هل يمكننا الجمع بين التصنيع باستخدام الحاسب الآلي والطباعة ثلاثية الأبعاد لتصنيع النماذج الأولية؟

هناك حالات يُطلب منا فيها استخدام أجزاء أو منتج أو نموذج أولي لآلة CNC والتي تكون إما صعبة التجهيز أو معقدة للغاية من الناحية الهندسية أو لن تسفر عن دقة كبيرة أو ببساطة لا يمكن تشكيلها. ماذا نفعل؟ بالنسبة لهذه السيناريوهات، يمكن أن تكون طباعة الأجزاء ثلاثية الأبعاد حلاً رائعًا. فلماذا لا نستبدل التصنيع باستخدام الحاسب الآلي بالطباعة ثلاثية الأبعاد في كل مرة؟ حسنًا، هناك مزايا وعيوب، وإيجابيات وسلبيات لكل آلة وعملية. إذن، أيهما أفضل لاحتياجاتنا؟ وفي أي الظروف نفضل أحدهما على الآخر؟ وهل هناك حل آخر يمكن أن يجمع بين هذين الاثنين معًا لإنشاء جزء التحرير والسرد؟ الفرق الأساسي بين العمليتين هو أنه مع التصنيع باستخدام الحاسب الآلي نقوم بتقليل المواد حيث نبدأ بكتلة رغوية على سبيل المثال، ونحتها بعيدًا؛ بينما مع الطباعة ثلاثية الأبعاد، فإننا نقوم بوضع طبقات وإضافة المواد حتى نتلقى المنتج النهائي، وبالتالي يسمى التصنيع الإضافي. تستخدم الطابعة ثلاثية الأبعاد نفس المواد التي تشكل الجزء الذي تقوم بإنشائه، على سبيل المثال ABS PLA والنايلون، لكنها لا تستطيع التبديل بين المواد، بينما في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي يمكننا استخدام عدة أنواع من المواد، وغالبًا ما نضيف مواد إضافية في النهاية. ومع ذلك، يمكن أن تكون عملية التصنيع فوضوية - في بعض الأحيان نحتاج إلى استخدام جهاز تجميع الغبار أثناء تشغيل آلة التوجيه CNC لالتقاط كل الفائض الناتج في عمليات الحفر والنحت والطحن، في حين أن هناك كمية أقل من النفايات الناتجة في الطباعة وتكون العملية برمتها سهلة. أقل صاخبة. يمكن أن تكون المعالجة باستخدام الحاسب الآلي أكثر دقة وتوفر المزيد من الدقة لأن الآلات تتمتع بقدرة أعلى على تحمل الحرارة. يمكن أن يؤدي أيضًا إلى تشطيب سطح مصقول أكثر سلاسة نظرًا للمواد المراد تشكيلها. يمكن للطابعات ثلاثية الأبعاد في الواقع تشويه جزء ما، والانحناء والالتواء في حالة استخدام الكثير من الحرارة على المادة ذات الطبقات، لذلك إذا كانت هناك حاجة إلى نعومة استثنائية، فستكون الطباعة ثلاثية الأبعاد غير كافية. تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد عمومًا عملية أسهل وأكثر ملاءمة وليست كثيفة العمالة مثل التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، نظرًا لأنه مع التصنيع نحتاج إلى البرمجة وكتابة رمز G وإعداد أدوات وسرعة مختلفة وتحديد مسار القطع والتنظيف بعد ذلك. ومع ذلك، يلعب حجم الجزء دورًا، حيث تستغرق الأجزاء الأكبر وقتًا أطول لتتم طباعتها بإضافة طبقة تلو الأخرى. بشكل عام، يمكن أن تساعد الطباعة ثلاثية الأبعاد في بعض حالات النماذج الأولية ذات التعقيد الهندسي العالي حيث لا يمكن لأداة التوجيه الوصول إلى داخل الشكل. يمكن للطابعات ثلاثية الأبعاد استخدام مساحة سرير الطابعة نفسها فقط لتصنيع الأجزاء. لذلك، إذا كانت هناك حاجة إلى أجزاء كبيرة الحجم، فقد لا تتمكن من وضعها هناك. لا يُنصح أيضًا بالإنتاج الضخم لأن المواد باهظة الثمن وتستغرق وقتًا أطول للتصنيع. لذلك، تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد أكثر ملاءمة وأكثر فعالية من حيث التكلفة للإنتاج منخفض الحجم. نادرًا ما يمكن تشغيل التصنيع باستخدام الحاسب الآلي دون مراقبة ويتطلب مشغلًا ماهرًا، بينما مع الطباعة ثلاثية الأبعاد يمكننا بسهولة تشغيل العملية دون إشراف وتتطلب الحد الأدنى من التدريب لمشغلها. ومع ذلك، فإن التصنيع باستخدام الحاسب الآلي هو ممارسة قديمة (بدأت في الأربعينيات) ولا تزال حاليًا تتمتع بمكانة أقوى في الصناعة التحويلية. تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد جديدة نسبيًا ولا تزال تتطور لتصبح أكثر فائدة وقدرة على التكيف ولا تزال غير قادرة على أن تكون بديلاً كاملاً للتصنيع الآلي. باختصار، سيتم تحديد التقنية الأكثر ملاءمة للاستخدام من خلال المواد والتعقيد الهندسي وحجم التصنيع وميزانيتنا. كتوجيه عام، سنتحول إلى الطباعة ثلاثية الأبعاد في الغالب إذا كان التحول السريع أمرًا بالغ الأهمية، وإذا كان الجزء معقدًا للغاية بحيث لا يمكن تشكيله آليًا، ولإنشاء نماذج أولية لأحجام صغيرة، وإذا كنا بحاجة إلى استخدام مواد معينة لا يمكن تشكيلها بسهولة. بعد ذكر معظم إيجابيات وسلبيات كل تقنية، يبدو أن هناك حلًا جيدًا يجمع بين الاثنين معًا لإنشاء جزء واحد. غالبًا ما نقوم بتصنيع أجزاء من المنتج المطلوب باستخدام جهاز توجيه CNC، بينما نقوم بتصنيع أجزاء أخرى صغيرة ولكنها أكثر تعقيدًا في الطابعة ثلاثية الأبعاد، ثم نقوم بعد ذلك بلصق جميع الأجزاء معًا لتكوين وحدة واحدة. هناك خيار آخر وهو طلاء جميع الأجزاء المجمعة الملصقة بطبقة صلبة مثل البوليوريا أو الستايروسبراي أو الإيبوكسي، ثم تنعيمها وطلائها. وبهذه الطريقة، نوفر الوقت باستخدام عملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي بالإضافة إلى قدرتنا على تصنيع أجزاء أكثر تعقيدًا تجمع بين أفضل ما في العالمين معًا لإنشاء مزيج مختلط.