دليل المستهلكين لشراء أسلاك الطّباعة الثّلاثية الأبعاد

عليك مراعاة العديد من الأشياء عند بحثك عن أفضل أنواع أسلاك الطّباعة ثلاثية الأبعاد بما تستدعيه حاجتك. ونقدم لك فيما يلي الإجابات الوافية لأهم تساؤلاتك بهذا الخصوص.
عند شرائك لأسلاك الطّباعة، تجد أنّه لا تتم معالجة أنواع الأسلاك كافّة بالطّريقة نفسها. حتّى أنّ تغير طفيف بالألوان يمكن أن يتطلب ضبط مختلف للطّابعة. ليس عليك إلا أن تتخيل مدى الاختلافات بين المواد. هذا يرتبط بالمجسم الثّلاثي الأبعاد الذي تحتاج إلى تصميمه والخواص التي ترغب أن يتمتع بها مجسمك.

السّؤال الأول: ما هو المجسّم الذي تعمل على طباعته؟

حتى الطّابعات المكتبية والمنزلية التي تكلف أقل من 5000 يورو أصبحت قادرة الآن على الطّباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام العديد من المواد التّقنيّة والمتطورة. هذا يعني وجود أنواع عديدة ومختلفة من المجسّمات التي تستطيع طباعتها.
عند اقتصار حاجتك على صنع نموذج مرئي لتتمكن فقط من الاستمتاع بالنّظر إلى شكل المجسم الذي قد صممته، فإن جُل ما تحتاجه هو الـ PLA الخام. والّذي يُعتبر من أقل المواد البلاستيكية تكلفة، وأسهلها استخداماً. كما يمكنك استخدام الـ PLA لطباعة ألعاب الأطفال البسيطة، قواعد الكمبيوتر اللّوحي وغيرها من المنتجات ذات الاستخدام الوقتي التي لا تتحمل إجهادات كبيرة.
وتعتبر الـ PLA من المواد الآمنة غذائياً إلى حدٍ ما وبهذا يمكن استخدامها في صنع كوب أو حاملة للبيض. فقط امتنع عن الأكل مباشرة من طبق مصنوع من مادة PLA. غير أنّ هذه المجسمات لا تدوم لفترة طويلة (كما لا يمكنك وضعها في غسالة الصّحون).

إذا أردت صناعة منتج عملي يدوم لفترة طويلة، فعليك باستخدام النّايلون. (حقوق الصّورة: Taulman3D)

أمّا إذا كنت بحاجة لتصنيع نموذج عملي (أي نموذج لقطعة هندسية)، فيمكن أن تفي أسلاك الطّباعة ثلاثية الأبعاد البلاستيكية من نوع ABS بالغرض. إلا أنّك في هذه الحالة تحتاج إلى تزويد آلة الطّباعة بتجهيزات إضافية مثل لوح حراري ومساحة طباعة مغلقة لتقليل إمكانية حدوث تشوهات في شكل المجسم النّهائي. ويمكن استخدام ABS أيضاً لطباعة منتجات المستخدمين النّهائية مثل أجزاء الطّائرات المروحية للهواة وإكسسورات الجوالات والكاميرات.
لكن لا يخلو الأمر من بعض العيوب. فهذه الأسلاك البلاستيكية تتلف عند التّعرض لأشعة الشّمس. وفي جميع الأحوال، إذا كنت حريصاً على مقاومة مجسَمِك المطبوع للإجهادات الشّديدة، وتمتعه بمرونة أكثر وقدرته على مقاومة أشعة الشّمس، فعليك باستخدام أسلاك النّايلون، مثل التي من شركة Taulman3D. لكن مع هذا فإن الشّروط المقدّمة هنا حول تجهيزات الطّابعة الخاصة بك هي أعلى. فمعظم أسلاك النّايلون تتعرض للذوبان تحت درجات حرارة عالية تفوق 245 درجة مئوية كما أنّها تلتصق بصعوبة على سطح الطباعة.
يوجد أيضاً بعض المنتجات الأخرى مثل الأسلاك المصنّعة من مادة XT من شركة ColorFabb، إضافة إلى العديد من المواد المنتجة من قبل كل من كاي بارثي (المخترع في Laywood) والمواد البلاستيكية المتنوعة من TreeD Filament، حيث تعتبر هذه المواد سهلة الطّباعة، متينة وآمنة غذائياً بشكل عام. غير أنّها أكثر تكلفة من غيرها.
إذا كنت مهتماً فقط بجمالية المجسم الذي تطبعه، مثل أي قطعة فنية أو قطعة زينة، عندها ننصحك بشراء أسلاك الطّباعة المركّبة التي تحتوي على الخشب، المعادن (مثل النّحاس، الحديد أو البرونز)، وحتى جزيئات القنب والبيرة (مثل الأسلاك المصنّعة من قبل Kanesis). عموماً، تتميز هذه الأسلاك بسهولة طباعتها. ولكنّك قد تحتاج غالباً إلى لوح ساخن وإلى ضبط درجة الحرارة داخل حجرة الطّباعة.

السّؤال الثّاني: ما نوع الطّابعة الثّلاثية الأبعاد التي تستخدمها لطباعة مجسمك؟

عليك قبل شراء أسلاك الطّباعة أن تعمل على تقييم إمكانيات الطابعة التي تملكها. يجب أن تتأكد أولاً من امتلاكك لطابعة تسمح لك باستخدام أسلاك طباعة من طرف ثالث (غير الجهة المصنّعة للطابعة). يجدر التنبيه بأن بعض إصدارات الطّابعات الحديثة (مثل MakerBots, Zortrax, Cube, XYZPrinting) تستخدم بكرات خاصة بها، لذا يجب شراء أسلاك الطباعة منهم فقط.

تستطيع بعض الطّابعات الحديثة إنتاج مجسمات ثلاثية الأبعاد باستخدام مواد بالغة القوّة ومتعددة الاستعمالات مثل PEET. (حقوق الصّورة: Indmatec)

أحد العوامل المهمّة أيضاً عند اختيارك لأسلاك الطّباعة هي درجة الحرارة التي يمكن أن يبلغها الطارد. تتطلب أسلاك PLA وABS البلاستكية درجات حرارة تتراوح بين ١٨٠ و٢٢٠ درجة مئوية. بينما يحتاج النّايلون لدرجة حرارة تزيد عن ٢٤٠ درجة مئوية. بعض المواد الأخرى عالية التّقنية، مثل تلك التي تحتوي على الغرافين أو ألياف الكربون، تتطلب درجات حرارة عالية تصل إلى ٣٠٠ درجة مئوية. وقد تمّ مؤخراً الكشف عن طابعات مكتبية ثلاثية الأبعاد بإمكانها الوصول إلى درجات حرارة تقارب ٤٠٠ درجة مئوية، مما يعني أنها تستطيع معالجة بعض البوليمرات مثل PEET وULTEM، والتي تتمتع بمقاومة عالية للإجهاد والحرارة.
وبالطّبع كلما كانت درجة الحرارة المطلوبة أعلى، كلّما ازدادت درجة الحرارة التي يحتاجها سطح الطباعة الحراري. حيث أنّه كلّما ارتفعت درجات الحرارة اللّازمة لإجراء عملية الطرد، تزداد سرعة انخفاض سخونة المواد (وتقلّصها) أثناء عملية الطّباعة. أما في حال امتلاكك لطابعة لا تحتوي على سطح حراري، فيمكنك استخدام نوع واحد من الأسلاك وهو الـ PLA. وعند الحاجة إلى درجات حرارة أعلى بكثير، يلزمك عندها تجهيز طابعتك بحجرة طباعة مغلقة. تحتاج المواد البلاستيكية عالية الأداء في الوقت الرّاهن لحجرات طباعة محكمة الإغلاق. حتّى هذه اللّحظة تعتبر ستراتاسيس (Stratasys) الشّركة الوحيدة الحاصلة على براءة اختراع لتجهيز الطّابعات بحجرات طباعة مغلقة. ومع هذا تعمل بعض الطّابعات المكتبية الصّاعدة مثل تلك المطوّرة من قبل شركتي Roboze وIndmatec على إيجاد الطّرق الملائمة لتخطي هذا المطلب التّقني.
لا تتطلب المواد المطّاطيّة توفّر مواصفات عالية فيما يتعلق بعملية الطرد وحرارة السطح الحراري. إلا أنّها تحتاج لنظام طرد معيّن تم بناءه خصيصاً بما يضمن منع التواء المواد والتصاقها داخل حجرة التّغذية. يعتبر كلّ من الطارد Recreus، من مصنّع أسلاك الطباعة Filaflex، وطابعات بي كيو ثلاثية الأبعاد (BQ) مثالييّن لاستخدام هذه المواد.

السّؤال الثّالث: ما هي كمية المال الذي ترغب بإنفاقه؟

أسلاك الغرافين الموصّلة للكهرباء تكلفك ما يعادل 1100 دولار لكل ١ كيلو غرام. (حقوق الصّورة: BlackMagic3D)

الأمر الثّالث الّذي يجب أن تعنى به عند شرائك لأسلاك الطّباعة هو المال الذي تعتزم إنفاقه. تتوفر أسلاك البلاستيك PLA وABS في الأسواق بدرجات مختلفة من الجودة. يتم إنتاج كميات من الأسلاك على نطاق واسع في الصّين بتكلفة منخفضة تعادل 15 يورو لكل ١ كيلو غرام. هذه غالباً لا تتمتع بقطر متساوٍ تماماً مما يعرّض فوهة الطارد للانسداد. كما يمكن أن تحتوي على مواد سامّة، مما يستوجب عليك التأكد جيّداً.
غالباً ما تكون أسلاك الطّباعة المركّبة من عدة مواد مثل الخشب والمعادن أكثر تكلفة من غيرها (قد تصل تكلفتها إلى ٥٠ يورو لكل ١ كيلو غرام). هذا يعود إلى حاجتها للكثير من البحث والتّطوير. في حالة الغرافين وألياف الكربون، تبلغ تكلفة المواد الإضافية حوالي ١١٠٠ يورو لكل ١ كيلو غرام. فمثلاً، قد تكلفك أسلاك الطّباعة المصنوعة من الغرافين والتي تحمل علامة BlackMagic التّجارية حوالي ٥٥ يورو لكل بكرة مؤلفة من ١٠٠ غرام من الأسلاك. بينما قد تصل قيمة البكرة التي تحتوي على ٧٥٠ غرام من ألياف الكربون من ColorFabs لحوالي ٥٠٠ يورو.

الّسؤال الرّابع: ما الكمّية التي تحتاجها؟

يجب عليك قبل شراء بكرات أسلاك الطّباعة أن تقدّر الكمية التي قد تلزمك لصناعة مجسّمك. يمكنك فعل هذا عبر تصفح قائمة الاقتراحات في صفحة مُصمم المُنتج (في حال قمت بتنزيلها) والّتي تتوفر عبر موقع Thingiverse أو MyMiniFactory.
أما إذا قمت بتصميم المنتج بنفسك، فيجب عليك أن تنشئ الجي كود (g code) الخاص به. عندها تستطيع معظم مواقع الطّباعة الثّلاثية الأبعاد أن تحدد الوقت اللاّزم وكمّية الأسلاك المناسبة لإنتاج مجسمك (سواء بالغرام أو بالأمتار).

السّؤال الخامس: ماهي الطّريقة المثلى لفحص الأسلاك قبل شراءها؟

أما زلت غير متأكد من نوع أسلاك الطّباعة الأنسب لضمان نجاح مشروعك؟ لحسن الحظ تُوفّر بعض مواقع بيع الأسلاك الخيار لطلب عيّنات أو قطع صغيرة من المواد مقابل مبالغ قليلة للغاية.

تعتبر خدمة موقع GlobalFSD لعيّنات المواد واحدة من أفضل الطّرق لفحص الأسلاك دون الحاجة لدفع الكثير من المال (حقوق الصّورة: GlobalFSD)

ربّما يعتبر GlobalFSD الأكثر شهرة بين مواقع عرض عينات المواد، والذي لديه شراكات مع كل مُصنّع رئيسي للأسلاك، كما يقدم عينات تبلغ ٥ أو ١٠ أمتار وبأسعار تتراوح بين ٠،٩٥ وحتى ٥ جنيه استرليني كأقصى حد.
أحد الخيارات المثيرة للاهتمام التي يمكن أن تمنحك فرصة لفحص أسلاك الطّباعة قبل شراءها هي موقع Proto Crate، الذي يقدم خدماته عبر الاشتراك معه ويعمل على تحرير عيّنات مختلفة من الأسلاك واقتراحات التّصميم كلّ شهر مقابل ما يعادل ٦٠ دولار. طبعاّ لا يعتبر هذا الإجراء وسيلة لتوفير المال، إنّما يمنحك طريقة لاكتساب فهم أفضل حول المواد المتاحة وامكانيات استخداماتها دون أن تضطّر للقيام بعملية البحث الكامل بمفردك.
أمّا إذا كنت ترغب بقضاء وقت إضافي في فحصك التّجريبي للمواد، فإنّك غالباً ستجد مجموعة من صانعي الأسلاك التي تقدم باقات خاصة مكوّنة من مجموعة مختارة من المواد. تقدّم شركة 3DFilo باقة خاصّة تتضمن أربع مجموعات من عينات الأسلاك يبلغ طول كل منها ١٠ أمتار، مع اقتصار التّكلفة على مصاريف الشّحن فقط (٨.٥٩٩ يورو). يتوفر حقيقةً عدد لا نهائي من الطّرق نحو الاختيار الأمثل والصّحيح لأسلاك الطّباعة، وهناك دائماً مواد جديدة تظهر للنّور كل فترة. وعلى هذا حتى لو لم تتمكّن من إيجاد الأسلاك الأفضل لمشروعك حتّى الآن، فإنّ فرصة العثور عليها ربّما تكون قريبة.

 تمّت ترجمة هذه المادّة من موقع All3DP تحت تصريح كرييتف كومّونز 4 (Creative Commons 4.0)