تحديات التصاق اللوحة في الطابعات ذات الحجم الكبير

تحتوي الطابعات ثلاثية الأبعاد ذات المقاس الكبير على إمكانية توفير قدرة غير مسبوقة على تصنيع نماذج أولية كبيرة وأدوات وأجزاء نهائية خلال جلسة طباعة واحدة. ولكن هذا المقاس يثير حتمًا مشكلات صعبة، ويصبح التصاق اللوحة الأساسية نقطة محورية بين النجاح والخسارة من حيث التكاليف والوقت. حتى حجم الأجزاء أو أحجام الأسرّة الخاصة بالطباعة تطرح تحديات فريدة من نوعها، والتي تتطلب حلولًا خاصة بها.

لماذا تزيد المقاسات من مشكلات الالتصاق:

1. زيادة الإجهادات الحرارية: تكون الطباعات الأكبر حجمًا تحتوي على كمية مادة تزيد بمئات المرات. عندما تبرد هذه المواد وتتقلص، تنشأ إجهادات داخلية كبيرة. تتركز هذه القوى على الطبقة الأولى عند واجهة اللوحة. يكون الفرق في درجة التبريد أكبر في المساحة الكبيرة على سرير واسع، مما يؤدي إلى قوى انحناء أعلى ترفع الحواف للأعلى.

2.الاستفادة من لحظات الانحناء: القطعة الكبيرة والمسطحة تمثل ذراعاً طويلة للرافعة. إن الانحناء/الرفع البسيط في الزاوية يمثل ميزة ميكانيكية هائلة تحاول رفع الطباعة بالكامل عن السرير. يمكن أن يكون الرفع الصغير كافياً في الطباعة الصغيرة، وفي الطباعة الكبيرة يصبح من المرجح أن تتفاقم الأمور إلى انفصال كارثي.

3.عيوب المساحة السطحية: من الصعب إلى حد كبير تحقيق مساحة مسطحة ومسطحة بالكامل على سطح بناء كبير للغاية. من المؤكد أن الاختلافات في الارتفاعات أو التموجات أو التجويفات التي لم تكن مصدر قلق في السرير الصغير ستتحول إلى مشكلة كبيرة في الطبقة الأولى الكبيرة التي تمتد عبر الموقع. كما أن الزيوت والغبار وغيرها لديهم مساحة سطحية أكبر للالتصاق بها.

4. أوقات طباعة ممتدة: تستغرق الطباعة الكبيرة ساعات، بل حتى أيام. يؤدي هذا التمدد في الفترة إلى زيادة تراكم الإجهادات الحرارية ويمكن أن يؤثر على واجهة التصاق الطبقة. كما أن طبيعة البيئة، مثل التيارات الهوائية أو التغيرات في درجة الحرارة داخل الغرفة، تؤثر أيضًا بتأثير تراكمي أكبر على مدار الوقت.

5. سلوك المواد: تكون المواد التي تميل إلى الانكماش والالتفاف (مثل ABS، النايلون، وحتى طباعة PETG كبيرة الحجم) أكثر عرضة لذلك عند زيادة الحجم. يمكن أن تتجاوز القوى الناتجة بسهولة التقنيات الطبيعية للتصاق.

استراتيجيات ضمان نجاح التصاق الطباعة على نطاق واسع:

التغلب على هذه التحديات يتطلب نهجًا متعدد الجوانب:

1. الاستعداد الدقيق للسرير:

النظافة هي الأهم: قبل كل طباعة كبيرة مباشرة، قم بتنظيف سطح البناء باستخدام كحول أيزوبروبيلوي عالي النقاء (IPA >90%) أو منظفات متخصصة. العدو الرئيسي هو بصمات الأصابع.

التسوية الدقيقة: استفد بشكل أمثل من آلية تسوية سرير الطباعة (يدويًا أو تلقائيًا). تُجرى التسوية عند الحاجة لتحديد وتعويض عدم الانتظام في السطح على كامل السرير. قم بإعادة الفحص بانتظام.

اختيار السطح: اختر الأسطح المناسبة التي توفر التصاقًا جيدًا وفقًا للمادة المفضلة لديك (على سبيل المثال: PLA/PETG = PEI مُجَسَّس، نايلون = جاروليت إلخ). واجعل السطح ناعمًا وخاليًا من أي عيوب.

2. تحسين إعدادات الطبقة الأولى:

بطء في العمل: اطبع الطبقة الأولى ببطء أكبر (على سبيل المثال: 15-30 مم/ثانية). يتيح ذلك وضع كل خط بدقة قبل المرور التالي ويُثبت جيدًا.

ضغط خفيف: اضبط ارتفاع الفوهة (الانحراف Z) بشكل دقيق. يجب أن تكون الطبقة السفلية مرنة بما يكفي لتوفير أقصى مساحة للاتصال، دون أن تكون منخفضة للغاية لدرجة أن الفوهة تخدش أو تنسد.

زيادة درجة الحرارة: قم بزيادة درجة الحرارة قليلًا لكل من حرارة الفوهة وحرارة السرير أثناء الطباعة للطبقة الأولى مقارنة ببقية الطباعة. يُحسّن ذلك من تدفق المواد وارتباطها.

3. استخدام أدوات تقوية التصاق قوية:

الأحاف: وجود حافة مُفَصَّلة (5-15 مم+) ضروري أيضًا في عدة حالات. فهي تزيد بشكل كبير من المساحة الملتصقة بالسرير، وتعمل كمُحَرِّك ضد القوى الملتوية التي تشد الحواف الخارجية للقطعة.

المراسي: في حالات المواد أو الهندسات الصعبة للغاية التي من المرجح أن تنحني بشكل لا يمكن إصلاحه، يمكن أن توفر المراسي الدعم الأقوى للالتصاق وعزل حراري للنموذج، لكنها تزيد من الوقت المطلوب للمعالجة اللاحقة وتستهلك موادًا إضافية.

المواد اللاصقة: يمكن أن تعمل المواد اللاصقة ذات الجودة العالية والمُحضَّرة على شكل عجينة لتكون مقاومة للحرارة العالية (على سبيل المثال، عجائن مخصصة لبلاستيك ABS، أو مواد لاصقة مبنية على PVA، أو حتى رذاذ الشعر مصمم خصيصًا لطباعة ثلاثية الأبعاد) بشكل ممتاز على المساحات الكبيرة. يجب تطبيقها بشكل متساوٍ ورفيع.

4. التحكم في البيئة:

الغلاف: امنح هذه الطباعة هامشًا كبيرًا نسبيًا مقارنةً ببلاستيك ABS أو النايلون، حيث يستفيد معظم الطباعة من استخدام غلاف. فهو يحافظ على درجة حرارة محيطة عالية وثابتة نسبيًا من جميع جوانب القطعة، مما يقلل من معدل التبريد والتدرج الحراري الذي يؤدي إلى التشويه بشكل مبالغ فيه. أثناء الطباعة، اجعل فتحات الغلاف قليلة.

التيارات الهوائية: تجنب وضع الطابعة في ممرات تهوية مكيفات الهواء أو أمام المراوح أو النوافذ أو الأبواب المفتوحة التي قد تسبب تبريدًا غير متساوٍ.

5. اعتبارات تصميم النموذج:

تجنب الزوايا الحادة: الزوايا الحادة على الأسطح المسطحة الكبيرة هي المناطق الأكثر عرضة لحدوث تشويه على السطح. يساعد تقسيم الزوايا أو إضافة زوايا مستديرة (Fillets) في أسفل النموذج على توزيع الإجهادات عبر النموذج.

التوجيه: قم بتوجيه القطعة، كلما أمكن، بحيث تتجنب وضع أسطح مسطحة كبيرة ومغلقة تمامًا في تلامس مباشر مع سرير الطباعة. ويمكن تصحيح ذلك عن طريق إمالة النموذج في بعض الأحيان.