زيادة الحشو لا تعني دائمًا طباعة ثلاثية الأبعاد أقوى: كيف تختار بين الجدران والحشو

الحشو ليس سوى جزء من عوامل المتانة

عندما تبدو قطعة مطبوعة بتقنية FDM مرنة أكثر من اللازم، يسهل التفكير في رفع نسبة الحشو، مثلًا من 15 إلى 40 بالمئة. قد يساعد ذلك، لكنه لا يضمن الحصول على قطعة أقوى. فالحشو عامل واحد من عدة عوامل تؤثر في النتيجة، إلى جانب الجدران الخارجية والمادة واتجاه الطباعة وطريقة تعرّض القطعة للحمل.

في كثير من النماذج، تشكّل الجدران جزءًا مهمًا من البنية الحاملة للأحمال. وتشير UltiMaker إلى أن إضافة خطوط جدران أخرى قد تمنح قوة أكبر في بعض الحالات مقارنة بزيادة متوسطة في نسبة الحشو. وهذه قاعدة إرشادية مفيدة، وليست قانونًا عامًا؛ إذ يعتمد مقدار الفرق على شكل القطعة والحمل الواقع عليها. (ultimaker.com)

ما دور الجدران والحشو؟

تشكّل الجدران الغلاف المحيط بالقطعة. وقد تكون مهمة بشكل خاص عندما يؤثر الحمل بالقرب من السطح، مثل انحناء حامل أو عندما يشدّ برغيٌّ الجدار.

يدعم الحشو الغلاف من الداخل، ويمكن أن يساعد على تثبيت الأسطح العلوية المستوية. كما قد يساعد على توزيع القوى عبر النموذج، لكن تأثيره يعتمد على نمط الحشو وكثافته والشكل الهندسي للقطعة.

لكن هذا لا يعني أن الجدران تتفوق دائمًا على الحشو. فالكتلة الصلبة التي تتعرض للضغط، واللوح الرقيق الذي ينحني، والأنبوب الذي يلتوي، تتعرض لأحمال مختلفة. لذلك، لا يكون الإعداد المناسب لقطعة ما هو الأفضل تلقائيًا لقطعة أخرى.

ابدأ بالشكل، ثم اختر إعدادات برنامج التقطيع

إذا كان بإمكانك تعديل نموذج CAD بنفسك، فمن المفيد غالبًا أن تسأل أولًا ما إذا كان بالإمكان تحسين الشكل الهندسي لتحمّل الحمل. فقد تكون الأضلاع والتوصيلات المستديرة والمناطق المعززة موضعيًا أكثر فائدة من ملء النموذج كله بالبلاستيك. وحاول أيضًا وضع المادة في المواضع التي تمر فيها القوى عبر القطعة فعلًا.

بعد ذلك، يمكنك تعديل إعدادات برنامج التقطيع بالترتيب التالي:

1. تحقق من عدد الجدران. جرّب إضافة خط أو خطين من الجدران، ثم قارن وقت الطباعة وكمية المادة المستخدمة. 2. اختر نسبة حشو مناسبة. زدها تدريجيًا بدلًا من الانتقال مباشرة إلى 100 بالمئة. فالحشو الأعلى كثافة يستهلك مادة أكثر ويستغرق وقتًا أطول في الطباعة، لكنه لا يجعل القطعة بالضرورة أقوى بنسبة مماثلة. 3. اختر النمط وفقًا للاستخدام. قد تكون الأنماط التي توفر دعمًا في اتجاهات متعددة مناسبة عندما تتغير الأحمال. ولا يوجد نمط واحد هو الأفضل في كل الحالات. 4. تحقق من اتجاه الطباعة. قد تختلف خصائص قطع FDM باختلاف الاتجاه. فإذا حاول الحمل فصل الطبقات بعضها عن بعض، فقد تنكسر القطعة بطريقة تختلف عن حال تأثير الحمل على امتداد الخطوط المترسبة. وتصف UltiMaker هذا التباين الاتجاهي تحديدًا في المواد المركبة؛ أما التأثير الدقيق فيعتمد على المادة وظروف الطباعة. (support.ultimaker.com)

اختبار مقارنة بسيط

إذا كانت القطعة ستُستخدم عمليًا وكانت عواقب تعطلها محدودة، فيمكنك إجراء اختبار مقارنة مضبوط قبل اتخاذ القرار. اطبع ثلاث عينات اختبار متطابقة باستخدام المادة ودرجة الحرارة وارتفاع الطبقة والاتجاه نفسها. غيّر إعدادًا واحدًا فقط بين كل عينة وأخرى، مثل عدد الجدران أو نسبة الحشو، لتسهيل تفسير النتائج.

طبّق الحمل نفسه على العينات وسجّل مقدار انحنائها وكيفية انكسارها. إذا غيّرت عدة إعدادات في الوقت نفسه، فلن تعرف أي تغيير أحدث الفرق. ومع ذلك، لا يكفي الاختبار المنزلي للتحقق من قطعة ستحمل أشخاصًا أو تتحمل ضغطًا أو ستُستخدم في بيئة أخرى ذات متطلبات سلامة حرجة.

نقطة بداية عملية

إذا بدت قطعة FDM وظيفية ضعيفة أكثر من اللازم، فابدأ بمراجعة عدد الجدران واتجاه الطباعة قبل زيادة نسبة الحشو كثيرًا. إذا كانت للقطعة قشرة رقيقة، فقد تكون زيادة عدد الجدران خطوة أولى معقولة؛ أما إذا كانت المشكلة تتعلق بأسطح مستوية كبيرة أو بحمل أكثر تعقيدًا، فقد يؤدي الحشو دورًا مهمًا أيضًا.

لذلك، ليس أفضل إعداد هو صاحب أعلى نسبة، بل الإعداد الملائم لشكل القطعة والحمل الواقع عليها، والذي اختبرته في ظروف ذات صلة بالاستخدام.