ما هو طباعة FDM ثلاثية الأبعاد؟

ما هو طباعة FDM ثلاثية الأبعاد؟

مهتم بتعلم الأساسيات لطباعة FDM ثلاثية الأبعاد؟ في هذا المقال، نشرح لماذا تعتبر هذه التكنولوجيا خيارًا فعالًا ومنخفض التكلفة لتصنيع النماذج الأولية السريعة وغيرها من التطبيقات.

طباعة Fused Deposition Modeling (FDM) ثلاثية الأبعاد، والمعروفة أيضًا باسم Fused Filament Fabrication (FFF)، هي عملية تصنيع إضافي في مجال تشكيل المواد. تقوم FDM ببناء الأجزاء طبقة تلو الأخرى عن طريق إيداع مواد مصهورة بشكل انتقائي على طول مسار محدد مسبقًا. وتستخدم خيوطًا طويلة من البوليمرات الحرارية لتكون الشكل النهائي للمادة الصلبة.

تشكل تقنية FDM أكبر قاعدة مثبتة من الطابعات ثلاثية الأبعاد في العالم، وهي التكنولوجيا الأكثر استخدامًا في معظم الصناعات، وربما تكون أول عملية تأتي إلى الذهن عندما تفكر في الطباعة ثلاثية الأبعاد.

في هذه المقالة، سنقدم المبادئ الأساسية والخصائص الرئيسية لهذه التكنولوجيا الإضافية الشهيرة. نحن أيضًا نستكشف الفروق بين أجهزة FDM المصممة لتصنيع النماذج الأولية (على سطح المكتب) والتطبيقات الصناعية، ونقدم للمهندسين نصائح وحيل للحصول على أفضل النتائج باستخدام طابعات FDM ثلاثية الأبعاد.

كيف تعمل طابعات FDM ثلاثية الأبعاد؟

تعمل طابعات FDM ثلاثية الأبعاد عن طريق إيداع خيط مادة مذابة على منصة بناء طبقة تلو الأخرى حتى يتم الحصول على الجزء الكامل. تستخدم FDM ملفات تصميم رقمية يتم تحميلها مباشرة إلى الجهاز وتقوم بتحويلها إلى أبعاد مادية. المواد المستخدمة في FDM تشمل البوليمرات مثل ABS وPLA وPETG وPEI، والتي يقوم الجهاز بتغذيتها كخيوط عبر فوهة مسخنة.

لتشغيل جهاز FDM، تقوم أولاً بتحميل لفافة من خيوط البلاستيك الحراري هذه في الطابعة. بمجرد أن يصل الفوهة إلى درجة الحرارة المطلوبة، تغذي الطابعة الخيط عبر رأس الإخراج والفوهة.

يرتبط رأس الإخراج بنظام ثلاثي المحاور يسمح له بالتحرك على محاور X و Y و Z. تُخرج الطابعة المادة المنصهرة على شكل خيوط وتضعها طبقة تلو الأخرى على طول مسار يحدده التصميم. بمجرد وضعها، تبرد المادة وتتصلب. في بعض الحالات، يمكنك توصيل مروحة برأس الإخراج لتسرع عملية التبريد.

لملء منطقة معينة، يتطلب الأمر عدة عمليات مرور، مشابهة لعملية تلوين شكل باستخدام أقلام تلوين. عندما تكمل الطابعة الطبقة، تنخفض منصة البناء ويبدأ الجهاز في طباعة الطبقة التالية. في بعض إعدادات الجهاز، يتحرك رأس الإخراج للأعلى. كرر هذا العملية حتى يتم تصنيع الجزء.

ما هي معلمات الطباعة للطابعة ثلاثية الأبعاد FDM؟

معظم أنظمة FDM تتيح لك ضبط عدة معلمات للعملية. وتتضمن هذه درجات حرارة الفوهة ومنصة البناء، وسرعة البناء، وارتفاع الطبقة، وسرعة مروحة التبريد. إذا كنت مصممًا، فعادةً لا تحتاج إلى القلق بشأن هذه التعديلات لأن مشغل AM الخاص بك قد يكون قد تعامل معها بالفعل.

ومع ذلك، فإن العوامل المهمة التي يجب أخذها في الاعتبار هي حجم البناء وارتفاع الأرضية. الأبعاد الشائعة لبناء الطابعات ثلاثية الأبعاد المكتبية هي 200 × 200 × 200 ملم، بينما يمكن أن تكون الآلات الصناعية كبيرة يصل إلى 1,000 × 1,000 × 1,000 ملم. إذا كنت تفضل استخدام جهاز كمبيوتر مكتبي لطباعة الأجزاء، يمكنك تقسيم النموذج الكبير إلى أجزاء أصغر ثم إعادة تركيبها.

ارتفاعات الطبقات المعتادة لـ FDM تتراوح بين 50 إلى 400 ميكرون. طباعة طبقات أقصر تنتج أجزاء أكثر نعومة وتلتقط الهندسات المنحنية بدقة أكبر، لكن طباعة طبقات أعلى تسمح لك بإنشاء الأجزاء بشكل أسرع وبتكلفة أقل.