النماذج الأولية ثلاثية الأبعاد: نظرة عامة على طباعة النماذج الأولية ثلاثية الأبعاد

يمكن أن تكون عمليات إنشاء النماذج الأولية التقليدية بطيئة للغاية ومكلفة. ومع ذلك ، هناك تقنيات جديدة متاحة لتحسين عمليات تطوير المنتج. تضمن هذه التقنيات تصنيع نماذج أولية عالية الجودة بتكاليف أقل. تقنية النماذج الأولية ثلاثية الأبعاد هي الحل الأمثل لاحتياجاتك من النماذج الأولية السريعة.

تتيح لك النماذج الأولية ثلاثية الأبعاد الوصول إلى إمكانيات تصميم واسعة وتقنيات فعالة لتوفير الوقت والمال. بالإضافة إلى ذلك ، فهو تصنيع فعال مناسب للتطبيقات في العديد من الصناعات. كما يتيح لك تصور أفكارك بسرعة وبتكلفة منخفضة نسبيًا.

ما الذي يستلزمه النموذج الأولي للطباعة ثلاثية الأبعاد؟ كيف يمكن أن يفيد النموذج الأولي ثلاثي الأبعاد منتجك؟ ما هي الاعتبارات قبل البدء في مشروعك؟ تجيب هذه المقالة على جميع أسئلتك وتوفر لك المعلومات التي تحتاجها للحصول على أفضل النتائج من النماذج ثلاثية الأبعاد الخاصة بك.

ما هي تفاصيل النماذج ثلاثية الأبعاد?

النماذج الأولية السريعة ثلاثية الأبعاد هي ملف عملية التصنيع المضافة التي تنطوي على إنشاء كائنات ثلاثية الأبعاد من الملفات الرقمية. في هذه العملية ، يقوم المُصنِّع بإنشاء كائنات عن طريق وضع طبقات مادية متتالية. كل طبقة عبارة عن مقطع عرضي رفيع من الكائن النهائي.

على عكس عملية التصنيع الطرحي التقليدية ، لا تتضمن الطباعة ثلاثية الأبعاد قطع قطع من المادة. علاوة على ذلك ، فإنه يتيح إنتاج أشكال معقدة بمواد أقل. هناك ثلاثة رئيسية أنواع الطباعة ثلاثية الأبعاد، حسب مستويات الدقة المطلوبة. وهي تشمل ما يلي:

• نمذجة الترسيب المنصهر (FDM). تعد تقنية النماذج الأولية للطباعة ثلاثية الأبعاد هي الخيار الأكثر شيوعًا والأكثر فعالية من حيث التكلفة المتاح. إنه سهل الاستخدام ويتضمن خيوط لدن بالحرارة مع بثق طبقة تلو الأخرى. هذه العملية تنمو بسرعة ، وهي مناسبة لتطوير المنتج.
• التلبيد الانتقائي بالليزر (SLS). هذه تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد تُستخدم لكل من النماذج الأولية البلاستيكية والمعدنية. تستخدم طبقات المسحوق لبناء نماذج أولية طبقة تلو الأخرى ، باستخدام الليزر لتسخين وتلبيد المواد المسحوقة.
• الطباعة الحجرية المجسمة (SLA). تنشئ هذه الطريقة نموذجًا أوليًا ثلاثي الأبعاد بخزان من الراتنجات السائلة الحساسة للضوء. ثم تساعد الأشعة فوق البنفسجية (UV) على ترسيخ كل طبقة من المنتج. تستمر هذه العملية حتى يكتمل النموذج. إنه حل موصى به للنماذج الأولية ثلاثية الأبعاد عالية الدقة.

تعتبر الطابعات ثلاثية الأبعاد السريعة للنماذج الأولية ذات قيمة لصنع منتجات تتراوح من الأجزاء الميكانيكية والنماذج المعمارية إلى تصاميم المجوهرات وغيرها من المنتجات الاستهلاكية.

مزايا النماذج الأولية السريعة ثلاثية الأبعاد

تتبنى العديد من الصناعات في جميع أنحاء العالم تقنية طباعة النماذج الأولية ثلاثية الأبعاد نظرًا لمزاياها الحيوية العديدة على تقنيات التصنيع التقليدية. تشمل هذه المزايا:

مرونة التصميم

تمكنك الطباعة ثلاثية الأبعاد من إنشاء تكرارات متنوعة لتصميماتك بشكل فعال. يمنحك المزيد من حرية التصميم والمرونة أكثر من العديد من تقنيات التصنيع الأخرى. يتم إنشاء نموذج أولي ثلاثي الأبعاد باستخدام برنامج النمذجة ثلاثية الأبعاد. لذلك ، تتيح لك العملية إنشاء تصميماتك بسهولة ، بغض النظر عن مدى بساطتها أو تعقيدها. كما أنه يمنحك مساحة لإنشاء أي نموذج أولي من البداية أثناء تعديل النموذج ثلاثي الأبعاد في أي مرحلة في مرحلة الإنتاج. هذا يساعد في إنقاذ الصداع أثناء الاستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد للإنتاج بالجملة.

علاوة على ذلك ، يمكن لأي طابعة ثلاثية الأبعاد طباعة أي منتج تقريبًا ، بشرط أن يتناسب مع حجم بنائه. علاوة على ذلك ، فإن سهولة الطباعة ثلاثية الأبعاد للنماذج الأولية السريعة تجعلها خيارًا رائعًا لكل مشروع. نظرًا لأنك تحتاج إلى إجراء العديد من التغييرات للحصول على المنتج النهائي المطلوب ، فلن تضطر إلى إنشاء قالب جديد لكل تكرار لمشروعك. لا يوجد تغيير طفيف أو معدوم في المعدات أو الآلات طوال العملية. 

على عكس التقنيات التقليدية ، تتيح لك الطباعة ثلاثية الأبعاد تضمين مواد متعددة في كائن واحد. وبالتالي ، لديك مجموعة من الخصائص الميكانيكية والألوان والقوام المتطابقة. ستتمكن أيضًا من إنشاء وتصنيع أشكال هندسية مستحيلة لأساليب التصنيع التقليدية. تشتمل هذه الأشكال الهندسية على أجزاء داخل الأجزاء وتجويفات مجوفة في الأجزاء الصلبة. يمكنك تعديل تصميماتك كيفما تشاء لإنشاء أجزاء فريدة وعالية الجودة.

توفير المال

النماذج الأولية ثلاثية الأبعاد أرخص نسبيًا من طرق التصنيع الأخرى مثل حقن صب. كما ذكرنا سابقًا ، لن تضطر إلى إنشاء قوالب جديدة في كل مرة تقوم فيها بتغيير تصميمك. هذه ميزة مهمة ، خاصة لعمليات الإنتاج الصغيرة. تتطلب عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد جهازًا واحدًا أو جهازين مع عدد قليل من المشغلين لإنشاء مكون. 

عادة لا تكون هناك حاجة لأدوات إضافية في هذه العملية. هكذا، تكلفة خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد عادة ما يكون ضئيلاً. بالإضافة إلى ذلك ، فإن نفايات المواد في الطباعة ثلاثية الأبعاد منخفضة جدًا لأنها عملية تصنيع مضافة. إنه ينطوي على بناء مكون من الألف إلى الياء ، ولا يوجد نحت من كتل صلبة كما هو الحال مع التصنيع باستخدام الحاسب الآلي.

توفير الوقت

من أهم مزايا تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد أنها تضمن سرعة النماذج الأولية. نتيجة لذلك ، يمكنك تصميم الجزء المخصص الخاص بك وتطويره واختباره في أقصر وقت ممكن. حتى إذا كان عليك تعديل التصميم في أي وقت ، يمكنك القيام بذلك دون التأثير بالضرورة على سرعة التصنيع. على عكس العمليات التقليدية ، تتيح لك تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد تصميم الجزء الخاص بك وتصنيعه داخليًا واختباره في غضون أيام قليلة أو أقل.

يتخطى التصنيع الإضافي أيضًا عملية إنشاء القالب وانتظار تحضير الأداة. غالبًا ما يكون هذا فرقًا كبيرًا للشركات الصغيرة التي تتطلب عمليات إنتاج صغيرة. يمكنك تسريع تطوير المنتج وإيصال المنتجات إلى السوق في فترات زمنية قصيرة. أنت أيضًا خالٍ من إصدار الحد الأدنى من الطلبات.

اختبار النموذج الأولي الوظيفي 

تتيح المجموعة الواسعة من مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد المتوفرة اليوم إمكانية إنشاء نماذج أولية وظيفية متقدمة. هذه النماذج الأولية هي تلك التي تنشرها لاختبارات سوق فعالة من حيث التكلفة للتأكد من أنها تلبي متطلباتك واحتياجات عملائك. 

يمكنك بسهولة اختبار نموذج أولي للطباعة ثلاثية الأبعاد وتعديل ملف CAD إذا اكتشفت أي عيوب. تحصل على تعليقات من المستثمرين والعملاء المحتملين على المنتج المادي دون المخاطرة بنفقات النماذج الأولية الكبيرة. يمنحك هذا ميزة تنافسية شاملة في مجال عملك.

كيفية طباعة النماذج ثلاثية الأبعاد

تحدث عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد للنموذج الأولي في أربع مراحل أساسية ، وهي: 

تصميم CAD

نقطة البداية لمشروع النماذج ثلاثية الأبعاد الخاصة بك هي تطوير ملف تصميم CAD. يمكنك العمل مع شركات تصميم المنتجات لتطوير برنامج ثلاثي الأبعاد لاستقراء التصميم. هناك العديد من تنسيقات الملفات المتاحة للطباعة ثلاثية الأبعاد. من الضروري أن تتحقق أولاً من تنسيقات الملفات التي تدعمها الطابعة. 

علاوة على ذلك ، يجب عليك التحقق من البرامج المتاحة لتصميم الملفات. بعض تنسيقات الملفات الشائعة المتوفرة هي:

• المحكمة الخاصة بلبنان
• OBJ
• صندوق النقد العربي
• 3MF

بمجرد وجود ملف قابل للطباعة ، يمكنك المضي قدمًا لإعداد الملف للطابعة ثلاثية الأبعاد. ومن ثم المرحلة التالية. 

المعالجة المسبقة الرقمية

تسمى عملية تحضير ملفك للطابعة التقطيع. هذا يعني أنك تقوم بتقسيم النموذج ثلاثي الأبعاد إلى مئات الطبقات باستخدام برنامج التقطيع. بمجرد تقطيعه ، يصبح ملفك جاهزًا للطابعة ، ويمكنك إدخاله عبر USB أو Wi-Fi أو SD. 

تتضمن مرحلة المعالجة المسبقة الرقمية أيضًا اختيار المواد والمعلمات. هناك العديد من مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد للاختيار من بينها بناءً على الخصائص المطلوبة لمنتجك النهائي. تحتاج أيضًا إلى تحديد معلمات أخرى للعملية ، بما في ذلك موضع الطباعة وحجمها.

3D طباعة النموذج الأولي الخاص بك

بمجرد تحميل الملف المقطوع إلى الطابعة ثلاثية الأبعاد ، تبدأ عملية الطباعة. تستخدم الطابعات ثلاثية الأبعاد الإرشادات الموجودة في الملف لإملاء ترتيب المواد. تقوم الطابعات بعد ذلك ببناء الجزء عن طريق إيداع طبقات من مادة الطباعة ثلاثية الأبعاد. على الرغم من أن لديهم مبادئ متشابهة ، فإن نوع الطابعة التي تستخدمها سيحدد كيفية إكمال العملية. قد يكون هناك أيضًا تشطيبات ما بعد المعالجة مثل الطلاء وتنظيف البودرة بالفرشاة بعد عملية الطباعة. 

تفتيش

بمجرد اكتمال النموذج الأولي ثلاثي الأبعاد الخاص بك ، فإن الخطوة التالية هي فحص النموذج الأولي واختباره في السوق. هذا هو الحال عادة بالنسبة للنماذج الأولية الوظيفية. يمكن للمهندسين الداخليين فحص المكون بحثًا عن العيوب والتغييرات. يمكنك أيضًا إخراجها إلى المستهلكين المحتملين للتأكد من أنها تلبي احتياجاتهم. إذا كانت هناك حاجة للتغييرات ، فهناك مساحة كافية لذلك. 

خدمات الطباعة ثلاثية الأبعاد لـ RapidDirect

دائمًا ما يكون إكمال مشروع الطباعة ثلاثية الأبعاد أسهل عندما تعمل مع أفضل شريك للنماذج الأولية. يوفر لك RapidDirect جودة عالية وفعالية من حيث التكلفة خدمة الطباعة 3D التي ستلبي المتطلبات الفريدة لمشروعك. يغطي مصنع الطباعة الداخلي لدينا والقدرات الفنية طرق الطباعة ثلاثية الأبعاد الرئيسية ، بما في ذلك FDM و SLS و SLA و Polyjet. علاوة على ذلك ، نقدم لك مجموعة واسعة من المواد وخيارات ما بعد المعالجة. 

عندما تقوم بتحميل ملفات CAD الخاصة بك وتحديد متطلباتك ، نظامنا الأساسي للاقتباس يولد اقتباسات سريعة في غضون ساعتين. تتيح لنا موارد التصنيع الوفيرة لدينا أيضًا تقديم أسعار فعالة من حيث التكلفة لمشروعك. والأهم من ذلك ، يوفر RapidDirect مهل زمنية سريعة تصل إلى ثلاثة أيام للسماح لك بتسويق منتجك في وقت قصير. قم بتحميل ملف التصميم الخاص بك اليوم!

أهم 4 اعتبارات من قبل النماذج ثلاثية الأبعاد

تعطي الطباعة ثلاثية الأبعاد أفضل النتائج في إنشاء النماذج الأولية ، ولكن عليك مراعاة بعض العوامل قبل الغوص في مشروع النماذج الأولية ثلاثية الأبعاد. سيساعدك هذا على تحقيق أقصى استفادة من مشروعك. يشملوا: 

3D مواد الطباعة

كما نوقش أعلاه ، لديك مجموعة واسعة من المواد للاختيار من بينها لمشاريع الطباعة ثلاثية الأبعاد الخاصة بك. توفر المواد المتنوعة الفرصة للتلاعب بخصائص التصميم ، وإضفاء المرونة والشفافية ، وما إلى ذلك ، حسب احتياجاتك.

ومع ذلك ، تحتاج إلى التحقق من الجوانب التالية قبل اختيار المواد الخاصة بك: 

● السعر

هذا هو أحد أهم الاعتبارات للعديد من الشركات. أنت تهدف إلى المواد التي تساعد في تقليل التكلفة مع إعطاء الخصائص اللازمة. على سبيل المثال ، تريد أن تبدأ مراحل النماذج الأولية باستخدام البلاستيك قبل التحول إلى الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد. هذا الاختيار أكثر فعالية من حيث التكلفة من استخدام المعدن في جميع الأنحاء. هناك العديد من المواد البلاستيكية لتحصل على حل اقتصادي.

● دقة وجودة المواد

يمنحك النموذج الأولي للطباعة ثلاثية الأبعاد نظرة عامة مثالية على الشكل الذي سيبدو عليه المنتج النهائي. لذلك ، فإن sim الخاص بك هو إنشاء نموذج أولي وظيفي. وبالتالي ، يجب أن يتماشى اختيارك المادي مع تعقيد مشروعك. تحتاج أيضًا إلى معرفة الخصائص الميكانيكية للمادة لضمان ملاءمتها لمشروعك.

● إرشادات تصميم المواد

هناك إرشادات تصميم مختلفة للمواد المختلفة. أثناء اختيار مادة ، تأكد من التحقق من أن الأبعاد والشكل الهندسي يتوافقان مع خصائص المواد. إذا كان لديك جدار رقيق جدًا بحيث لا يتناسب مع مادة غير مناسبة ، فقد لا يكون الملف قابلاً للطباعة. ونتيجة لذلك ، فإن العملية سوف تأتي بنتائج عكسية. 

تطبيق المنتج

يجب أن يكون تطبيق منتجك أيضًا أولوية عند اتخاذ قراراتك. افترض أنك تصمم نموذجًا أوليًا يجب أن يكرر جماليات المنتج النهائي. في هذه الحالة ، يجب عليك اختيار تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد توفر دقة أدق. خلاف ذلك ، قد تضطر إلى الميزانية للمعالجة اللاحقة. من ناحية أخرى ، يجب عليك اختيار تقنية توفر تفاوتات ممتازة إذا كنت بحاجة إلى نماذج أولية وظيفية. 

تقنية الطباعة 3D

تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد المختلفة لها أنماط بناء فريدة وخصائص المواد وقيود التصميم. ستحدد الطريقة التي تختارها التعديلات التي تجريها على تصميمك ، مثل التعويضات والتباينات. يتيح لك Polyjet الجمع بين المواد الصلبة والمرنة. كما أنها تعرض الشفافية والألوان الكاملة. 

من ناحية أخرى ، فإن الطباعة الحجرية المجسمة (SLA) تبني أجزاء ذات تشطيبات سطحية ناعمة. هذه العمليات هي الأكثر مثالية إذا كانت الجماليات مصدر قلق كبير. في المقابل ، يعد التلبيد الانتقائي بالليزر (SLS) ونمذجة الترسيب المنصهر (FDM) أكثر ملاءمة للنماذج الأولية الوظيفية. هذه التقنيات تبني أجزاء متينة بمواد مختلفة. وبالتالي ، سيعتمد اختيارك على متطلبات مشروعك. 

تنسيقات الملفات

يُنصح بإرسال ملفات CAD الخاصة بك بالتنسيق الصحيح لضمان بناء ممتاز. يعد تنسيق ملف .STL هو الأكثر شيوعًا للإصدارات والإعدادات. على الرغم من أنه يمكنك تحويل ملفات CAD الأصلية إلى تنسيق .STL ، فقد تظهر بعض المشكلات إذا لم تستخدم البرنامج الأصلي. تحتوي أفضل الملفات على غلاف واحد فقط بدون حواف غير مشتركة. يجب أن يشير ملفك أيضًا إلى وحدة القياس. سيساعد هذا في تقليل الأخطاء المحتملة. 

أفضل المواد ثلاثية الأبعاد لطباعة النماذج الأولية

على الرغم من أن الطباعة ثلاثية الأبعاد هي إحدى أفضل طرق إنشاء النماذج ، إلا أنك تحتاج إلى اختيار أفضل المواد لتحقيق أقصى استفادة من مشروعك. هناك العديد من المواد لنماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد ، ويعتمد اختيارك على احتياجات مشروعك. فيما يلي بعض المواد الأكثر استخدامًا لطباعة النماذج الأولية ثلاثية الأبعاد.

PA12 النايلون

هذه مادة بلاستيكية بيضاء ، وهي من بين المواد الأكثر تكلفة للنماذج الأولية. على الرغم من تكلفته الرخيصة نسبيًا ، يتمتع Nylon PA12 بخصائص ميكانيكية ممتازة. إنه يأتي من مسحوق البولي أميد الناعم ، مما يجعله مثاليًا للنماذج الأولية وعمليات الإنتاج. تعمل مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد هذه بشكل أفضل مع تقنية تلبيد الليزر الانتقائي (SLS). 

متعدد النفاثات فيوجن PA12

هذه المادة مصنوعة من البلاستيك الرمادي ، وهي مثالية للنماذج الأولية والإنتاج. الإصدار الأولي من Multi Jet Fusion PA12 هو الخيار الأرخص في السوق. يمكنك بسهولة إجراء تغييرات بتكاليف منخفضة. علاوة على ذلك ، يمنحك استخدام هذه المواد منتجات مقاومة للتآكل والخدش. هذا يجعلها مفيدة لاختبار النموذج الأولي. يعد Multi Jet Fusion PA12 أيضًا مستقرًا للطقس ، ومستقرًا للأشعة فوق البنفسجية ، ومستقرًا للضوء. لذلك ، فهو خيار مثالي للاختبار في الظروف الخارجية. 

الراتنج النموذجي

يعتبر هذا الراتينج أكثر ملاءمة للنماذج الأولية غير الوظيفية ، ولا تريد استخدامه لعمليات الإنتاج الكبيرة. عندما ترغب في تصنيع مكونات مفصلة للغاية ، فإن راتينج النماذج الأولية هو الخيار الأمثل. إنه يوفر تشطيبات سطحية ناعمة ، مماثلة للمنتجات المصنعة بقولبة حقن البلاستيك. تعمل هذه المادة بشكل أفضل مع الطباعة الحجرية المجسمة (SLA). 

جيش التحرير الشعبى الصينى

نمذجة الترسيب المنصهر (FDM) هي تقنية مثيرة للاهتمام ، ومفيدة بشكل خاص لخيوط حمض Polylactic (PLA). PLA مادة سهلة الاستخدام ذات صلابة وقوة عالية. تتميز بدرجة حرارة طباعة منخفضة مع حد أدنى من الالتواء ، مما يجعلها واحدة من أسهل مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد. إنها أيضًا مادة غير مكلفة ، مما يخلق أجزاء موثوقة للعديد من التطبيقات المختلفة. إذا كانت الجماليات والتفاصيل الدقيقة مصدر قلق كبير ، فيجب أن يكون PLA مادة الانتقال الخاصة بك. 

TPU

إذا كان مشروع النماذج الأولية للطباعة ثلاثية الأبعاد يتطلب بلاستيكًا مرنًا ، فإن TPU هو الحل الأمثل. تتميز هذه المادة بخصائص المطاط ، بما في ذلك المرونة العالية والقوة العالية. لذلك ، سيكون من المناسب لمشروعك النموذجي إذا كنت بحاجة إلى شيء مرن. المكونات من هذه المواد مقاومة للتعب والضغط ، وهي أيضًا خيار رائع للمنتجات النهائية.  

وفي الختام

النماذج الأولية السريعة ثلاثية الأبعاد هي عملية تصنيع فعالة لهندسة أسرع وأفضل. إنه يسرع من سير العمل ويزيل الاختناقات في دورة النماذج الأولية التقليدية. يؤدي استخدام النماذج الأولية للطباعة ثلاثية الأبعاد إلى توفير التكلفة وتقليل الوقت اللازم للتسويق مع توفير اختبار تصميم أسهل ومزايا النماذج الأولية الشاملة. قبل الغوص في أي مشروع طباعة ثلاثية الأبعاد ، عليك التفكير في شريك التصنيع الذي ستعمل معه.

RapidDirect هو أفضل خيار لك لإنشاء جودة عالية الطباعة 3D النماذج. نحن نقدم أفضل تقنيات ومواد وخبرات الطباعة ثلاثية الأبعاد لمساعدتك على تحقيق أقصى استفادة من مشروعك. ستعمل قدراتنا التصنيعية أيضًا على تجهيز النموذج الأولي الخاص بك في فترات زمنية قصيرة وبأسعار معقولة. قم بتحميل ملف CAD الخاص بك اليوم ، ودعنا نبدأ!