اليوم، تستهدف الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد بشكل أساسي المحترفين، وتفتح لهم آفاقًا جديدة في مختلف الصناعات. في الواقع، دراسة أجرتها Grand View Research بينما كانت القيمة السوقية في عام 2022 بالفعل 4.06 مليار دولار، من المتوقع بالفعل أن تصل هذه القيمة إلى 22.60 مليار دولار بحلول عام 2030. تبرز DMLS (اختصارًا لـ Direct Metal Laser Melting) على وجه الخصوص. حاصلة على براءة اختراع من قبل EOS في عام 1994، تُستخدم هذه العملية الآن في جميع القطاعات، بما في ذلك الطيران والطب والسيارات، وتجمع بين مزايا الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية وجودة الأجزاء الممتازة والقابلة للتكرار.
تتطلب تقنية DMLS، مثل تقنيات التصنيع المضافة الأخرى، أيضًا هياكل دعم (دعامات). لأخذ التكنولوجيا خطوة إلى الأمام وبالتالي تحقيق الإمكانات الكاملة للمستخدمين، طورت EOS مجموعة من الحلول التي تتيح الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد للأشكال الهندسية المعقدة مع تقليل كبير في الهياكل الداعمة. وذلك لأن الدعم في الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد يرتبط بالوقت الإضافي والمواد بالإضافة إلى الجهد في مرحلة ما بعد المعالجة.
التحديات حول الهياكل الداعمة في الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد
بالنسبة لمستخدمي تقنية DMLS اليوم، من الطبيعي تمامًا أن تضطر إلى إضافة دعائم اعتمادًا على الجزء المطلوب. هذا لأنه عندها فقط يكون المرء قادرًا على طباعة هندسية ثلاثية الأبعاد ذات تصميمات أكثر تعقيدًا وتفصيلاً. يتضمن ذلك، على سبيل المثال، تصميم بروزات أقل من 30 درجة، أو جسور كاملة أو حتى تجاويف في المكون. ستتشوه كل هذه الأشكال الهندسية بدون هياكل داعمة.
للتغلب على هذا التحدي، تتم إضافة الدعامات أثناء عملية التصميم ومن ثم يجب إزالتها يدويًا أو تلقائيًا بعد الطباعة ثلاثية الأبعاد. كما نرى، فإن إضافة الدعم أمر لا بد منه لعدد من الأجزاء، ولكنه يجلب أيضًا بعض التحديات التي تنعكس في التكاليف. وبالتالي، فإن القدرة المبتكرة على الطباعة مع عدد أقل من الهياكل الداعمة في عملية DMLS تفتح إمكانيات جديدة تمامًا للطباعة ثلاثية الأبعاد بالمعادن وترتقي بالتكنولوجيا إلى مستوى جديد.
كيف تدعم EOS عملائها في تنفيذ الطباعة ثلاثية الأبعاد الخالية من الدعم
من أجل الاستفادة أيضًا من إمكانية الطباعة ثلاثية الأبعاد الخالية من الدعم، يجب مراعاة ثلاثة عوامل على وجه الخصوص: العملية والأدوات والمعرفة المناسبة. مع وضع هذه الجوانب في الاعتبار، تُظهر EOS مثالًا رئيسيًا على طباعة DMLS ثلاثية الأبعاد الخالية من الدعم باستخدام المكره، والتي تعتمد عادةً على الهياكل الداعمة بسبب هندستها المعقدة. على وجه الخصوص، حقيقة أن كل المكره لها اختلافات كبيرة بسبب خصائص مثل القطر وعدد الشفرات أو الأغطية تجعل الطباعة الخالية من الدعم أكثر تعقيدًا. ومع ذلك، وفقًا لـ EOS، من المهم توفير المعرفة اللازمة على نطاق واسع وعلى جميع المستويات.
من أجل التمكن من استخدام إمكانيات الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعدن مع القليل من الدعامات، يلزم التفكير الإضافي، والذي يمكن تحقيقه من خلال كل شيء بدءًا من التدريب الموجه وحتى الاستشارات المناسبة. تتبلور أهمية هذه المعرفة في جوانب مثل التصميم وتخطيط المكون على منصة البناء أو حتى المواد المستخدمة في العملية. تعد أداة Smart Fusion ، التي يجب أن تكون متاحة للمستخدمين قريبًا، جزءًا مهمًا من اللغز عندما يتعلق الأمر بطباعة معدنية ثلاثية الأبعاد خالية من الدعم. تقوم هذه الأداة بضبط مدخلات الطاقة من الليزر إلى الهندسة الموجودة في متناول اليد ويمكن أن تقلل من الضغوط الحرارية. وبالتالي، فإن تقليل الهياكل الداعمة في تصنيع المواد المضافة القائمة على المعادن يمكن أن يستفيد ليس فقط من تقصير أوقات البناء، ولكن أيضًا من الجهد الأقل في المعالجة اللاحقة وتوفير المواد.
“على الرغم من أننا ندفع حدود ما هو ممكن في الطباعة ثلاثية الأبعاد الخالية من الدعم، إلا أنك لا تزال تتعامل مع فيزياء حقيقية، وبالتالي ليس كل شيء ممكنًا. لكن حلنا سيغير قواعد اللعبة. كل من عملائنا التجريبيين والعملاء الذين اختبروا التكنولوجيا معنا متحمسون للإمكانيات. أود أن أقول تحدونا – نحن على استعداد لابتكار الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد معًا، ” يوسع ديف أوري، قائد الفريق في Additive Minds Consultants.
وهذا يعني أنه بناءً على التصنيع الإضافي الخالي من الدعم للمعادن، يمكن تحقيق تقدم هائل وجاذبية الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد. يُظهر تحليل التكلفة الذي تم إجراؤه بمفرده أنه يمكن توفير 35 ٪ من التكاليف في مثال المكره. بالتفصيل، تم تحقيق هذه الوفورات في المقام الأول في مجالات ما بعد المعالجة والمواد وكذلك وقت البناء، في حين زادت التكاليف والجهود المبذولة لعملية التصميم مع القليل من الهياكل الداعمة من 8 إلى 14٪. بالإضافة إلى مزايا التكلفة، تساعد الطباعة ثلاثية الأبعاد الخالية من الدعم المستخدمين على الطباعة بشكل أكثر استدامة، حيث تتطلب بالتالي مواد أقل وتنتج نفايات أقل. أخيرًا، يتيح ذلك عملية عمل أكثر أمانًا، حيث لم يعد المستخدمون مجبرين على إجراء معالجة لاحقة عن طريق القطع والطحن. إذا كنت ترغب في معرفة جميع التفاصيل حول الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد الخالية من الدعم، هنا.
المصدر: 3dnatives
شاهد ايضا:
