وأوضح خيوط طابعة 3D

كيفية اختيار خيوط الحق

بعد اختيار طابعة ثلاثية الأبعاد ، فإن أول قرار يتعين عليك اتخاذه هو نوع الشعيرة التي تريد استخدامها. هناك العديد من الأصناف - حتى لو وضعنا جانبا الألوان العديدة التي تأتي فيها. الخوض من خلالها يبرز سلسلة من الأسماء ذات الصوت الكيميائي: حمض polylactic ، كحول polyvinyl ، ألياف كربون ، واللدائن المرنة بالحرارة باللسان ، على سبيل المثال. يذهبون من خلال مجموعة متنوعة مذهلة من الاختصارات ، ABS ، جيش التحرير الشعبى الصينى ، الوركين ، CPE ، PET ، PETT ، TPE ، PVA ، و PCTPE بينهم. ولكن لا تنزعج من هذا الحساء الأبجدي. هناك أنواع قليلة فقط شائعة الاستخدام ، ويميل المصنِّعون إلى تجنب أسماء الأوصياء المهووسين بأكثر من اللازم لصالح أسماء وصفية أكثر تلمحًا إلى الجودة الأساسية للخيوط مثل المرونة (NinjaTek's Ninjaflex و Polymaker's Polyflex ،) والقوة (Makerbot و XYZprinting و Ultimaker جميع خيوط السوق تسمى Tough PLA).

أساسيات الشعيرة

الشعيرات المستخدمة في الطباعة ثلاثية الأبعاد عبارة عن لدائن حرارية ، وهي عبارة عن لدائن (تُعرف أيضًا باسم البوليمرات) والتي تذوب بدلاً من الاحتراق عند تسخينها ، ويمكن تشكيلها وتشكيلها وتصلبها عند تبريدها. يتم تغذية الشعيرة في غرفة تسخين في مجموعة الطارد بالطابعة ، حيث يتم تسخينها إلى درجة انصهارها ثم تنبثق (التدفق) من خلال فوهة معدنية أثناء تحرك مجموعة الطارد ، وتتبع مسار مبرمج في ملف كائن ثلاثي الأبعاد لإنشاء ، طبقة تلو طبقة ، الكائن المطبوع. على الرغم من أن معظم الطابعات ثلاثية الأبعاد بها جهاز بثق واحد ، إلا أن هناك بعض الطُرز ذات الطارد المزدوج التي يمكنها طباعة كائن بألوان مختلفة أو مع أنواع خيوط مختلفة.

تسمى عملية الطباعة باستخدام خيوط بلاستيكية إما افتعال فتيل فتيل (FFF) أو نمذجة ترسب تنصهر (FDM). انهم نفس الشيء علامة FDM هي اختصار لشركة Stratasys Corp. الرائدة في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد ، لذا أنشأ مصنعون آخرون أسماءهم الخاصة لوصف تكنولوجيا الطابعات الخاصة بهم ؛ FFF هو الذي اشتعلت فيه. حتى اليوم ، باستثناء بعض كتيبات الشركات المصنعة ، سترى الأسماء المستخدمة بالتبادل.

يتم بيع الشعيرات في بكرات تتراوح أوزانها بين 0.5 كيلوغرام و 2 كيلوغرام. يأتي الشعير بسمكين ، 1.75 ملم و 3 ملم. (هذا الأخير هو في الحقيقة أرق قليلاً ، حوالي 2.85 ملليمتر.) الغالبية العظمى من الشعيرة هي من النوع 1.75 ملليمتر ؛ Ultimaker و LulzBot هما من بين الشركات المصنّعة القليلة التي تستخدم طابعاتها الحجم الأكثر سمكًا. يتم سرد الوزن دائمًا تقريبًا في الوحدات المترية.

الآن ، دعونا نلقي نظرة على عدد قليل من أنواع الشعيرات الأكثر شعبية وهامة.

الثنائي الديناميكي: ABS و PLA

إلى حد بعيد ، أكثر أنواع الخيوط شيوعًا هي أكريلونيتريل بوتادين ستايرين (ABS) وحمض polylactic (PLA). تم تصميم معظم الطابعات ثلاثية الأبعاد الأساسية للاستخدام الحصري لهذه الشعيرات. جزء من جاذبيتها هو أنها غير مكلفة نسبيا ، بتكلفة لا تقل عن 20 دولار للكيلوغرام الواحد.

لا تؤجل بالاسم الكيميائي غير العملي لـ ABS ؛ انها نفس البلاستيك المستخدمة في لغس. الكائنات المطبوعة من ABS صلبة ومتينة وغير سامة. لديها نقطة انصهار عالية نسبيا ، مع درجة حرارة الطباعة تتراوح بين 210 درجة إلى 250 درجة مئوية. تميل الزوايا السفلية للكائنات التي تتم طباعتها باستخدام ABS إلى الانحناء للأعلى قليلاً ، خاصةً إذا كنت تستخدم سرير طباعة غير مسخن. أثناء الطباعة ، يمكن أن ينبعث ABS من رائحة كريهة غير كريهة ، لذا يُفضل استخدامه مع طابعة بإطار مغلق في غرفة جيدة التهوية.

جيش التحرير الشعبى الصينى لديه نقطة انصهار منخفضة نسبيا ، مع درجات حرارة قابلة للاستخدام ما بين 180 درجة و 230 درجة مئوية. أنها نباتية وقابلة للتحلل. إنها أصعب من ABS ، تطبع دون تزييفها ، ومن السهل عمومًا التعامل معها ، رغم أنها في حالات نادرة قد تسبب اختناقات في الطارد. غالبًا ما يستخدم PLA كمادة أساسية للمواد الغريبة والمركبة ، والتي سنناقشها قليلاً.

نايلون

نايلون هو مادة اصطناعية متعددة الاستخدامات بشكل لا يصدق ، تم تطويره في ثلاثينيات القرن العشرين ، وقد وجد استخدامه في كل شيء بدءًا من فراشي الأسنان وحتى المظلات وحتى الإطارات ، والآن خيوط طابعة ثلاثية الأبعاد. إنها في جوهرها بوليمر ، أو بلاستيك (أو بشكل أكثر دقة ، عائلة من البلاستيك). إنها قوية ومتينة ، لكنها مرنة ، ومن بين خيوط الطباعة ثلاثية الأبعاد الأقل سعراً. يذوب في درجة حرارة أعلى (حوالي 240 درجة مئوية) من معظم الشعيرات. لم يتم تصميم جميع الطابعات ثلاثية الأبعاد للتعامل مع هذه الحرارة ، حيث تنبعث بعض المواد الشائعة الاستخدام في الطارد من أبخرة عند درجة الحرارة هذه. كما هو الحال مع ABS ، فإن الكائنات المطبوعة بالنايلون تميل إلى الالتواء ، والتي يمكن تخفيفها باستخدام سرير طباعة ساخن.

خيوط مرنة

TPEs (أو اللدائن المرنة بالحرارة) عبارة عن لدائن حرارية ذات مرونة عالية (على الرغم من أنها لا تزال بعيدة عن الأشرطة المطاطية) ؛ الكائنات المطبوعة معهم مرنة نسبيًا. أحد أنواع TPE الشائعة هو البولي يوريثان بالحرارة (TPU) ، والذي يعد NinjaFlex مثالًا شائعًا عليه.

خيوط قابلة للذوبان: الوركين و PVA

واحدة من أكثر الاختصارات جذبا ، HIPS ، لتقف على البوليسترين عالية التأثير. HIPS ذو أسعار معتدلة وخفيفة الوزن ، ويمكن أن يكون غطى بالرمل ، لصقها ، والملونة مع الدهانات الاكريليك. يشبه ABS ، باستثناء أن HIPS قابل للذوبان في Limonene ، وهو مذيب يعتمد على الحمضيات ، مما يجعله اختيارًا جيدًا - عند الطباعة باستخدام مادة ثانية (مثل ABS أو PLA) مع طابعة مزدوجة الطارد - كمواد دعم التي يمكن حلها بعد الطباعة. كما أنها تطبع بشكل جيد من تلقاء نفسها ، وهي الشعيرة التي أوصت بها LulzBot لطابعة LulzBot Mini ثلاثية الأبعاد الخاصة بها ، والتي حازت على خيار المحررين لدينا. يتكون MakerBot Dissolvable الشعيرة أيضًا من الوركين.

خيوط أخرى قابلة للذوبان هي بولي (كحول بولي فينيل) ، الذي يذوب في الماء بسهولة. بولي هو عديم الرائحة ، غير سامة ، وقابلة للتحلل. لديها نقطة انصهار منخفضة ، ويمكن أن تشوي فوهة الطارد عند ارتفاع درجة الحرارة. غالبًا ما يتم استخدامه كمواد دعم في طابعات مزدوجة الطارد. لقد اختبرت برنامج Ultimaker 3 عن طريق طباعة كائن اختبار - مربع داخل صندوق - باستخدام PLA للمربعات نفسها و PVA كدعم. بعد طباعة الكائن ، غمرته بالماء الدافئ ، وتم إذابة جيش التحرير الشعبي تدريجياً ، تاركًا زوج الصناديق المتداخلة.

خيوط مركبة

تحتوي الخيوط المركبة على قاعدة من PLA أو لدائن حرارية أخرى تم فيها خلط الجزيئات أو المساحيق أو رقائق المواد الأخرى. بعضها عبارة عن مزيج من الخشب ، والبعض الآخر يشمل الحجر الرملي أو الحجر الجيري ، والبعض الآخر يحتوي على أنواع مختلفة من المعادن ، بما في ذلك الحديد والألومنيوم والنحاس والبرونز والنحاس. تأخذ هذه الشعيرات بعض خصائص المواد التي تم خلطها بها. مركب آخر شعبي هو ألياف الكربون. الأشياء المطبوعة منه تأخذ بعضًا من قوة الألياف. الجانب السلبي لهذه الخيوط المركبة هو أنها تكلف أكثر بكثير من غير المركبة.

وراء خيوط البلاستيك: الطباعة المستندة إلى الراتنج

مع انتشار طابعات FFF اليوم ، من السهل التغاضي عن حقيقة وجود نماذج في السوق تعتمد على تقنيات أخرى لا تستخدم الشعيرات. ومن أهمها الطباعة المجسمة (المسمى SLA) ، وهي أول تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد تم تطويرها ، وهي قادرة على طباعة مطبوعات عالية الدقة. يمكن أن تصل علامات أسعار طابعات SLA المخصصة للاستخدام التجاري إلى خمسة أرقام (وحتى ستة) ، لكننا رأينا بعض الطرز منخفضة السعر ، ومناسبة للهواة والحرفيين.

في طباعة SLA ، يتتبع الليزر فوق البنفسجي شكل الكائن المراد طباعته ، طبقة تلو الأخرى ، على راتنج حساس للأشعة فوق البنفسجية (ويعرف أيضًا باسم فوتوبوليمير ، أو راتنجات فوتوبوليمير) الموجودة في صينية أو ضريبة القيمة المضافة ، والراتنج المكشوف بالليزر يصلب لتشكيل الكائن المطبوع. تأتي الراتنجات في عبوات سعة 500 مليلتر و 1 لتر ، وتبدأ الأسعار من الشركات المصنعة للطابعة بحوالي 100 دولار للتر. صاغت بعض الشركات المصنعة راتنجات للقوة والمرونة والصلابة ، وغيرها من الصفات ، وتميل هذه الراتنجات للبيع بسعر أعلى. عانت الراتنجات من لوحة ألوان محدودة ، وتميل إلى أن تكون محصورة في الأسود والرمادي والأبيض والصفير ، على الرغم من أن بعض الراتنجات ذات الألوان الأكثر إشراقًا والمعدنية أصبحت متاحة مؤخرًا.

DLP هو شكل من أشكال الطباعة المجسمة يستخدم جهاز عرض بدلاً من الليزر كمصدر للضوء ، باستخدام الضوء المرئي بدلاً من الأشعة فوق البنفسجية. يعرض جهاز العرض ، الذي يستخدم تقنية DLP (المعالجة الضوئية الرقمية) الخاصة بشركة Texas Instruments ، سلسلة من الصور في ضريبة القيمة المضافة من راتنج البوليمر الضوئي شبيه الراتنجات المستخدمة في طباعة SLA لبناء الكائن ، طبقة تلو الأخرى.

الآن وبعد أن عرفت كل ما تحتاجه حول أكثر الخيوط شعبية ، ستحتاج إلى قراءة دليل شراء الطابعات ثلاثية الأبعاد ، والذي يتضمن مراجعات لأفضل الموديلات التي اختبرناها مؤخرًا. يمكنك أيضًا الاطلاع على ما قاله أحد المتبنين الأوائل بشأن وقته وهو يتعلم الطباعة بأبعاد ثلاثية.