تصميم أجزاء من خام مع الدعم من الحيوانات من أجل الكفاءة الهندسية

التحدي الهندسي لوحدات الدعم في إدارة الشؤون الإدارية

وقد أصبح نموذج الترسبات المزودة بأجهزة الاستنشاق حجر الزاوية في تدفقات العمل الهندسي الحديثة، مما يتيح سرعة التكرار، والتنبؤ الوظيفي، بل وحتى إنتاج الاستخدام النهائي، بيد أن أحد التحديات المستمرة ما زال يتمثل في الاعتماد على هياكل الدعم، وفي حين أن الدعم ضروري للطباعة المفرطة والجسور والسمات المعقدة، فإنه ينطوي على أوجه قصور كبيرة، ولا يقتصر هدف تصميم أجزاء من التجهيز الكيميائي ذات الحد الأدنى من الدعم على توفير التمويل السطحي.

فالدعمات هي هياكل تضحية مطبوعة لتوفير أساس للمواد المودعة في الفضاء الفارغ، وبدونها، فإن البلاستيك المتحرك سيُخفق أو يُغرق تحت الجاذبية، مما يؤدي إلى فشل أو ضعف نوعية السطح، غير أن الدعم ليس مجانيا، بل إنه يستهلك المواد ويزيد من الوقت المطبوع (في كثير من الأحيان بواسطة الجزء الأول من الألف 37؛ ويقلل من الميكانيكيين 100#37؛ أو أكثر) ويترك خلفه سطحاًاًاًاً خامات التي تتطلب تحويلاً أو تركيزاً أو تركيزاًاً أو تركيزاً هندًاًاًاًاً أو سلساً.

وتوفر هذه المادة دليلا شاملا لتصميم أجزاء من إدارة التعبئة المالية بأدنى قدر من الدعم، تغطي كل شيء من استراتيجيات التوجه الأساسية إلى التلاعب الجيولوجي المتقدم واختيار المواد، وسواء كنت مهندس تصنيع مضاف ذو خبرة أو جديد لإدارة التعبئة، فإن هذه المبادئ ستساعدك على إنتاج أجزاء أفضل بكفاءة أكبر.

فهم الدعم في مجال الطباعة الخاصة بإدارة الشؤون المالية

لماذا الدعم في كثير من الأحيان ضروري

وتُستخرج مطبوعات الـ دي إم طبقة حرارية متحركة حسب الطبقات، ويجب أن تُودع كل طبقة جديدة على سطح قائم؛ وإلا فإن المواد لا تملك شيئاً للالتزام بها وانهيارها، والعامل الحاسم هو التجاوز الزاوي في المحور، والزاوية بين السمة المطبوعة والمحور الرأسي، ومعظم مواد الـ دي إم يمكن أن تطبع فوقات غير مدعومة تصل إلى 45 درجة (مثبتة من أبعد).

كما أن الجسور (السور الأفقي بين نقطتين مدعمتين) والجزر (الآثار التي تبدأ في منتصف الجو) تحتاج إلى دعم، وكلما طالت فترة الجسر أو الارتفاع، كلما كان من المرجح أن يفشل دون مساعدة، فإن فهم الحالات التي تحدث فيها هذه الظروف في تصميمكم هو الخطوة الأولى نحو القضاء عليها.

The Downsides of Excessive Supports

• Material waste:] Support material can represent 20#37; to 50#37; of the total filament used in aprint. At scale, this adds up quickly.
• زيادة الوقت في الطباعة: ]، يستغرق طباعة الدعم وقتاً، ويجب على الشرائح حساب متعاطفي الأدوات لكل من الجزء وهيكل الدعم، وكثيراً ما يضاعف أو يضاعف مدة الطباعة ثلاث مرات.
• Surface end degradation:] The interface between the support and the part leaves a rough texture that often requires post- processing to achieve a smooth surface.
• Mechanical weakness:] Removing supports can damage sensitive features or introduce micro-cracks. In function parts, support contact areas may exhibit reduced strength.
• Post- processing labor:] Cutting, prying, or dissolving supports takes time and skills. For complex parts, removal can be more time-consuming than theprint itself.

الاستراتيجيات الأساسية لتصميم أجزاء بدعم من الحد الأدنى

ويتطلب الحد من الاعتماد على الدعم نهجا استباقيا خلال مرحلة التصميم، وقد ثبت أن الاستراتيجيات التالية تخفف من الحاجة إلى هياكل الدعم أو تلغيها مع الحفاظ على أداء جزء من الوظائف.

الوجهة الأمثل

إن أقوى أداة للحد من الدعم هي التوجه المطبوع، إذ يمكن أن تضع في كثير من الأحيان، عن طريق تناوب الجزء في برنامج قطع الشق، ملامح تفوق الزوايا التي تدعم نفسها، والقاعدة الذهبية هي إبقاء جميع الأثقال عند 45 درجة أو أكثر (أي أقرب إلى العمودي).

إذا كان السطح سلسا أو حرجا بعديا، فإتجه إلى أن لا يكون على اتصال بالأقسام، فعلى سبيل المثال، يمكن طبع معقوفتين ذو شق كبير من أسفله من جانبه، وتحول السطح المسطح إلى جدار عمودي، وهذا التوجه قد يتطلب رشوة أو طفرة لبق الفراش، ولكن يزيل الحاجة إلى الدعم على هذا الوجه، فالتوسع في الاتجاه البصري الذي يقدم الدعم الأمثل.

تصميم مع الأنغلز التي تقدم الدعم الذاتي

كلما أمكن ذلك، فإن سمات التصميم بحيث يتم ربط التجاوزات بـ 45 درجة أو أكثر من الرأسي، وهذا يعني تجنب التجاوزات الحادة من 90 درجة دون شاش أو شريط، مثلا، بدلا من حافة أفقية تُخرج من جدار عمودي، تضاف رافعة من طراز 45 درجة تحتها، وتُستخدم الشامبوتر كدعم مبني، مما يتيح للطابع أن يضع مواد منفصلة تدريجيا.

وهذا المبدأ ينطبق على الثقوب والمناقصات الداخلية، وسيتطلب فتحة أفقية من خلال جدار عمودي الدعم إذا كان كبيرا أو مسطحا، وبتغيير الحفرة إلى شكل ممزق (دائرة ذات رأس مقص)، الجزء الأعلى دعم ذاتي، ولكثير من الشرائح سمة " حفرة خلفية " ، ولكن يمكنك أيضا أن تصيغها مباشرة في برامجياتك الخاصة بقسم البيوت.

Incorporate Chamfers and Fillets

فالتشابات والملائكات ليست مجرد سمات اصطناعية؛ فهي أدوات قوية لخفض الدعم؛ والزاوية الداخلية الحادة التي يلتقي فيها سطح أفقي جدار عمودي هي مرشح رئيسي للعلامات، وإضافة ملاءة (دور) أو شامفر (زاوية) في هذا الزنزانة، توفر انتقالا تدريجيا يمكن للطابعة أن تتعامل معه دون دعم، وينبغي أن يكون نطاقها أو زاويةها كبيرا بما يكفي لإبقاء الشارات تحت الطول 45.

ويمكن أن تفيد المغالطات الخارجية أيضاً، فبدلاً من أن تكون حافة عالية من 90 درجة تتطلب الدعم، فإن الحافة التي تُرفع أو تدور حولها تسمح بإيداع المواد في مسار مستمر يدعمه الذات، وهذا مفيد بصفة خاصة بالنسبة للأجزاء التجميلية التي تكون فيها مسائل نوعية سطحية، حيث أن إزالة الدعم يتجنب علامات الوصل التقريبية التي تتركها وراءها.

Split Complex Parts into Simpler Sections

وفي بعض الأحيان، يكون الحل الأكثر اناقة هو كسر جزء معقد إلى قطع أبسط متعددة يمكن طبعها بصورة فردية في اتجاهات مثلى، ثم تجميعها لاحقا، وهذا النهج يدعم القضاء على وقت التجمع، ولكن في حالات كثيرة، يكون تخفيض الفشل في الطباعة وتجهيز ما بعد التجهيز خطوة إضافية، مثلا يمكن تقسيم الضميمة الكبيرة مع الأكواب الداخلية إلى نصفين، وكلها مطبوعة مع الضباب اللازم (المرتفعة).

(ج) تصميم مجموعات من المواسير، أو اللفائف، أو الإدخالات المُرتَبة في أسطح التزاوج لتبسيط التجمع، كما أن هذه الاستراتيجية تتيح لك استخدام مواد مختلفة لمختلف أجزاء الجزء نفسه، وزيادة الأداء إلى أقصى حد، وعند تقسيم الأجزاء، النظر في اتجاه الحمولات، والتأكد من أن المفاصل قوي بما يكفي لتطبيقه.

رسوم دعم المقطع المتقدم

وقد تطورت برامجيات القطع الحديثة إلى ما يتجاوز الدعم البسيط من حيث شكل القطع، كما أن الصور مثل دعم الأشجار (كورا) أو مؤيدي الأعراف تسمح لكم بالتحكم بدقة في مكان وطريقة توليد الدعم، وتدعم الأشجار الفرع من لوحة البناء بحيث لا يلمس سوى نقاط محددة من الجزء، مما يقلل بدرجة كبيرة من استخدام المواد ومجال الاتصال، كما أنها أسهل من إزالة الدعم التقليدي للشبكة.

استخدام متعهدي الدعم لمنع تكوين الدعم على سطح يدعمه بنفسه فعلاً، ولكن غير محدد على نحو صحيح، وعلى العكس من ذلك، استخدام متعهدي الدعم لإضافة دعم صغير فقط حيثما تكون هناك حاجة ماسة إليه تماماً، وبارامترات دعم جيدة، مثل كثافة الدعم، والنمط (الخطوط، والزغ، والصعوبة المركزة)، والواجهة البينية المتطورة، مما يمكن أن يقلل بدرجة كبيرة من كمية المواد المستخدمة.

الاعتبارات المتعلقة بالمؤهلات المادية لأغراض تصميم الدعم

وتتصرف مختلف مواد إدارة الدفاع عن النفس بطريقة مختلفة عندما تطبع أكثر من اللازم وتتفاعل مع الدعم، ويساعد فهم هذه الاختلافات في تصميم أجزاء تطبع بشكل موثوق به بأقل قدر من الدعم.

PLA and PETG

فبرنامج المساعدة القانونية المتبادلة هو أكثر المواد غموضاً عن المهارات، وله خصائص جيدة في الرسو ويمكنه في كثير من الأحيان أن يحقق تجاوزات غير مدعومة تصل إلى 50 درجة دون أن يتفاخر بها بدرجة كبيرة، ويقل تنازله قليلاً بسبب ارتفاع مستوى حساسيته، ويميل إلى الخيوط أكثر وقد يتطلب مواد دعم أكثر قليلاً، ويستفيد كلا المادتين من نفس مبادئ التصميم، ولكن قانون المساعدة القانونية يسمح بإجراء قياس جغرافي أكثر عدائية.

ABS and ASA

وتعاني هذه المواد من الانكماش والتقلص، مما يجعل الدعم أكثر أهمية لمنع حدوث تشوهات جزئية، غير أن هذه المواد تتيح أيضاً سهولة التجهيز بعد التجهيز: فالدعم يمكن أن يقطع بشكل نظيف بقدر أكبر بقليل من القوة التي يُستخدم بها جيش تحرير السودان، وعند تصميم نظام ABS أو ASA، إيلاء اهتمام إضافي لفصل السرير والنظر في استخدام الرصيف أو الطوفان حتى بالنسبة لأجزاء لا تتطلب دعماً تقنياً، لمواجهة النشاطات.

نايلون وبوليكربونات

والمواد الهندسية مثل النايلون وبوليكربونات هي زراعية وتتطلب درجات حرارة عالية من التصريف، وهي تميل إلى ارتفاع معدلات الانكماش، مما قد يسبب دعما للتدفق بقوة أكبر من جانبها، ومن المهم بصفة خاصة بالنسبة لهذه المواد تقليل الدعم أو استخدام مواد الدعم القابلة للذوبان (مثلا، PVA أو BVOH) التي يمكن حلها دون قوة ميكانيكية.

الصور المرنة والمركبة

ومن الصعب جداً طبع وحدات الحماية المؤقتة وغيرها من المعالم المرنة بدعمها لأن المواد اللينة يمكن أن تتحول إلى هيكل الدعم نفسه، بل إن تقليل الدعم أكثر أهمية هنا، حيث يمكن أن يكون تصميم أجزاء مرنة ذاتية الدعم من البداية، أما بالنسبة للخيوط المركبة (اللياف الكربون، والألياف الزجاجية المعززة)، فإن الدعم يمكن أن يكون صعباً للغاية لإزالته بسبب الطبيعة المتأصلة للتصميمات.

تصميمات لدعم الكفاءة

وحتى مع أفضل ممارسات التصميم، لا بد من أن تحتاج بعض الأجزاء إلى دعم، وفي هذه الحالات، يمكن للتصميم مع إزالة الألغام أن يوفر ساعات من وقت التجهيز بعد التجهيز.

أوجه الدعم المعينة

ويدعم الموقف بحيث يسهل الوصول إليها مع المورد أو قطع أو أداة لسداد التكاليف، وتفادي وضع الدعم داخل المناشف العميقة أو في قاع الثقوب الضيقة التي لا يمكن أن تصل إليها الأدوات، وإذا تعذر الحصول على الدعم، النظر في تقسيم الجزء لفضح ذلك المجال، أو إعادة تصميم السمة اللازمة لإزالة الحاجة إلى الدعم في ذلك الموقع.

Incorporate Break Points and bridges

إضافة سمات صغيرة تعمل كنقطة انفصال بين الدعم والجزء، مثلا، فإن جسرا صغيرا (جزءا رقيقا من الدعم يربط الجزء بنقطة قليلة فقط) يسمح بقطع الدعم بسهولة أكبر، وبعض الشرائح لها " سقف دعم " يخلق طبقة وصل بينية من الكثافة يسهل إزالتها، ويخلق تكييف المسافة بين الدعم (الفجوة بين الدعم والجزء السهل) إلى 0.2 ملم مربع؛

الاعتبارات المالية المتعلقة بالأرض

وإذا كان السطح المرئي على اتصال بالدعم، إما توجيه الجزء إلى إخفاء ذلك السطح أو خطة التجهيز بعده، مثلا، إذا كان السطح المسطح يجب أن يكون سلسا تماما، تجنبا لإلحاق الدعم به، وإذا تعذر ذلك، تضاف 0.1 من الطراز، 0.2 ملم إلى واجهة الدعم بحيث لا يتدفق الدعم بقوة إلى السطح، مما يترك مجالا مجهزا بشكل طفيف يمكن أن يُستخدم فيه الرمل.

استخدام الدعم في مجالي الاتصالات السلكية واللاسلكية والأشجار

كما أن أنواع الدعم الحديثة من الشرايين مثل الدعم المكوني (الأسهم في القمة، والقاعدة الأوسع) ودعم الأشجار (الهياكل المضغية) مصممة من أجل سهولة إزالتها، وهي تتصل بالجزء في نقاط قليلة جدا، مما يقلل من قوة السندات عموما، كما أن أنواع الدعم هذه تستخدم مواد أقل من الدعم التقليدي للشبكة، وعندما لا يمكن تجنب الدعم، تختار هذه الأنواع المتقدمة على الأنواع التقليدية.

تقنيات التصميم الجيولوجي المتقدمة

Teardrop and Diamond Holes

فالثقوب الأفقية العضلية هي فخ للدعم الكلاسيكي، حيث أن الجزء الأعظم من حفرة أفقية له زاوية متضخمة ترتفع عند أعلى مستوى، وتحتاج في نهاية المطاف إلى دعم، وتستبدل حفرة دموعية من أعلى معلمة بشعلة مصوبة، وتظل عند زاوية تقل عن 45 درجة في جميع أنحاء العالم، ونتيجة لذلك فتحة دعم ذاتي، ويمكن استخدام فتحة تحويلية من الماس، وإن لم تكن مناسبة لجميع التطبيقات.

Overhang Tapering

وعندما تُفرَّق المميزة، تُقيّمها تدريجياً بدلاً من الخروج منها بشكل مفاجئ، يقوم جهاز تسجيل تدريجي بتوزيع الزوايا فوق مسافة أطول، ويُبقيها ضمن حدود الدعم الذاتي، مثلاً، بدلاً من سعة 5 ملم على زاوية 90 درجة، بتصميم جهاز تسجيل على مسافة 10 ملم على 45 درجة، ويُمزّق الشرائط فوق الجدار الرأسي، ويُلغي الحاجة إلى دعم عمودي.

جيم - القياسات الأرضية للدعم الداخلي

وبالنسبة للأجزاء التي تتطلب تجويفات داخلية أو هياكل للطلاء، تصميم التكتل بحيث تتشابك هداياه بـ 45 درجة أو أكثر، ويمكن للعديد من أدوات التصميم السخية أن تنتج هياكل ذاتية ذاتية ذاتية ذاتية ذاتية ذاتية بطبيعتها، وبدلا من ذلك، تستخدم نمطاً للصيد عبر المظلات أو لبسكوبات العسل يتوافق مع الاتجاه المطبوع للتقليل إلى أدنى حد من الحاجة إلى الدعم الداخلي.

دراسات حالة في التصميم المدعوم - المدمج

إعادة تصميم الإنتاج

وتم تكييف معقوفة في الفضاء الجوي كانت مصممة أصلاً لأجهزة أجهزة الحفر المركزية في إطار إدارة الطيران المدني. وقد كان التصميم الأصلي قد تجاوز 90 درجة ومساحة كبيرة من المناطق المسطحة التي تحتاج إلى دعم واسع، ومن خلال تسجيل التجاوزات إلى 45 درجة وتناوب الجزء 90 درجة في المقطع، تم تخفيض حجم الدعم من 40 ميكانيكياً إلى 37؛ ومن أصل 5 نقاط إلى 37؛ والوقت المطبوع انخفض بنسبة 30#37؛ وتم التخلص من جميع التكاليف.

الضميمة بدون دعم

ويلزم وجود قفل إلكتروني للمستهلكين يلائم قاعاً مسطحاً وفتحاً كبيراً من جانب واحد، ويستلزم التوجه الأصلي الدعم للافتتاح، إذ يقسم الضيوف إلى قذيفة أعلى وأقصى، ويطبع كل منها في المناطق الداخلية التي تواجه ارتفاعاً، ولا يلزم تقديم أي دعم على الإطلاق، وقد تم ربط النصفين بقطعة وثبات، وكان الانتهاء من السطح ممتازاً، والوقت المطبوع لخفض مجموع الدعم.

خاتمة

ولا يقتصر تصميم أجزاء من هذه الإدارة التي تقدم الدعم على الحد الأدنى على مجرد مسألة وفورات مادية؛ بل هو حجر الزاوية في التصنيع المضاف المتسم بالكفاءة وقابلية الإنتاج، ومن خلال فهم ميكانيكي الزوايا المغشوشة، ورسم التوجهات، واستراتيجيات التصميم الجغرافي، واستخدام السمات المتطورة، يمكن للمهندسين أن يقللوا بشكل كبير من الحاجة إلى الدعم، وعندما لا يمكن تجنب الدعم، فإن تصميمها من أجل إزالة سهلة تكفل عدم تحول التجهيز بعد إلى اختناق.

والمبادئ الرئيسية واضحة: الحفاظ على درجات أعلى في حدود 45 درجة، واستخدام الشمفرات والملئ لتهدئة التحولات، وتقسيم التجمعات المعقدة إلى مكونات أبسط، واختيار استراتيجيات خاصة بالمواد، مع توافر هذه الأدوات، يمكن للمهندسين أن ينتجوا أجزاء أعلى جودة أسرع، مع انخفاض النفايات وانخفاض التكاليف، وبما أن تكنولوجيا إدارة الديوكسينات لا تزال تتطور، فإن القدرة على تصميم الحد الأدنى من الدعم ستظل مهارة قيمة لأي مهندس يعمل في إضافة إليها.

لمزيد من القراءة على تقنيات تصميم الـ "إف دي إم" المتقدمة، إستشارة الموارد من مبادئ تصميم صانع الـ ، ] تبسيط دليل دعم 3D ]، و