هناك الكثير من التقنيات التي يتم من خلالها تحقيق هذا المبدأ الطبيعي ؛ لكل منها مزاياها الخاصة ومجالات التطبيق المثلى. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين التقنيات في المواد المستخدمة في النموذج وكيفية تطبيقها. تعمل آلات النماذج الأولية ثلاثية الأبعاد منذ عدة عقود وتستخدم بنجاح في مختلف المجالات.
يتم عمل نموذج أولي أثناء تصميم أي منتج: بمساعدته ، يحدد فريق من المصممين والمصممين والتقنيين إمكانيات إنتاج نموذج معين. من المهم جدًا معرفة الشكل الذي سيبدو عليه الجزء بعد اتخاذ القرار. يمكن أن يمر النموذج بعشرين تكرارًا أو أكثر قبل الموافقة على التصميم وتكنولوجيا التصنيع للمنتج النهائي ، وبعد ذلك فقط سيتم إرساله إلى الإنتاج. لطالما كانت أكبر عقبة أمام النمذجة الأولية هي التكلفة - وعادةً لا تكون منخفضة أبدًا - ولكن مع آلات النماذج ثلاثية الأبعاد ، هناك فرصة لتقليل التكاليف بشكل كبير.
تستخدم النماذج الأولية ثلاثية الأبعاد في العديد من الصناعات التحويلية اليوم. إذا لجأنا إلى صناعات السيارات والطيران ، فإن النماذج ثلاثية الأبعاد مهمة جدًا فيها. يتمثل التحدي الأكثر أهمية لهذه الصناعات في تقليل الوقت اللازم لتطوير منتج جديد. كقاعدة عامة ، تحتاج السيارات وشركات الطيران إلى ما لا يقل عن ثلاث إلى سبع سنوات لتقديم طراز جديد إلى السوق. الأداة لتحقيق هذا الهدف هي استخدام أنظمة CAD الصناعية للمحاكاة الافتراضية والنماذج الأولية السريعة ثلاثية الأبعاد. يمكن أن تؤدي محاكاة نموذج ثلاثي الأبعاد على جهاز كمبيوتر إلى تصميمات أكثر كفاءة ، ولكن اتخاذ القرار النهائي بدون نموذج مادي ثلاثي الأبعاد قد يكون صعبًا للغاية.
لأول مرة ، ظهرت الحاجة إلى إنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد (نماذج أولية ثلاثية الأبعاد) مباشرة من ملفات CAD في أنظمة CAD الصناعية. ولكن بالنسبة لمجالات أخرى ، مثل نظم المعلومات الجغرافية والطب وغيرهما ، من المهم جدًا أن يفتح استخدام النماذج الأولية ثلاثية الأبعاد إمكانيات جديدة وغير محدودة. توفر تقنيات النماذج الأولية ثلاثية الأبعاد اليوم نهجًا أكثر فعالية من حيث التكلفة يقلل بشكل كبير من الوقت والمال.
شركة Z والطباعة ثلاثية الأبعاد
من بين الشركات الأكثر ابتكارًا في النماذج الأولية السريعة ثلاثية الأبعاد هي شركة Z ، التي تنتج طابعات نفث الحبر ثلاثية الأبعاد التجارية منذ عام 1997 للمساعدة في تسريع التصميم الصناعي وتحسين كفاءة العمل. سواء كنت تبحث عن مداس إطار جديد أو نعل خارجي متعدد الطبقات لأحذية رياضية احترافية ، أو مشروع معماري ، أو نمذجة قلب الإنسان - كل هذا يتطلب إنشاء نماذج مادية.
تعتمد طريقة النماذج الأولية ثلاثية الأبعاد لشركة Z Corporation على الترابط طبقة تلو الأخرى للمسحوق وتقلل من وقت وتكلفة تصنيع نموذج واحد (للحصول على وصف تفصيلي ، راجع مقالة "النماذج الأولية ثلاثية الأبعاد").
عادة ، تبلغ تكلفة المعدات الخاصة بالنماذج الأولية السريعة ثلاثية الأبعاد أكثر من مليون روبل ، ويتم إنفاق مليون آخر على الأقل على تدريب المتخصصين للعمل على هذه المعدات. على عكس الأجهزة الأخرى ، ستكلفك طابعات Z Corporation 3D ما يزيد قليلاً عن نصف مليون روبل ، وتكلفة تدريب المتخصص هي تكلفة تدريبه في يوم واحد ، نظرًا لأن هذه الطابعات سهلة التشغيل بحيث يمكن لأي شخص استخدامها.
السرعة ، والتكلفة المنخفضة ، والتنوع ، والقدرة على الحصول على نماذج ثلاثية الأبعاد ملونة - كل هذه فرص فريدة ستكون أكثر أهمية في المستقبل للصناعات حيث تكون الطرق الأكثر فعالية لتقديم المنتجات والخدمات إلى السوق مهمة.
يمكن تقسيم خط الطابعات ثلاثية الأبعاد تقريبًا إلى نوعين رئيسيين.
طابعات ثلاثية الأبعاد عالمية (Z310 + ؛ Z510)
الطابعات التي تسمح باستخدام مجموعة متنوعة من الوسائط في تطبيقات تتراوح من النمذجة البسيطة إلى التشكيل الصناعي. تدعم هذه الطابعات التحسين المستمر لسير العمل ، فضلاً عن تطوير مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد لتلبية متطلبات السوق الجديدة.
طابعات مكتبية ثلاثية الأبعاد (Z150 ، Z250 ، Z350 ، Z450 ، Z650)
الميزة المميزة لهذه الفئة من الطابعات ثلاثية الأبعاد هي الراحة وسهولة الاستخدام:
• الحد الأدنى من المهارات والتدريب المطلوب.
• يتم تنفيذ معظم العمليات تلقائيًا.
• التكوين والتشخيص التلقائي.
• نظام آلي لتحميل وإعادة استخدام المسحوق.
• لوحة تحكم بديهية.
تعمل الطابعات فقط مع مواد مركبة عالية الجودة لإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد متينة وعالية الدقة.
نماذج جديدة
في يونيو 2010 ، قدمت شركة Z Corporation طابعات ثلاثية الأبعاد للمكاتب للمبتدئين تبدأ من 19،920 دولارًا فقط (أقل من 600000 روبل روسي) ، مع إعادة تقديم الحلول لإتاحة النماذج الأولية ثلاثية الأبعاد لمعظم المصممين والمهندسين والمعماريين والطلاب.
تعد طابعات ZPrinter 150 (أحادية اللون) و ZPrinter 250 (ملونة) ثلاثية الأبعاد هي الأكثر إحكاما ، وهي ملائمة للغاية في مواقف مختلفة ، على سبيل المثال ، في الفصول الدراسية أو في مكتب صغير. على عكس الطابعات ثلاثية الأبعاد التجارية الأخرى ، فإن ZPrinter 150 و ZPrinter 250 سهل الاستخدام للغاية ولديهما أقل تكلفة إنتاج لكل سم مكعب من الطراز المزروع ، وهو على الأرجح العامل الحاسم عند اختيار آلة النماذج الأولية ثلاثية الأبعاد.
حاليًا ، يبلغ سعره حوالي 7 روبلات لكل 1 سم 3 ، وهو أقل سعر تكلفة في مجال النماذج الأولية ثلاثية الأبعاد. يتم تحقيق هذه المعلمة من خلال تقنية توليف طبقة تلو الأخرى المستخدمة في الطابعات ثلاثية الأبعاد من قبل شركة Z ، نظرًا لعدم وجود هياكل داعمة ، ويتم إعادة استخدام المسحوق غير المستخدم لبناء نماذج لاحقة ، مما يحقق استخدامًا خاليًا من النفايات تقريبًا.
يمكن أيضًا الوصول إلى عملية المعالجة اللاحقة للنماذج ثلاثية الأبعاد المزروعة قدر الإمكان ، لأنه في أبسط الحالات يكون التشريب المعتاد للنموذج بالمياه المالحة ، والذي بدوره يمنح فرصة فريدة لاستخدام طابعات Zcorp ثلاثية الأبعاد في المؤسسات التعليمية حيث هناك متطلبات بيئية عالية وأي استخدام لمواد كيميائية ضارة بصحة الإنسان.
تم تصنيع نماذج جديدة من الطابعات ثلاثية الأبعاد بحجم قياسي جديد وتشغل مساحة صغيرة جدًا ، تقترب تقريبًا من حجم آلات التصوير المكتبية.
ما هو مهم جدًا ومريح للتشغيل - عمليات تحميل الراسمة مؤتمتة بالكامل ، بدءًا من تركيب الخراطيش باستخدام رابط لتحميل المسحوق ، والذي
مؤتمتة بالكامل ولا تسمح باستيقاظ جرام واحد من المسحوق مما يحرم عمال النظافة من العمل.
وبطبيعة الحال ، توفر النماذج الجديدة أيضًا إمكانية الإزالة التلقائية للمسحوق وإعادة استخدامه ، حتى يتم استخدامه بالكامل أو لن تحتاج إلى إضافة مسحوق للطراز التالي ، ببساطة عن طريق توصيل حاوية جديدة به. بالطبع ، تحتوي الطابعات على تشخيصات مدمجة لكمية المواد الاستهلاكية وحالة عملية التوليف لكل طبقة.
تعد البساطة والتشغيل البديهي ، فضلاً عن عدم الحاجة إلى تدريب خاص ، إضافة كبيرة أخرى ، والتي تتيح للمهندس أو الطالب العمل فورًا بعد تفريغ الطابعة ثلاثية الأبعاد وترجمة فكرته بسهولة إلى واقع ملموس.
أثناء بناء النموذج ، لا تتطلب الطابعة وجود عامل ؛ التدخل البشري ضروري فقط في مرحلة بدء الطابعة ويقتصر على بضع دقائق. من الممكن أيضًا التحكم في الطابعة عن بُعد ، مما يسمح لك بالتحكم في جميع معلمات الطباعة ثلاثية الأبعاد للنموذج: حتى إذا لم تكن لديك القدرة المادية للتحكم في الحالة الحالية للطابعة المعروضة على شاشة LCD الخاصة بها ، فيمكن لهذا يمكن القيام به دون النهوض من مقعدك - باستخدام إمكانيات برنامج Zprint.
ولكن ، على الأرجح ، الميزة الرئيسية لطابعات Z Corporation ثلاثية الأبعاد هي السرعة! تطبع سلسلة ZPrinter أسرع بخمس إلى عشر مرات مما تسمح به تقنيات التوليف الأخرى ثلاثية الأبعاد طبقة تلو الأخرى ، كما أن القدرة على تنمية عدد غير محدود من النماذج التي تتناسب مع حجم عمل الغرفة في نفس الوقت تمنح ميزة لا يمكن إنكارها في السرعة من إنتاج النموذج وزيادة الإنتاجية بشكل كبير ، مما يسمح لسلسلة طابعات ZPrinter بتلبية احتياجات المستخدمين بشكل كامل.
كثيرًا ما أسمع من مستخدمي ZPrinter المحتملين: ما الدقة التي توفرها طابعات Z Corporation ثلاثية الأبعاد؟ كنا نحن أنفسنا مهتمين جدًا بالحصول على إجابة لهذا السؤال ، وقمنا بإجراء اختبار بسيط: قمنا بطباعة مكعب بطول 100 مم. نظرًا لأنه من السهل أن نفهم من مبدأ تشغيل الطابعات ثلاثية الأبعاد Z Corporation ، فسيتم ملاحظة الخطأ الرئيسي على طول المحور Z ، أو بشكل أكثر بساطة ، في الارتفاع ، منذ عملية لصق نموذج من كتلة من طبقة مسحوق بواسطة تعني الطبقة تجفيف المادة اللاصقة (الموثق) ، ونتيجة لذلك سيظهر الانكماش الرأسي. أعطت قياساتنا النتيجة التالية: عند ارتفاع 100 مم ، كان الانكماش 0.15 مم ، وهو ما يمكن مقارنته تمامًا بالدقة التي تم الحصول عليها في ماكينات القولبة بالحقن. حول الدقة في المستوى X-Y ، يمكننا القول أنه يتم توفيرها بواسطة ميكانيكا الطابعة ثلاثية الأبعاد نفسها ولا تعتمد على انكماش المسحوق بقدر ما تعتمد على الارتفاع.
يتميز ZPrinter 250 بنظام فريد من نوعه لإعادة إنتاج الألوان. تم أيضًا تغيير نطاق الألوان المتاحة لـ ZPrinter 450 و 650 (يُظهر الآن عددًا حقيقيًا من الألوان) إلى 180.000 لون فريد لـ ZPrinter 450 و 390.000 لون فريد لـ ZPrinter 650 ، على التوالي.
ربما يسأل الكثيرون: لماذا 64 لونًا فقط؟ الجواب بسيط بما فيه الكفاية: نظرًا لأن هذه الطابعة ثلاثية الأبعاد هي نموذج مبتدئ ومصممة بشكل أساسي لإنشاء نماذج المفاهيم والعرض التقديمي ، فإن مساحة اللون المحدودة هي نعمة لمثل هذه النماذج.
يتم عرض الخصائص الرئيسية للطابعات ثلاثية الأبعاد من النوع المكتبي من شركة Z Corporation في الجدول.
عادي 0 خطأ خطأ خطأ RU X-NONE X-NONE MicrosoftInternetExplorer4
صفات |
طابعة ZPrinter 150 |
طابعة ZPrinter 250 |
طابعة ZPrinter 350 |
طابعة ZPrinter 450 |
طابعة ZPrinter 650 |
| الدقة ، نقاط / بوصة | 300 × 450 | 300 × 450 | 300 × 450 | 300 × 450 | 600 × 540 |
| الحد الأدنى لحجم العنصر الطوبولوجي ، مم | 0,4 | 0,4 | 0,15 | 0,15 | 0,1 |
| اللون (عدد الألوان الفريدة لكل جزء) | لون المواد | 64 لونًا (لون المجموعة الأساسي) | لون المواد | 180،000 لون (نطاق لوني واسع) | 390،000 لون (الحد الأقصى لعدد الألوان) |
| السرعة العمودية لبناء جسم ، مم / ساعة | 20 | 20 | 20 | 23 | 28 |
| حجم غرفة العمل ، مم | 236 × 185 × 127 | 236 × 185 × 127 | 203 × 254 × 203 | 203 × 254 × 203 | 254 × 381 × 203 |
بناءً على مواد من شركة Z وخبرتنا الخاصة
ديمتري أوشكين
البريد الإلكتروني: [email protected]
