نمذجة الطباعة ثلاثية الأبعاد: دليل خطوة بخطوة لتحويل الأفكار إلى أشياء مادية

كل كائن مطبوع ثلاثي الأبعاد يبدأ برؤية رقمية - هذا هو المكان نمذجة الطباعة ثلاثية الأبعاد يأتي في. إنها عملية الإنشاء, تحسين, وإعداد نماذج رقمية ثلاثية الأبعاد جاهزة للطباعة ثلاثية الأبعاد, سد الفجوة بين الأفكار الإبداعية والمنتجات المادية. سواء كنت من الهواة التي تريد طباعة حالة هاتف مخصصة, مهندس منتج يختبر جزءًا جديدًا, أو مصمم يعرض نموذجًا أوليًا, إتقان النمذجة للطباعة ثلاثية الأبعاد هي مفتاح النجاح. هذا الدليل يكسر كل مرحلة من مراحل عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد النمذجة, مع أمثلة في العالم الحقيقي, مقارنات الأداة, ونصائح لتجنب الأخطاء الشائعة.

1. الأساس: التصميم الإبداعي - من الفكرة إلى المفهوم

قبل فتح أي برنامج نمذجة ثلاثية الأبعاد, أنت بحاجة إلى واضحة التصميم الإبداعي- رؤية لما تريد طباعته. هذه الخطوة تدور حول تحويل الأفكار المجردة إلى مفاهيم ملموسة, ولا يتطلب الأمر مهارات تقنية متقدمة - مجرد قلم وورقة (أو رسم رسم رقمي) لتحديد رؤيتك.

ما يجب تضمينه في تصميمك الإبداعي:

• الشكل والحجم: هل سيكون نموذجك صغيرًا (مثل تمثال 5 سم) أو كبير (مثل تضاريس صندوق رمل 30 سم)? ما هي الأشكال الأساسية التي تشكل التصميم (مكعبات, المجالات, الأسطوانات)?
• الوظيفة: هو نموذج العرض (على سبيل المثال, تمثال زخرفي) أو وظيفة (على سبيل المثال, إطار بدون طيار)? تحتاج النماذج الوظيفية إلى تفاصيل إضافية مثل الثقوب للبراغي أو هياكل الدعم.
• تفاصيل: لاحظ ميزات صغيرة مثل النقوش, القوام, أو أقسام جوفاء (التي تقلل من استخدام المواد والوزن).

مثال في العالم الحقيقي: تصميم سلسلة مفاتيح مخصصة

أراد أحد الأبراج طباعة سلسلة مفاتيح ثلاثية الأبعاد بأحرفه الأولى وشكل نجمة صغيرة. خطوات تصميمهم الإبداعية:

1. رسم مستطيل (5سم طويلة, 2سم واسعة) على الورق - سيكون هذا قاعدة سلسلة المفاتيح.
2. أضاف الأحرف الأولى ("JK") في وسط المستطيل, باستخدام خط غامق لقدرة على القراءة.
3. رسم نجمة صغيرة (1طول سم) بجانب الأحرف الأولى.
4. تميزت حفرة صغيرة (5ملم واسعة) في الجزء العلوي من المستطيل - لربط المفاتيح.

أعطاهم هذا الرسم البسيط خريطة طريق واضحة لمرحلة النمذجة ثلاثية الأبعاد.

2. اختيار برنامج النمذجة ثلاثية الأبعاد الصحيح

بمجرد أن يكون لديك تصميم إبداعي, الخطوة التالية هي تحويلها إلى أ 3نموذج رقمي باستخدام البرنامج. يعتمد البرنامج الذي تختاره على مستوى مهاراتك, ميزانية, وتعقيد النموذج الخاص بك. فيما يلي مقارنة بين الخيارات الأكثر شعبية:

مثال: اختيار البرمجيات لنموذج صندوق الرمل

يحتاج مخطط حضري لتصميم حديقة صغيرة لتخطيط صندوق رمل ثلاثي الأبعاد. اختاروا Sketchup جعل لأن:

• إنه مجاني, لذلك لا يحتاجون إلى الاستثمار في البرامج باهظة الثمن.
• تتيح لهم أدوات السحب والإفلات بناء عناصر الحديقة بسرعة: مستطيلات منطقة العشب, أسطوانات للأشجار, وخطوط الممرات.
• يمكنهم استيراد الأصول ثلاثية الأبعاد قبل الصنع (مثل نماذج مقاعد البدلاء) من مكتبة Sketchup, توفير الوقت.

استغرق طراز الحديقة بأكمله فقط 2 ساعات لإنشاء - شيء كان سيستغرق وقتًا أطول مع برامج أكثر تعقيدًا.

3. 3د النمذجة: خطوة بخطوة إلى نموذج رقمي

بغض النظر عن البرنامج الذي تستخدمه, الخطوات الأساسية للنمذجة ثلاثية الأبعاد للطباعة ثلاثية الأبعاد متشابهة. أدناه دليل عام, باستخدام Sketchup Make كمثال (صديق للمبتدئين):

خطوة 1: ابدأ بالأشكال الأساسية

افتح البرنامج الخاص بك وأضف الأشكال الأساسية التي تتطابق مع تصميمك الإبداعي. للحصول على مثال سلسلة المفاتيح:

• إضافة مستطيل (5سم × 2 سم) باستخدام أداة "المستطيل".
• استخدم أداة "الدفع/السحب" لإعطاء عمق المستطيل (3مم)- هذا يحولها إلى كائن ثلاثي الأبعاد (كتلة رقيقة).

خطوة 2: أضف التفاصيل

أضف الميزات الفريدة من التصميم الخاص بك. لسلسلة المفاتيح:

• استخدم أداة "النص" لإضافة الأحرف الأولى ("JK") إلى مركز الكتلة.
• استخدم أداة "الدفع/السحب" لدفع النص إلى الكتلة (1مم عميق)- هذا يخلق تأثيرًا محفورًا.
• أضف كرة صغيرة (1طول سم) باستخدام أداة "الدائرة" (ارسم دائرة, ثم ادفع/سحب لجعله 3D), ثم أعد تشكيله في نجم باستخدام أداة "التحرير".
• أضف حفرة في الأعلى: ارسم دائرة صغيرة (5ملم واسعة), ثم استخدم "دفع/سحب" للدفع عبر الكتلة - وهذا يزيل المواد ويخلق ثقب.

خطوة 3: تحقق من وجود أخطاء

تحتوي معظم برامج النمذجة ثلاثية الأبعاد على أدوات مدمجة للتحقق من المشكلات التي يمكن أن تدمر الطباعة الخاصة بك. أخطاء شائعة لإصلاحها:

• هندسة غير مانفولد: أجزاء من النموذج "مفتوح" (على سبيل المثال, حفرة لا تمر طوال الطريق). استخدم أداة "Check Model" للبرنامج للعثور على هذه الثغرات وإغلاقها.
• الأشكال المتداخلة: شكلين يشغلان نفس المساحة (على سبيل المثال, يتداخل النجم مع الأحرف الأولى). حذف أو تحرك شكل واحد لإصلاح هذا.

4. تحسين النموذج: التحضير للطباعة ثلاثية الأبعاد

قد لا يطبع الطراز ثلاثي الأبعاد الذي يبدو جيدًا على الشاشة بشكل جيد - هذا هو المكان تحسين النموذج يأتي في. يضمن التحسين أن نموذجك قوي, يستخدم المواد بكفاءة, ويناسب قدرات الطابعة ثلاثية الأبعاد. الخطوات الرئيسية:

خطوة 1: تحقق من قابلية الطباعة (حدود الحجم والطابعة)

كل طابعة ثلاثية الأبعاد لديها الحد الأقصى حجم الطباعة (أكبر كائن يمكن طباعته). على سبيل المثال, طابعة مبتدئة مشتركة (reality ender 3) يحتوي على حجم طباعة 220 × 220 × 250 مم. إذا كان النموذج الخاص بك أكبر من هذا (على سبيل المثال, تضاريس رمل 300 مم), تقسيمه إلى أجزاء أصغر باستخدام برنامج النمذجة الخاص بك.

خطوة 2: أضف هياكل الدعم (إذا لزم الأمر)

هياكل الدعم هل تضاف مواد إضافية إلى النموذج لعقد الأجزاء المتدلية (على سبيل المثال, نجم سلسلة المفاتيح إذا كان يخرج من القاعدة). بدون دعم, ستنهار هذه الأجزاء أثناء الطباعة. معظم برامج النمذجة (أو تقطيع البرامج لاحقًا) يمكن أن يدعم تلقائي, ولكن يمكنك ضبطها لتقليل نفايات المواد.

متى تضيف الدعم:

• الأجزاء المتدلية بزاوية أكبر من 45 درجة (على سبيل المثال, 60 درجة متدلية على ذراع التمثال).
• الأجزاء العائمة (على سبيل المثال, كرة صغيرة غير متصلة بالنموذج الرئيسي).

خطوة 3: ضبط سمك الجدار و infill

• سمك الجدار: الحد الأدنى لسمك الطبقات الخارجية للنموذج. لجيش التحرير الشعبي (المادة الأكثر شيوعا), سمك الجدار الموصى به هو 0.8-1.2 مم. رقيقة جدا (على سبيل المثال, 0.3مم) وسوف ينهار النموذج; سميك جدا (على سبيل المثال, 3مم) وتهدر المواد.
• إنفيل: نسبة المواد داخل النموذج (مساحة فارغة = انحراف أقل). للنماذج الزخرفية (سلاسل المفاتيح, التماثيل), استخدم 10-20 ٪ infill. للنماذج الوظيفية (إطارات الطائرات بدون طيار, أداة الأداة), استخدم 30-50 ٪ من القوة للقوة.

مثال: تحسين نموذج إطار الطائرات بدون طيار

قام مهندس منتج بنمذجة إطار بدون طيار باستخدام SolidWorks. خطوات التحسين الخاصة بهم:

1. فحص حجم طباعة الطابعة (220× 220 × 250mm)- كان الإطار 200 × 180 × 50 مم, لذلك يناسب.
2. الدعم المضافة لذراع الإطار (التي كان لها 55 درجة تراكب) لمنع الانهيار.
3. اضبط سمك الجدار على 1 مم (قوي بما يكفي للإطار) و infill ل 30% (توازن القوة واستخدام المواد).

الطراز الأمثل المطبوع تمامًا في المحاولة الأولى - لا فواصل أو تزييف.

5. إعداد النموذج للطباعة: تصدير الملف والتقطيع

بمجرد تحسين النموذج الخاص بك, تحتاج إلى تحضيره للطابعة ثلاثية الأبعاد. يتضمن هذا خطوتين رئيسيتين:

خطوة 1: تصدير إلى تنسيق ملف الطباعة ثلاثي الأبعاد

تستخدم معظم الطابعات ثلاثية الأبعاد STL (مجسم) أو OBJ (كائن واجهة الموجة) الملفات. هذه التنسيقات تحول طرازك ثلاثي الأبعاد إلى شبكة من المثلثات الصغيرة, الذي يمكن للطابعة أن تفهمه. للتصدير:

• في برنامج النمذجة الخاص بك, go to “File” > “Export” > Choose “STL” or “OBJ.”
• حدد "Binary STL" (حجم الملف الأصغر) بدلاً من "ASCII STL" (أكبر, أقل شيوعا).

خطوة 2: تقطيع النموذج

تقطيع هي عملية تحويل ملف STL/OBJ G-Code- تستخدم الطابعات ثلاثية الأبعاد لطباعة الطبقة حسب الطبقة. ستحتاج إلى تقطيع برنامج (على سبيل المثال, علاج, Simplify3d) لهذه الخطوة. إعدادات تشريح المفاتيح:

مثال: تقطيع نموذج سلسلة المفاتيح

يستخدم الهواة cura (برنامج تقطيع مجاني) لإعداد نموذج سلسلة المفاتيح الخاصة بهم:

1. استيراد ملف STL إلى Cura.
2. اختاروا طابعتهم (reality ender 3) من قائمة الطابعات المحددة مسبقًا.
3. اضبط ارتفاع الطبقة على 0.2 مم, سرعة الطباعة إلى 50 مم/ثانية, ودرجة حرارة الفوهة إلى 200 درجة مئوية (لجيش التحرير الشعبي).
4. النقر فوق "شريحة"-قام كوريا بإنشاء ملف G-Code وأظهرت معاينة من سلسلة المفاتيح المطبوعة (بما في ذلك الدعم للنجم).

قاموا بحفظ الرمز G إلى محرك أقراص USB وأدخلوه في طابعة ثلاثية الأبعاد لبدء الطباعة.

6. ما بعد المعالجة: إنهاء طرازك المطبوع ثلاثي الأبعاد

بعد الطباعة, قد يحتاج النموذج الخاص بك إلى القليل من العمل لتبدو أفضل ما في ذلك - هذا هو ما بعد المعالجة. وتشمل الخطوات المشتركة:

• إزالة الدعم: استخدم كماشة أو سكين هواية لتقشير هياكل الدعم بلطف. لأجزاء صغيرة, استخدم ورق الصنفرة (400 حصى) لتنعيم علامات بقايا.
• رمل السطح: حواف خشنة الرمال مع ورق الصنفرة 200 شهية, ثم 400 درجة لإنهاء سلس. هذا يزيل خطوط الطبقة المرئية.
• الطلاء أو تزيين: استخدم طلاء الأكريليك أو الطلاء الرش لإضافة لون. لسلسلة المفاتيح, رسم الهواة الذهب الأحرف الأولى لجعلها تبرز.

عرض تقنية Yigu على نمذجة الطباعة ثلاثية الأبعاد

في Yigu Technology, نعتقد النمذجة هي العمود الفقري للطباعة ثلاثية الأبعاد الناجحة-يضمن نموذج مصمم جيدًا طباعة سلسة ومنتج نهائي عالي الجودة. نوصي المبتدئين بالبدء ببرامج مجانية مثل Tinkercad أو Sketchup Make لبناء الثقة, ثم انتقل إلى الخلاط لنماذج أكثر تعقيدًا. طابعاتنا ثلاثية الأبعاد (مثل YG-100) تعال مع ملفات تعريف تقطيع مسبقًا للبرامج الشائعة, مما يجعل من السهل الانتقال من الطراز إلى الطباعة. نقدم أيضًا دروسًا مجانية في أساسيات النمذجة, مساعدة المستخدمين على تجنب الأخطاء الشائعة مثل هندسة غير مانفولد. سواء كنت هواة أو محترف, نمذجة الطباعة ثلاثية الأبعاد هي مهارة تفتح إمكانيات إبداعية لا نهاية لها - ونحن هنا لجعلها في متناول الجميع.

التعليمات:

س 1: هل يجب أن أكون جيدًا في الرسم للقيام بنمذجة ثلاثية الأبعاد للطباعة ثلاثية الأبعاد?

لا! لا تحتاج إلى مهارات الرسم المتقدمة. تستخدم معظم برامج النمذجة ثلاثية الأبعاد الأشكال الأساسية (مكعبات, المجالات) لبناء نماذج, والأدوات الصديقة للمبتدئين مثل Tinkercad أو Sketchup تتيح لك سحب وإسقاط هذه الأشكال. تحتاج فقط إلى فكرة واضحة عما تريد طباعته - رسومات محددة (حتى على الورق) كافية للبدء.

Q2: هل يمكنني تحرير نموذج ثلاثي الأبعاد مسبقًا (من مواقع الويب مثل Thingiverse) بدلا من بناء واحد من الصفر?

نعم! العديد من مواقع الويب (شيء, cults3d) تقديم ملفات STL مجانية من النماذج قبل الصنع. يمكنك تنزيل هذه الملفات وتحريرها في برنامج النمذجة الخاص بك - على سبيل المثال, إضافة الأحرف الأولى إلى نموذج سلسلة مفاتيح ما قبل الصنع أو تغيير حجم شجرة صندوق الرمل. هذه طريقة رائعة لممارسة النمذجة دون البدء من الصفر.

س 3: ماذا لو كان طراز ثلاثي الأبعاد كبيرًا جدًا لطابعتي?

إذا تجاوز طرازك حجم طباعة الطابعة, تقسيمه إلى أجزاء أصغر باستخدام برنامج النمذجة الخاص بك. معظم البرامج (مثل الخلاط أو الرسم) تحتوي على أداة "تقسيم" تتيح لك تقطيع النموذج إلى أقسام. طباعة كل قسم بشكل منفصل, ثم قم بلصقها مع غراء PLA/ABS أو الغراء الفائق. على سبيل المثال, يمكن تقسيم تضاريس رمل كبيرة 4 أجزاء أصغر تتناسب مع طابعة 220 × 220 مم.