أخبار

التشكيل بالحقن مقابل الطباعة ثلاثية الأبعاد: أيهما يجب أن تختار؟

يُلخص هذا المقال جميع العوامل التي يجب أخذها في الاعتبار عند الاختيار بين تشكيل الحقن والطباعة ثلاثية الأبعاد، من تعقيد التصميم إلى仕الانتهاء السطحي.

تشكل الحقن والطباعة ثلاثية الأبعاد هما التكنولوجيان الأكثر استخدامًا لتصنيع قطع البلاستيك. يوفر هذا المقال نظرة عامة موجزة ومقارنة بين كلا التكنولوجيتين ويشير إلى عدة عوامل يجب مراعاتها لاختيار أفضل تقنية لمشروعك.

ما الفرق بين الطباعة ثلاثية الأبعاد وتشكيل الحقن؟

الطباعة ثلاثية الأبعاد

الطباعة ثلاثية الأبعاد هي تصنيع إضافي، مما يعني أن المادة الأولية تُبنى طبقة تلو الأخرى. تقوم الطباعة ثلاثية الأبعاد بإنشاء أجسام ثلاثية الأبعاد من خلال قراءة تصميم حاسوبي افتراضي وإعادة إنتاجه إلى جزء ملموس باستخدام خيوط أو بودرة المواد.

حقن القالب

تستخدم عملية تشكيل بالحقن القوالب. أولاً، يتم تصنيع العكس الهندسي للكائن من مادة (مثل الألمنيوم أو الصلب الأداتي) التي يمكنها تحمل مادة البناء المنصهرة (المادة التي يتم تصنيع الكائن النهائي منها). بعد ذلك، يتم صب المادة المنصهرة في القالب. بمجرد أن تبرد المادة داخل القالب، يكون الجزء جاهزًا.

مقطع تعليمي لعملية الطباعة ثلاثية الأبعاد FDM

مقطع تعليمي لعملية تشكيل بالحقن

كيف تختار: تشكيل بالحقن أم الطباعة ثلاثية الأبعاد؟

عند اختيار أي من تشكيل بالحقن أو الطباعة ثلاثية الأبعاد للإنتاج، هناك عوامل رئيسية يجب مراعاتها.

حجم الدفعة

عدد الأجزاء المطلوبة هو عامل رئيسي في تحديد العملية. يشتهر صناعة الحقن بفعاليتها في عمليات الإنتاج الكبيرة (أكثر من 1000 قطعة في الجولة). بالنسبة للحجم الصغير (أقل من 10) ، الطباعة ثلاثية الأبعاد أكثر ملاءمة وأرخص. بالنسبة لعمليات الطباعة ثلاثية الأبعاد البسيطة مثل FDM أو SLS المستخدمة مع البلاستيك بأسعار معقولة مثل ABS ، PC ، Nylon ، أجزاء فردية أو كميات صغيرة (متطابقة وغير متطابقة) ، فإن الطباعة ثلاثية الأبعاد هي بلا شك الخيار الذي ويمثل MJF أيضا خيار آخر قابل للحياة للكميات المتوسطة الحجم (10-1000) وهو شائع جدا.

الخاتمة: تشكل عملية تشكيل بالحقن خيارًا مثاليًا لإنتاج الكميات الكبيرة، أما بالنسبة للدفعات الصغيرة من الوحدات، يُفضل استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد.

تعقيد التصميم

تحتاج عملية تشكيل بالحقن إلى بناء قالب (مقلوب عن الجزء) وفقًا لتصميم الجزء المطلوب. تصميم نموذج CAD لعملية التشكيل بالحقن ليس سهلًا لأن هناك العديد من الاعتبارات. على سبيل المثال، الزوايا القائمة في تصميم الجزء تجعل إزالته من القالب صعبة، كما يجب التعامل مع المناطق الحساسة بعناية فائقة. بينما يتميز الطباعة ثلاثية الأبعاد بقدرتها على تحقيق التصاميم المعقدة. بغض النظر عن تعقيد التصميم، فإن الطباعة ثلاثية الأبعاد تجعل ذلك ممكنًا بجهد أقل.

الخاتمة: تحقق من إن كان تصميمك قابلاً للتصنيع بالصب الاندفاعي، وإذا لم يكن كذلك، يجب تعديله، وإلا فاستعمل الطباعة ثلاثية الأبعاد.

وقت الاستجابة

يتطلب صب الحقن أوقات إعادة عمل أطول لأنها تنطوي على تحليل التصميم وبناء القالب المثالي وفقًا للصميم (10-20 يومًا). أوقات التحول للطباعة ثلاثية الأبعاد أقل بكثير مقارنة بالصب الحقن. يمكنك الحصول على طلب الطباعة ثلاثية الأبعاد الخاص بك في Xometry تسليمها في أسرع وقت ممكن من 3 أيام.

الخاتمة: إذا كنت بحاجة إلى الجزء على الفور، اذهب إلى الطباعة ثلاثية الأبعاد.

تخصيص

بمجرد بناء القالب لعملية تشكيل الحقن، يتطلب تعديل إعادة تصميمه الكثير من المال والوقت. عند التحدث عن تخصيص الأجزاء أو إجراء تعديلات على التصميم الحالي، لا يُوصى باستخدام تشكيل الحقن. أي شيء تحصل عليه من القالب هو الجزء النهائي، ومن الصعب للغاية تعديله. من ناحية أخرى، فإن الطباعة ثلاثية الأبعاد توفر مجالًا واسعًا للتخصيص وكل ما يتطلبه الأمر هو ملف CAD معدل أو مخصص. لذلك، فهي جيدة للنماذج الأولية والأجزاء التجريبية.

الخاتمة: يُنصح الطباعة ثلاثية الأبعاد لصنع النماذج الأولية وتخصيصها.

قوة المادة

تتألف الأجزاء المصنوعة بواسطة تشكيل الحقن من طبقة واحدة مصهورة، مما يضيف قوة إلى الشكل لأنها لا تحتوي على شقوق أو نقاط ضعف. أما في الطباعة ثلاثية الأبعاد، يتم تصنيع الجزء طبقة تلو الأخرى، مما يؤثر على قوته الإجمالية. يمكن أن تنشأ الحواف المرئية والعيوب الهيكلية أثناء التصنيع باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد، والتي عادةً لا تحدث مع تشكيل الحقن البلاستيكي.

الخاتمة: إذا كانت قوة المادة هي الأولوية، اذهب مع صب الحقن.

اللمسة النهائية للسطح

على الرغم من أن طبقات الطباعة ثلاثية الأبعاد صغيرة وقريبة من بعضها البعض، إلا أنها لا تزال ملحوظة. وهذا يخلق سطحًا متموجًا على الأشياء المكتملة بغض النظر عن تفاصيل الطبقات الدقيقة. هذا يمثل مشكلة إذا كنت تريد تصنيع أشياء ستتلامس مع أشياء أخرى، مثل أجزاء الآلات التي تتلامس وتتحرك. في مثل هذه الحالات، يتطلب الأمر معالجة ما بعد الإنتاج لتسطيح السطح وهو خطوة إضافية.

بالمقارنة، في تشكيل الحقن، لا يوجد أي مشكلة بشأن التموجات والطبقات لأن المادة تُصب في طبقة واحدة ولديها تقريباً إنهاء سطحي موحد وملساء. بالإضافة إلى ذلك، يمكن معالجة القطع المصنوعة بالحقن بشكل فعال بعد الإنتاج.

الخاتمة: يُفضل تشكيل الحقن من حيث الحصول على إنهاء سطحي جيد.

إنهاءات SPI لتشكيل الحقن

ضياع المواد

بما أن صناعة القالب بالحقن تصب المواد التي تناسب القالب، فإنها تستخدم بالضبط مقدار ما تحتاجه لكل تصميم. وهذا يجعلها طريقة فعالة جداً لإنتاج الأشياء بشكل جماعي دون القلق بشأن النفايات. من ناحية أخرى، تفقد بعض تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد بعض المواد في بناء الهياكل الداعمة وعلى الرغم من أنه يمكن إعادة استخدام مسحوق المواد، إلا أنه لا يمكن القيام به إلا بضع مرات دون تغيير خصائص المواد.

الخاتمة: تنتج الطباعة ثلاثية الأبعاد قليلاً من النفايات مثل الهياكل الداعمة، والطباعات الفاشلة التي يجب إزالتها أثناء ما بعد الإنتاج، ولكن عند استخدامها لإنتاج وحدة واحدة أو دفعة صغيرة، لا تكون النفايات مهمة جدًا، أما بالنسبة للدفعات الكبيرة، فإن النفايات تكون كبيرة. لذلك، إذا كنت تريد إنتاج دفعة كبيرة، فمن الأفضل اللجوء إلى تشكيل بالحقن لأن هناك عدم وجود هدر في المواد.

ملخص

هناك خطأ شائع عام في عالم التصنيع يعتقد أن الطباعة ثلاثية الأبعاد يمكن أن تحل محل تشكيل الحقن وأن تكون الفائزة الوحيدة في جميع الجوانب. كلا هاتين التقنيتين لديهما مجموعة من المزايا والعيوب الخاصة بهما. نحن في Xometry نقدم خدمات كل من تشكيل الحقن والطباعة ثلاثية الأبعاد مع فرق مكرسة تعمل لدعمك. قم برفع تصاميمك.