جديدة ومبتكرة على زيادة سرعات الطباعة.

من المواد البلاستيكية الحرارية منخفضة الحرارة للغاية والتي تتطلب وقت تسخين/تبريد أقل إلى المواد المركبة المتخصصة التي تعزز المطبوعات لتحقيق سرعة أعلى دون التضحية بالقوة.

على الرغم من عدم تقديرها بشكل كافٍ في كثير من الأحيان، فإن اختيار المادة المناسبة أمر حيوي للغاية لإطلاق العنان لإمكانات السرعة الحقيقية لأي تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد.

كيف تُسرّع ترقيات البرامج والأجهزة عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد

التقطيع الذكي للطباعة السريعة

قبل طباعة أي نموذج ثلاثي الأبعاد، يجب أن يمر بعملية تُسمى "التقطيع"، حيث يُجهّز برنامج متخصص الملف ثلاثي الأبعاد للطابعة. لخوارزميات التقطيع تأثير كبير على إجمالي أوقات الطباعة.

• السفر الفعال - تقوم أدوات التقطيع المتقدمة مثل Cura وideaMaker بتحليل النماذج لتحسين حركات سفر الطابعة، وتجنب الحركات المكررة التي تضيع الوقت.
• الطبقات التكيفية- من خلال تغيير ارتفاعات الطبقات وخصائصها بشكل ديناميكي ضمن طبعة واحدة، يمكن للمقطعات تعظيم الجودة مع الاستمرار في الوصول إلى السرعة القصوى عندما يكون ذلك ممكنًا.
• حسابات سريعة- بفضل المعالجة الأكثر قوة، يمكن إكمال عمليات التقطيع الحسابية بسرعة حتى بالنسبة للنماذج المعقدة للغاية.

الحاجة إلى السرعة في الأجهزة

تمامًا كما تعمل أحدث معالجات أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية على إبقاء الأشياء تعمل بشكل أكثر سلاسة وسرعة، توفر مكونات أجهزة الطابعة ثلاثية الأبعاد المحدثة أيضًا تعزيزات كبيرة في السرعة.

• لوحات التحكم القويةتُعدّ لوحة التحكم الرئيسية للطابعة بمثابة عقلها. تُمكّن المعالجات الأسرع من إجراء حسابات أسرع وحركة أكثر سلاسة للطابعة.
• كوركسي كينماتكس- الطابعات ثلاثية الأبعاد، مثل Q1 Proيمكن تحقيق سرعات سفر وتسارع أعلى باستخدام CoreXY مقارنة بإعدادات الديكارت القياسية.
• محركات متدرجة مطورة- إن استخدام محركات متدرجة أو قضبان خطية أكثر قوة يسمح للطابعات بالبدء والتوقف وتغيير الاتجاهات بسرعة دون تفويت أي خطوات.
• أداء التدفئة- تم تحسين الأطراف الساخنة والأسِرّة المُدفأة لتوفير دورات تسخين وتبريد أسرع مما يعني قضاء وقت أقل في الانتظار.
• الطباعة بدون قيود- توفر بعض الطابعات الأحدث اتصالاً لاسلكيًا أو عناصر تحكم مدمجة، مما يزيل الاختناقات المحتملة في السرعة الناتجة عن نقل البيانات البطيء عبر الكابلات.

في حين أن التقدم في مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد بينما تستحوذ التقنيات الأساسية على الاهتمام، فإن مكونات الأجهزة وخوارزميات البرامج التي تتولى جميع الحركات والعمليات الدقيقة تُعدّ أيضًا بالغة الأهمية لتحقيق أوقات طباعة فائقة السرعة. حتى التحسينات التدريجية في هذه المجالات يمكن أن تُحقق مزايا مضاعفة في السرعة.

هل يمكنك الحصول على السرعة دون التضحية بالجودة؟

عادةً ما يكون هناك توازن بين السرعة المطلقة والجودة الشاملة في الطباعة ثلاثية الأبعاد. إذا زادت سرعات الطباعة كثيرًا، فستبدأ على الأرجح برؤية مشاكل مثل فقدان التفاصيل وخشونة الأسطح، وحتى فشل الطباعة.

لكن هذا لا يعني أن عليك اختيار أحدهما. إليك استراتيجيات لتحقيق التوازن الدقيق بين السرعة والجودة.

العثور على المكان المناسب

باستخدام برامج المحاكاة وبيانات المطبوعات السابقة، يستطيع الخبراء تحليل مواضع زيادة السرعة بدقة في النموذج دون المساس بمتطلبات الجودة الأساسية. هذا يُمكّنهم من تحسين الإعدادات بدقة للوصول إلى السرعة المثالية المطلوبة.

إعطاء الأولوية لما هو مهم

في عمليات الإنتاج، تُحدد أولويات الجودة لكل مكون. قد تُستخدم سرعات فائقة للهياكل الداخلية التي لا تحتاج إلى مظهر مثالي، مع الالتزام بإعدادات معتدلة للأسطح والتفاصيل الخارجية.

التحقق الذكي

مع الخبرة، يتعلم المصنعون طرقًا فعّالة للتحقق من جودة الطباعة بدلًا من الإفراط في تحليل كل سنتيمتر مربع. تساعد تقنيات مثل المسح الآلي للأسطح والاختبار المُوجَّه على ضمان جودة كل شيء بأقصى سرعة.

لا يوجد معيار واحد لموازنة السرعة والجودة لكل طباعة ثلاثية الأبعاد. ولكن باستخدام الأدوات المناسبة والخبرة المكتسبة بشق الأنفس، يمكن للمصممين إطلاق العنان لإمكانات السرعة الحقيقية التصنيع الإضافي دون المساس بالجودة حيث الأمر يهم أكثر.

احصل على سرعة الطباعة ثلاثية الأبعاد دون التنازل عن الجودة!

بفضل التقدم في المواد والبرمجيات والأجهزة، يمكن للطابعات الآن الوصول إلى سرعات غير مسبوقة دون المساس بالجودة.بالاستفادة من أحدث التقنيات والمعرفة المتخصصة بالعمليات المُحسّنة، يمكنك ضمان سرعة مطبوعاتك ثلاثية الأبعاد، بالإضافة إلى استيفائها لأعلى معايير الدقة والمتانة. كن سبّاقًا في الاستكشاف المستمر لتقنيات جديدة لتعزيز السرعة!

اقرأ المزيد

• أنواع خيوط الطابعة ثلاثية الأبعاد: دليل شامل (2024)
• الطابعة ثلاثية الأبعاد: عوامل التسعير واعتبارات التكلفة (2024)
• خيوط الطباعة ثلاثية الأبعاد مقابل الراتنج: دليل المبتدئين
• الطابعات ثلاثية الأبعاد الكبيرة مقابل الصغيرة: ما هو حجم الطابعة ثلاثية الأبعاد الأفضل؟
• متى يجب استبدال فوهة الطابعة ثلاثية الأبعاد: 7 علامات تحذيرية