إرشادات تصميم الطباعة ثلاثية الأبعاد SLA: 8 نصائح أساسية

الطباعة المجسمة (SLA) هي تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد تعتمد على الراتنج، وتستخدم ليزر الأشعة فوق البنفسجية لمعالجة راتنج الفوتوبوليمر السائل طبقةً تلو الأخرى بشكل انتقائي. تتميز SLA بقدرتها على إنتاج أجزاء بتفاصيل دقيقة للغاية، وأسطح ناعمة، وتفاوتات دقيقة، وغالبًا ما تتطلب معالجة لاحقة قليلة أو معدومة. تدعم هذه التقنية مواد متنوعة، بما في ذلك الراتنجات متعددة الأغراض، والراتنجات عالية الحرارة، والخيارات الشفافة.

هذه الخصائص تجعلها مثاليةً للنماذج الأولية، والأنماط الرئيسية للقوالب، ونماذج طب الأسنان، والمكونات الميكانيكية الصغيرة، وقطع التصميم الجمالي. مع ذلك، فإن قطع SLA أقل ثباتًا للأشعة فوق البنفسجية من تلك المصنوعة باستخدام عمليات تعتمد على اللدائن الحرارية.

من الجيد أن تضع في اعتبارك أنه على الرغم من جودة سطحها الممتازة، إلا أن لقطع SLA حدودها. فمع مرور الوقت، قد يؤدي التعرض لأشعة الشمس إلى هشاشتها، وقد تتحول القطع ذات الألوان الفاتحة - وخاصة البيضاء أو الشفافة - إلى اللون الأصفر. مع أنه يمكنك وضع طبقة طلاء شفافة سريعة لتقليل تأثير الشيخوخة، إلا أن هناك نصائح تصميمية جديرة بالمشاركة للحصول على نتائج نظيفة، وتقليل الأعطال، وتحقيق أقصى استفادة من مزايا SLA.

1. احترم الحد الأدنى لحجم ميزات اتفاقية مستوى الخدمة (SLA)

على الرغم من تميز طباعة SLA ثلاثية الأبعاد في التفاصيل الدقيقة، إلا أن التفاصيل الصغيرة جدًا قد تُسبب مشاكل أثناء الإنتاج. فقد تصبح المسامير الرفيعة هشة، وقد تكون الشقوق الضيقة غير واضحة المعالم، وقد تُغلق الثقوب الصغيرة بسبب تراكم الراتنج أثناء عملية الطباعة. غالبًا ما تكون هذه العيوب ناتجة عن دفع الهندسة إلى ما دون حدود الموثوقية.

القاعدة العامة:

• احتفظ بقطر دبوس موثوق به لا يقل عن 1 مم .
• يوصى بحجم فتحة أدنى يبلغ 0.5 ملم ، ولكن كلما كان أكبر كان ذلك أفضل.
• احرص على أن يكون حجم الميزة القابلة للطباعة على الأقل 0.2 ملم .

• 2. تصميم بسمك جدار مناسب

  يُعد سُمك الجدار أحد أهم العوامل في تصميم الطباعة ثلاثية الأبعاد بتقنية SLA. فالجدران الرقيقة جدًا قد تجعل الأجزاء هشة أو قابلة للكسر أثناء الطباعة. من ناحية أخرى، تؤدي الجدران السميكة جدًا إلى هدر المواد وبعض العيوب مثل الالتواء.

  بالإضافة إلى ذلك، تبرد الجدران غير المتجانسة بمعدلات مختلفة، حيث تبرد الأجزاء الرقيقة أسرع من الأجزاء السميكة. هذا يعني أنه يجب أن تكون الجدران ذات أحجام مناسبة، وأن يكون سمكها موحدًا في جميع أنحاء المقطع لتجنب التشقق والالتواء والعيوب الأخرى.

  الجدران غير المدعومة، المعرضة لخطر الالتواء أو الكسر بشكل أكبر، يجب أن تكون أكثر سمكًا. كما يمكن تصميمها بقواعد من شرائح معدنية لتعزيز متانتها الميكانيكية. الجدران المدعومة أقل عرضة للالتواء، ما يعني أنها يمكن أن تكون أرق، ولكن يجب أن يكون هناك حد أقصى.

• القاعدة العامة:

  • احتفظ بالحد الأدنى الموصى به من السُمك وهو 0.6 ملم للجدران غير المدعومة.
  • احرص على الحفاظ على الحد الأدنى الموصى به من السُمك وهو 0.4 ملم للجدران المدعومة.

  3. مراعاة تفاوتات SLA في الأجزاء المتزاوجة

  على الرغم من أن الطباعة ثلاثية الأبعاد بتقنية SLA تحقق دقة عالية، إلا أنه من الضروري مراعاة التفاوتات عند تصميم الأجزاء. ضع هذه التفاوتات في الحسبان، مع مراعاة الانكماش أثناء المعالجة.

  هذه هي الطريقة الوحيدة للالتزام بالتفاوتات الدقيقة وضمان عمل القطع بكفاءة. يجب تصميم مسافة كافية بين القطع المتزاوجة لمنع اندماجها أثناء الطباعة. كما يُساعد هذا على تجميع القطع بسلاسة.

  القاعدة العامة:

  • تأكد من وجود مسافة لا تقل عن 0.5 مم بين الأجزاء المتحركة والتجميع.
  • استخدم مسافة 0.1 مم لتوفير دفع أو ملاءمة محكمة.

  • 4. أجزاء SLA المجوفة لحفظ الراتنج بأمان

    يمكن لتقنية SLA إنتاج قطع صلبة بالكامل، ولكن في كثير من الحالات، يُساعد تجويف التصميم على تقليل استهلاك المواد ووقت الطباعة. مع ذلك، يجب تصميم المقاطع المجوفة بعناية للحفاظ على سلامة هيكلها وتجنب مشاكل الطباعة الشائعة. قد تُحبس الجدران الرقيقة أو التجاويف المغلقة بالكامل الراتنج غير المُعالج داخل القطعة، مما يُؤدي إلى اختلالات في الضغط الداخلي قد تُسبب تشققات أو حتى تلف القطعة. بالإضافة إلى ذلك، قد تُسبب الأشكال المجوفة أو المقعرة المطبوعة ووجهها لأعلى على منصة البناء تأثير شفط على خزان الراتنج، مما قد يُسبب انفصال القطعة أثناء الطباعة.

    لتجنب هذه المشاكل، يُنصح دائمًا بتركيب فتحات تصريف تسمح بخروج الراتينج الزائد وتقليل قوى الشفط. بالنسبة للأجزاء المغلقة تمامًا، مثل الكرات أو التجاويف، يُنصح بملء التجويف أو وضع فتحة تصريف واحدة على الأقل في كل جزء منه.

    القاعدة العامة:

    • حافظ على الحد الأدنى لسمك جدار الأقسام المجوفة بمقدار 2 مم .
    • يجب أن يكون قطر فتحات الصرف 3.5 ملم على الأقل.
    • قم بإدراج فتحة تصريف واحدة على الأقل لكل قسم مجوف.

    5. الزوايا الداخلية والخارجية المستديرة

    تزيد الزوايا والحواف الحادة في الأجزاء من تركيزات الإجهاد، مما يزيد من احتمالية تكوّن الشقوق وفشل الأجزاء في النهاية. يُوزّع تدوير الزوايا الداخلية والخارجية الإجهاد بالتساوي على الهيكل. اجعل أنصاف أقطارها كبيرة قدر الإمكان لضمان توزيع الإجهاد بكفاءة في الأجزاء المطبوعة بتقنية SLA ثلاثية الأبعاد.

    القاعدة العامة:

    • استهدف الحصول على نصف قطر أدنى يبلغ حوالي 0.5 ملم للزوايا.
    • يجب أن يكون نصف قطر الزاوية الداخلية على الأقل نصف سمك الجدار المرتبط بها.
    • يجب أن يكون نصف قطر الزوايا الخارجية 1.5 مرة على الأقل من سمك الجدران المرتبطة بها.

    6. أضف نصًا وعلامات واضحة

    يُعدّ SLA مثاليًا لإضافة شعارات صغيرة أو ملصقات أو نصوص وظيفية مباشرةً على سطح القطعة. قد يفقد النص المنقوش أو المحفور بدقة عالية تباينه أو يصبح غير قابل للقراءة بسبب الإفراط في المعالجة أو تسرب الراتنج.

    ولضمان إمكانية القراءة، يجب أن يكون النص عميقًا أو مرتفعًا بدرجة كافية لتحمل التنعيم السطحي البسيط مع بقائه واضحًا ومرئيًا في الجزء الأخير.

    القاعدة العامة:

    • يجب أن يكون ارتفاع الميزات المنقوشة 0.5 مم على الأقل وعرضها 0.4 مم .
    • تتطلب الميزات المحفورة عمقًا أدنى يبلغ 0.5 مم وعرضًا يبلغ 0.5 مم .
    • الحد الأدنى لحجم الخط: 1 مم ارتفاع الحرف، ولكن يوصى بـ 2 مم أو أكثر

    • 7. تقليل الدعامات ووضعها بشكل استراتيجي

      لا ينصح باستخدام الهياكل الداعمة في تصميم SLA لأنها تترك آثارًا على الأجزاء.

      ومع ذلك، هناك حالات تكون فيها هذه الهياكل ضرورية، مثل الجدران والنتوءات. يسهل إضافة هياكل الدعم، إذ تستطيع معظم أدوات التقطيع تحديد مواقعها الصحيحة.

      لا تُضِف هياكل دعم دون داعٍ. إذا كان من الضروري الطباعة باستخدام هياكل دعم، فالتزم بالحد الأدنى الموصى به لطول وزاوية هذه العناصر. قد يؤدي تجاوز الحدود إلى كسر العناصر البارزة أثناء التقشير.

    • القاعدة العامة:

      • يجب ألا يزيد طول الأجزاء البارزة غير المدعومة عن 2 مم ويجب أن تكون بزاوية لا تقل عن 30 درجة .
      • ضع الدعامات تحت الأجزاء البارزة والجسور وأي ميزات قد تتشوه أو تفقد شكلها بسبب نقص الدعم أثناء الطباعة.
      • استخدم نقاط اتصال أصغر للدعم لتقليل العلامات على الجزء النهائي.

      8. توجيه الأجزاء لتقليل الدعامات وتحسين التشطيب

      في الطباعة ثلاثية الأبعاد بتقنية SLA، يؤثر توجيه القطع على نجاح الطباعة، والقوة الميكانيكية، ووضوح علامات الدعم. فالقطع ذات التوجيه الجيد أسهل في الطباعة، وتتطلب دعامات أقل، وتكون أقل عرضة للأعطال مثل الالتواء، أو مشاكل الشفط، أو ضعف الالتصاق. كما أن توجيه القطع بزاوية يساعد على تدفق الراتنج من السطح بشكل أكثر توازناً، ويقلل من خطر الانحناء أو تراكم الضغط الداخلي.

      القاعدة العامة:

      • قم بوضع الأجزاء لتقليل الأجزاء البارزة التي تحتاج إلى الدعم.
      • تجنب الأسطح المستوية الكبيرة الموازية لمنصة البناء.
      • قم بإمالة الجزء بين 30 درجة و45 درجة لتعزيز الالتصاق وتقليل إجهاد الطباعة

      تجنب الانحناء في تصميم SLA

      من المشكلات الشائعة في عملية طباعة SLA المقلوبة الانحناء. يحدث هذا عندما يكون الجزء المجوف أو المقعر - مثل جيب غائر أو تجويف مغلق - متجهًا لأسفل نحو حوض الراتنج. مع تقشير الجزء من خزان الراتنج طبقة تلو الأخرى، قد يحتجز التجويف الهواء أو الراتنج غير المعالج، مما يُحدث تأثير شفط.

      قد يؤدي هذا التفاوت في الضغط إلى انفجار، حيث يتسبب الضغط الداخلي في تمزق جدار الطباعة للخارج أثناء الطباعة. في الحالات الشديدة، قد يؤدي الانحناء إلى إتلاف القطعة أو حوض الراتنج، أو حتى انسكاب الراتنج داخل الآلة.

      لتقليل المخاطر:

      • تجنب الأشكال الهندسية التي تشبه الكأس مع فتحات متجهة لأسفل.
      • أضف فتحات تصريف لتهوية الأحجام المغلقة.
      • قم بإعادة توجيه الأجزاء بحيث لا تكون الأسطح المجوفة أو المقعرة مواجهة مباشرة للحوض.

      دليل مرجعي لمواصفات الطباعة ثلاثية الأبعاد SLA

      يقدم الجدول أدناه ملخصًا سريعًا لمواصفات تصميم SLA ثلاثي الأبعاد عند JSJM لمختلف خصائص الأجزاء. تُعد هذه المواصفات أساسيةً لمرحلة التصميم للحصول على مطبوعات عالية الجودة.

    • احصل على أجزاء SLA ثلاثية الأبعاد عالية الجودة مقابل JSJM

      إتقان الطباعة ثلاثية الأبعاد بتقنية SLA يفتح آفاقًا واسعة لإنشاء قطع دقيقة وعالية الدقة بلمسات نهائية ناعمة. باتباع نصائح التصميم الواردة في هذا الدليل، يمكنك تحقيق نتائج استثنائية، مما يضمن أن تكون القطع المطبوعة أكثر عملية ومتانة وموثوقية وقابلية للتبديل. هذه النصائح أساسية للامتثال لأعلى معايير الصناعة.

      هل أنت مستعد للارتقاء بمشاريعك إلى مستوى أعلى؟ أطلق العنان لأفكارك بالشراكة مع JSJM للحصول على جودة وخبرة لا مثيل لها في الطباعة ثلاثية الأبعاد بتقنية SLA .