بهینه سازی پرینت سه بعدی: تقویت قطعات برای مصارف پرکاربرد
قطعات پرینت سه بعدی با کیفیت از طراحی ها و همچنین فرآیندهای برنامه ریزی قوی زاده می شوند. از مرحله طراحی مفهومی گرفته تا رسیدن به نقطه تحویل محصول و رضایت مشتری، پرینت سه بعدی صنعتی پرکاربرد بوده و ساخت هندسه های پیچیدهای را که قبلا هرگز ممکن نبوده، فراهم می سازد. با این حال، بهینه‌سازی پرینت سه بعدی شامل مراحل متعددی شده و با عوامل مختلفی در فرآیند تبدیل یک مدل سه بعدی به شکل فیزیکی، چه برای کاربردهای حیاتی مانند پزشکی، رباتیک یا هوافضا و فناوری ساخت هواپیماهای بدون سرنشین در ارتباط است.
جهت گیری مناسب پرینت سه بعدی برای داشتن حداکثر بهرهوری در طراحی
در طول فرآیند مدل‌سازی سه بعدی، موفقیت به انتخاب‌های خوب بستگی دارد؛ از ساخت اجزا و قابلیت‌های لازم گرفته تا تمرکز بر اصول اولیهای مانند خواص مواد پرینت سه‌بعدی و قدرت جهت‌گیری این فرآیند. در طول مرحلهی طراحی، تنظیمات باید برای هر مدل به خوبی انتخاب شوند.
جهت گیری، نحوهی چرخش یک مدل سه بعدی در فضای ساخت را مشخص نموده و با دقت، کیفیت سطح و همچنین ارائه پایداری و چسبندگی خوب بستر مرتبط است. برای پشتیبانی از قابلیت چاپ موفق، باید جهت گیری مناسب پرینت سه بعدی بیشتر برای فناوریهایی مانند استریولیتوگرافی با مواد بر پایه رزین یا پاشش مواد به وسیله مواد تمام رنگی که به سازه های پشتیبانی نیاز دارند، در نظر گرفته شود. هر نوع دیگری از الزامات پسپردازش نیز باید از ابتدا برای تضمین کیفیت و استحکام قطعات پرینت سه بعدی لحاظ گردد.
بسته به نیاز پروژه، گزینه‌های سفارشی‌سازی برای برخی از مواد پرینت سه بعدی در دسترس است؛ اما در مورد قطعات پیچیده‌تر و جهت‌گیری فرآیند، تیم 3Dhub با مشتریانی کار میکند که ممکن است درخواست‌های ویژه یا نگرانی‌های دیگری مانند مواد پرینت سه بعدی مقاوم در برابر حرارت و سازگار با تکنولوژیهای خاص داشته باشند.
برای موادی مانند نایلون 12 [پلاستیک چند منظوره] و پلاستیک های دارای جزئیات ظریف، همچنین برای مشتریانی که اطلاعات دقیقتری دارند، می‌توان جهت‌گیری را با ابزار «Set 3D Printing Orientation» و طی مراحل زیر تنظیم نمود:
1. از (لینک) این صفحه بازدید کرده و روی سه نقطه عمودی سمت راست مدل کلیک نمایید.
2. گزینهی «Open in 3D Tools» را انتخاب کنید.
3. در صفحه پیش رو، روی دکمه «Set 3D Printing Orientation»کلیک نمایید.
4. یک پنجره بازشو ظاهر میشود که یک دکمه ناوبری را در گوشه سمت چپ پایین نمایش میدهد. از این دکمه برای تنظیم جهت استفاده نموده و پس از اتمام روی «Save Orientation» کلیک کنید.
مواد سازگار برای تولید قطعات پرینت سه بعدی مستحکم، ضروری هستند
مواد تاثیر فوقالعادهای بر استحکام قطعه و بهینه سازی پرینت سه بعدی دارند. هر مادهی پرینت سه بعدی دارای مجموعهای از ویژگیهای منحصر به فرد است که عبارتند از:
· استحکام تسلیم - مقدار تنشی که یک ماده قبل از تغییر شکل دائمی میتواند تحمل کند.
· چقرمگی: یک ماده، بدون شکستن، چقدر انرژی میتواند جذب کند.
· شکل پذیری - یک جسم تا چه اندازه میتواند بدون شکستگی تغییر شکل دهد.
· شکنندگی – برعکس شکل‌پذیری، با اجسام شکننده به راحتی می‌شکند.
· سفتی – اندازهگیری صلبیت یک ماده؛ زیرا مواد دارای سختی بالا در حفظ شکل خود، حتی تحت بار، بسیار خوب بوده و معمولا از مواد سخت در کاربردهای باربری استفاده میشود.
· سختی – اندازهگیری سختی، مقاومت در برابر خراش و فرورفتگی سطح مواد پرینت سه بعدی
· مقاومت – مقایسهی مقاومت در برابر انواع عوامل حرارتی و محیطی از جمله دما، رطوبت، مواد شیمیایی و موارد دیگر.
به عنوان مثال، طراحان میتوانند با اطمینان از اینکه مدلهای سه بعدی محدودیتهای یک مادهی خاص را هنگام ساخت یک قطعه فلزی زیبا افزایش نمی دهند، در زمان به میزان زیادی صرفهجویی نمایند. در خصوص طرح‌هایی که ممکن است علاوه بر دوام، به انعطاف‌پذیری بیشتری برای سازههای نازک‌تر نیاز داشته باشند، بسیاری از مشتریان 3Dhub مواد پرینت سه‌بعدی مانند نایلون 12 [پلاستیک چندمنظوره] را به همراه فرآیند تفجوشی لیزری گزینشی (SLS) انتخاب می‌کنند.
به عنوان یک مزیت اضافی، پرینت سه بعدی SLS نیازی به سازههای پشتیبانی نداشته و همین امر به طراحان آزادی طراحی بسیار بیشتری داده و با توجه به عدم نیاز به حذف مواد اضافی، صرفهجویی در زمان پسپردازش را نیز به همراه خواهد داشت. مانند سایر فناوریهای بر پایهی پودر، این مزیت ضمن کاهش احتمال تضعیف یک پرینت سه بعدی عالی در مراحل پسپردازش، نیاز به بهرهگیری از هرگونه عملیات سنباده زنی برای حذف آثار باقیماده از سازه های پشتیبان را نیز از بین می برد. با این حال، برای بسیاری از مدلهای سه بعدی دیگر، مانند مدل‌هایی که با استریولیتوگرافی تولید می‌شوند، سازههای پشتیبان باید در فرآیند طراحی نقش داشته باشند.
قطعات فلزی پرینت سه بعدی جزء مستحکم ترین ها بوده و 3Dhub انتخاب‌های گسترده‌ای را ارائه میکند که شامل فولاد، آلومینیوم و گزینه‌های متعددی در رابطه با فلزات گرانبها به کمک فناوری ریخته‌گری دقیق، از جمله پلاتین، طلا، نقرهی استرلینگ و غیره است. آلومینیوم از نظر استحکام برای ساخت قطعات فلزی پرینت سه بعدی محبوب بوده و نسبت مقاومت به وزن بسیار بالایی را ارائه میدهد. این مادهی پرینت سه بعدی فلزی برای تولید قطعاتی مانند قابهای پهپاد ساخته شده به وسیله پرینت سه بعدی صنعتی که باید سخت و در عین حال سبک باشند، مناسب است.
مقایسهی پرینت سه بعدی و روشهای تولید سنتی
استحکام و دوام معمولا نقش بزرگی در ساخت قطعات کاربردی بازی کرده و مشتریان را به بررسی این که کدام یک از روش های تولید افزایشی یا سنتی بهتر هستند، هدایت میکند. با این حال، ممکن است مسائل دیگری نیز وجود داشته باشد؛ مانند دقت در قطعات، کیفیت سطح و حتی مهم‌تر از آن – این که آیا پروژه به تولید در دسته‌های کم یا تولید انبوه قطعات نیاز دارد یا خیر. برای مشتریانی که هنوز در مرحله توسعه محصول هستند، پرینت سه بعدی مزیت فوقالعادهای را با ایجاد فرصتی برای نمونه سازی سریع و قابلیت اجرای سریع و اقتصادی هر تعداد تکرار لازم فراهم نموده است.
برای اکثر مشاغل، هدف تولید حول محور چگونگی تقویت قطعات پرینت سه بعدی و همچنین توجه به نیازها در سفارشی سازی و حجم تولید میچرخد. اگر تقاضای مشتری به صورت تصاعدی افزایش یافته باشد، می‌توان با استفاده از روشهای سنتی مانند قالب‌گیری تزریقی برای حجم‌های بالایی از قطعات مشابه، میزان تولید انبوه - و همچنین سرعت و کارایی را افزایش داد.
تمرکز در 3Dhub به ویژه در رابطه با تطبیق مواد و فناوریهای مناسب با یک کاربرد خاص، حول نیازهای مشتری میچرخد.
کار با تیم پشتیبانی و نرم افزار 3Dhub
هنگامی که طراح یک مدل سه بعدی را آپلود میکند، یک پیشنهاد فوری ایجاد شده، فرآیند تجزیه و تحلیل فایل فعال گردیده و مشتری را از وجود هرگونه مانع در فرآیند چاپ آگاه میسازد. در حالی که تیم نرمافزار و پشتیبانی میتواند تعدادی از مدلهای سه بعدی را که ممکن است در ابتدا قابل چاپ نبوده باشند، بازسازی کند، بسیاری از خطاها به دلیل مشکلات مربوط به عوامل اصلی بهینه‌سازی طرح‌های سه بعدی مانند جهت‌گیری و همچنین هندسه‌هایی که به طور کلی ضعیف هستند، مشکلاتی از قبیل دیواره هایی که به اندازهی کافی ضخیم نیستند، گوشه های داخلی بسیار تیز، مسائل مربوط به اعوجاج و موارد دیگر رخ می‌دهند.
قطعات پرینت سه بعدی میتوانند بسیار مستحکم بوده، بارهای سنگین را تحمل کرده، ضربههای فوقالعادهای را جذب نموده و در برابر تغییر شکل حتی در شرایط چالشبرانگیز نیز مقاومت کنند. نکته کلیدی انتخاب مواد مناسب، درک اصول علم مواد و پیروی از دستورالعمل های طراحی است.
