يمكن أن يمثل التصميم للتصنيع الإضافي تحديًا ، ولكنه أيضًا عملية ممتعة ومجزية. سيناقش هذا الدليل النصائح والحيل لمساعدتك في إنشاء تصميمات مثالية للطباعة ثلاثية الأبعاد. سننظر أيضًا في بعض فوائد التصنيع الإضافي وكيف يغير عمليات الأعمال التجارية.
ما هو التصنيع الإضافي؟
التصنيع الإضافي هو تقنية تقوم ببناء الكائنات عن طريق إضافة طبقة على طبقة على التوالي حتى يتم إنشاء الكائن. هو معروف بشكل أكثر شيوعًا باسم طباعة ثلاثية الأبعاد. توجد تقنية AM منذ الثمانينيات.
في الأيام الأولى ، كانت محدودة من حيث المواد القابلة للاستخدام ونوع الأشياء التي يمكننا إنشاؤها بسبب قيود الحجم والشكل لعملية الطباعة. في الوقت الحاضر ، هناك العديد تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعادوالآلات والمواد المتاحة ، مما يعني أن هناك عددًا قليلاً جدًا من العناصر التي لا يمكن تصنيعها باستخدام هذه التقنية.
فوائد التصنيع الإضافي على عمليات التصنيع التقليدية
يجلب التصنيع الإضافي عددًا كبيرًا من الفوائد. يشملوا:
- تقليل المهلة الزمنية بين التصميم والمنتج النهائي.
- زيادة حرية التصميم.
- زيادة الدقة.
- تقليل الفاقد من المواد.
- المرونة في الإنتاج - على سبيل المثال ، يمكن أن تكون عمليات الإنتاج على دفعات صغيرة أو لمرة واحدة مجدية اقتصاديًا.
هذه العوامل تجعل التصنيع الإضافي مثاليًا للشركات الصغيرة والأسواق المتخصصة حيث لن تكون عمليات التصنيع التقليدية قابلة للتطبيق. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لتصميم المزيد من المنتجات مع وضع التصنيع الإضافي في الاعتبار منذ البداية ، فمن المحتمل أن نشهد انخفاضًا في التكلفة الإجمالية للسلع وزيادة أخرى في حرية التصميم.
كيفية التصميم للتصنيع الإضافي
قبل أن تبدأ في التصميم للتصنيع الإضافي ، عليك التفكير في بعض الأشياء الحيوية. لنلقي نظرة.
1. تأكد من أن النموذج ثلاثي الأبعاد مقاوم للماء
تتمثل إحدى مزايا التصميم للتصنيع الإضافي في أنه يسمح لك بإنشاء أشكال هندسية معقدة يصعب تحقيقها باستخدام طرق التصنيع التقليدية. ومع ذلك ، فإن هذا يعني أيضًا المزيد من فرص المياه للدخول في التصميم والتسبب في مشاكل. للتأكد من أن النموذج ثلاثي الأبعاد الخاص بك مقاوم للماء ، ستحتاج إلى اتخاذ بضع خطوات إضافية أثناء عملية التصميم.
- تأكد من إغلاق جميع القنوات والفراغات في التصميم. إذا كانت هناك أي مناطق يمكن أن تدخل فيها المياه ، أضف مصارف أو ميزات أخرى للمساعدة في إبقاء المياه خارجًا.
- إذا وجدت أي تسريبات في التصميم الخاص بك ، فيمكنك إصلاحها عن طريق إضافة أو تحريك الرؤوس حتى يتم إغلاق الشبكة تمامًا.
- هناك طريقة أخرى لمنع التسرب وهي استخدام شبكة ذات دقة أعلى. سيخلق هذا سطحًا أكثر نعومة ويقل احتمال وجود فجوات أو ثقوب. موازنة دقة الشبكة مع تعقيد النموذج. إذا كانت الشبكة كثيفة للغاية ، فسيكون من الصعب تعديل الكمبيوتر وإبطائه.
- أخيرًا ، ضع في اعتبارك استخدام مواد مقاومة للماء بشكل طبيعي ، مثل أنواع معينة من البلاستيك أو المعادن. يمكن أن تساعد هذه الاحتياطات في ضمان أن نموذجك ثلاثي الأبعاد يمكنه تحمل التعرض للماء.
2. تحقق من الانكماش والتزييف
وسط كل الحديث عن التصميم للتصنيع الإضافي ، من المهم عدم إغفال حقيقة أن المعالجة اللاحقة لا تزال مهمة. أحد المجالات التي لا تزال بحاجة إلى الاهتمام هو الانكماش والتزييف (انظر كيفية تجنب التواء في المطبوعات ثلاثية الأبعاد).
يتم التحكم في طرق التصنيع التقليدية من خلال ميزات التصميم مثل الحواف وزوايا السحب. ولكن مع التصنيع الإضافي ، يمكن أن يؤثر اتجاه البناء بشكل كبير على الانكماش والتزييف. نتيجة لذلك ، يعد التحقق من هذه العيوب قبل بدء عملية الإنشاء أمرًا ضروريًا. يمكن أن يؤدي القيام بذلك إلى تجنب المفاجآت والتأكد من أن أجزائك تفي بمواصفات التصميم.
3. ضع في اعتبارك التراكمات
عند التصميم للتصنيع الإضافي ، يجب أن تضع في اعتبارك الأعباء. تحدث البروزات عندما يتدلى جزء من التصميم فوق مساحة بدون دعم. قد يكون هذا مشكلة لأن المادة تترسب طبقة تلو الأخرى أثناء عملية الطباعة. لا يوجد شيء أسفله يدعم المادة ، والتي يمكن أن تنهار وتتلف الطباعة.
إضافة دعامات للتصميم لتوفير الثبات أثناء الطباعة. بدلاً من ذلك ، يمكن ضبط زاوية البروز بحيث تقل احتمالية الانهيار. طالما أنك لا تغفل هذه المنطقة عند التصميم للتصنيع الإضافي ، يمكنك التأكد من إنتاج مطبوعات عالية الجودة.
4. ضع في اعتبارك قوة النموذج
عند التصميم للتصنيع الإضافي ، من الأهمية بمكان مراعاة قوة النموذج. على عكس طرق التصنيع التقليدية ، تقوم AM ببناء أجزاء طبقة طبقة من مجموعة من السائل أو المسحوق. نتيجة لذلك ، يمكن أن تكون هذه الأجزاء أضعف في اتجاهات معينة وأكثر عرضة للكسر.
لضمان أن يكون جزء AM الخاص بك قويًا بما يكفي لتحمل ضغوط الاستخدام ، فمن الأهمية بمكان مراعاة اتجاهه أثناء عملية التصميم. على سبيل المثال ، إذا كنت تصمم جزءًا سيواجه مستويات عالية من الإجهاد في واحد معين الاتجاه ، ضع في اعتبارك توجيه طبقات الجزء بحيث تعمل بشكل عمودي على ذلك اتجاه.
نتيجة لذلك ، يجب على مهندسي DfAM النظر بعناية في قوة المواد التي يستخدمونها وتصميم الجزء نفسه لإنشاء منتجات وظيفية نهائية.
5. تحقق من الدقة
عند تصميم مكونات للتصنيع الإضافي ، من الضروري مراعاة دقة النموذج. الدقة هي ميزة ثانوية يمكن طباعتها بدقة ، وهي محدودة بحجم فوهة الترسيب وسماكة الطبقة. على سبيل المثال ، لن يتمكن الطراز بدقة 0.1 مم من طباعة ميزات أقل من 0.1 مم.
يعد إنتاج النماذج عالية الدقة أكثر تكلفة ، ولكن يمكن أن تكون ضرورية لطباعة التفاصيل الدقيقة أو الأشكال الهندسية المعقدة. عند اختيار دقة لنموذجك ، من الضروري موازنة التكلفة والدقة.
6. خذ بعين الاعتبار ثقوب الهروب
عند إنشاء كائن بأجزاء متعددة يجب إرفاقها ، يجب على المصممين مراعاة أنه ستكون هناك فراغات أو مسافات بين القطع. يمكن أن تتسبب هذه الفراغات في حدوث مشكلات أثناء الطباعة ، حيث إنها تحبس الهواء وتمنع الجزء من الالتصاق بشكل صحيح بلوحة التصميم. تتمثل إحدى طرق معالجة هذه المشكلة في تضمين ثغرات هروب في التصميم.
ثقوب الهروب هي فتحات صغيرة تسمح للهواء والمواد الزائدة بالخروج أثناء عملية الطباعة ، وبالتالي تمنع الهواء المحبوس من التسبب في مشاكل أثناء عملية الطباعة. لذا ، فإن تضمين ثغرات الهروب في التصميم أمر بالغ الأهمية لأي شخص مهتم بالتصميم للتصنيع الإضافي.
7. تجنب الحواف الحادة والزوايا الحادة
يعد التصميم أمرًا بالغ الأهمية في الطباعة ثلاثية الأبعاد. أحد الأخطاء الشائعة هو تصميم الأشياء بتخفيضات أو زوايا حادة. قد تبدو هذه الميزات جيدة على شاشة الكمبيوتر ولكنها قد تسبب مشاكل أثناء الطباعة. والسبب هو أن طابعات ثلاثية الأبعاد بناء الكائنات طبقة واحدة في كل مرة.
إذا كان الكائن به تقويض ، فقد لا تتمكن الطابعة من وضع المادة بشكل صحيح ، مما يؤدي إلى ضعف أو تشوه جزء. يمكن أن تتسبب الزوايا الحادة أيضًا في حدوث مشكلات ، حيث إنها عرضة للالتواء أو الانكسار أثناء الطباعة. لذلك ، من الأفضل منع التجاعيد السفلية والزوايا الحادة من خلال اختيار التصميمات التي يمكنك طباعتها بسهولة دون مشاكل.
اختبر التصميم الخاص بك قبل إرساله إلى الطابعة
الآن بعد أن عرفت كيفية التصميم للتصنيع الإضافي ، من المهم اختبار التصميم الخاص بك قبل إرساله إلى الطابعة ثلاثية الأبعاد الخاصة بك. سيسمح لك ذلك بتقييم كيفية عمل التصميم في عملية التصنيع المضافة وتحديد المشكلات المحتملة. إنها أيضًا طريقة ممتازة للحصول على فكرة عن التكاليف التي ينطوي عليها الطباعة ثلاثية الأبعاد لمنتجك.
بمجرد أن تختبر التصميم الخاص بك وتكون راضيًا عن النتائج ، يمكنك إرسالها إلى الطابعة. مع وضع هذه النصائح القيمة في الاعتبار ، يمكنك التأكد من طباعة منتجك بشكل صحيح وفقًا لمواصفاتك.
