كيف تشتري طابعة ثلاثية الأبعاد: ١٢ سؤال وجواب

لربّما سألت نفسك كيف تشتري طابعة ثلاثية الأبعاد؟ تستطيع الاستعانة بهذا الّدليل قبل الّذهاب للّتسوق لتضمن الحصول على الطّابعة الأنسب لتلبية متطلباتك وملائمة ميزانيتك.

١. ماذا تريد أن تطبع؟

قبل ذهابك في رحلة التّسوق للبحث عن طابعة ثلاثية الأبعاد، ننصحك بالتّفكير أولاً بالمجسمات التي ترغب بطباعتها لأنّ هذا من شأنه أن يؤثر على خيارك.
يؤثر المجسم الذي ترغب بطباعته على حجم الطّابعة، كمثال على أقصى حجم تستطيع الطّابعة بناءه أو على مساحة منطقة البناء التي تتمتع بها الطّابعة -في حال كان لزاماً بناء المجسمات كقطعة واحدة، فإنّ حد الحجم المسموح الوصول إليه هو أقصى حجم تستطيع الطّابعة بناءه.
لذا توجّه فوراً إلى أحد المواقع التّالية لتحصل على بعض الإلهام بخصوص النماذج: Thingiverse, GrabCAD أو Instructables.

٢. كم عدد القطع التي ترغب بطباعتها؟

حصلت Ultimker2، التي يبلغ سعرها ٢،٥٠٠ دولار، على الكثير من الإطراء من قبل مستخدمي الطّابعة المتحمسين

تتراوح أسعار الطّابعات مقبولة الأداء والتي تستخدم الأسلاك كمواد للطباعة من ٣٠٠ إلى ٣٠٠٠ دولار؛ بينما تبلغ تكلفة الطّابعات التي تستخدم خامات أخرى ما يعادل ٢٠٠٠ دولار وما فوق. لذا، قد يكون من الأرخص بالنّسبة لك أن تلجأ إلى خدمات الطّباعة الثّلاثية وبعض المواقع على شبكة النّت مثل 3D Hubs, Sculpteo, i.Materialise أو Shapeways لطباعة القطع التي ترغب.
كل ما عليك فعله هو حساب تكلفة ما تريد طباعته خلال مدة تتراوح من ٦ إلى ١٢ شهر القادمة -ولا تنسى إضافة مصاريف الشّحن وضرائب القيم الإضافية (حسب الدولة). قارن هذه التّكاليف بكلٍ من سعر الطّابعة الثّلاثية الأبعاد إضافةً إلى الخامات المستخدمة إضافة إلى الكهرباء (ولا تنسى تكلفة العديد من المجسمات الرّديئة الطّباعة التي ستتخلص منها). متى تستطيع مع كلّ ما سبق أن تصل إلى نقطة تتساوى عندها التّكلفتين؟
لماذا يجب حساب التّكلفة لمدّة ٦ إلى ١٢ شهر فقط؟ بسبب أن سوق الطّابعات الثّلاثية الأبعاد يتطّور بسرعة فائقة؛ وعلى هذا فإنّ الأسعار دائمة الانخفاض، حيث يتم إضافة المزيد والمزيد من المميزات التّقنية إلى كل نموذج جديد من الطّابعات.

3. ما هي ميزانيتك المخصّصة؟

طابعة Velleman K8200 هي عبارة عن مجموعة من القطع التي تبني نفسها بنفسها

حالياً، أرخص أنواع الطّابعات هي تلك العاملة بتقنية الـ FDM.
تتراوح أسعار الطّابعات حديثة الظّهور في الأسواق بين ٣٠٠ إلى ١٣٠٠ دولار. وتعتبر هذه الطّابعات بوابة الدّخول النّمطية التي ينطلق منها المبتدئين في عالم الطّباعة الثّلاثية. بالنّسبة لهذه الطّابعات فإنّها تستخدم أسلاك قياسية، تستطيع طباعة خامة واحدة/لون واحد في المرة الواحدة، كما أنّها مجهزة بمنطقة طباعة صغيرة. و تستطيع معظم طابعات FDM استخدام أسلاك PLA و/أو أسلاك ABS فقط (باستثناء طابعة PrinterBot التي يمكنها طباعة معجون الخشب ومواد أخرى أيضاً).
من ناحية أخرى، تتراوح أسعار الطّابعات التي تعطي نتائج نهائية عالية الجودة بين ١٠٠٠ و٣٥٠٠ دولار. تستطيع البعض منها طباعة نماذج بلونين/خامتين دفعة واحدة؛ كما تطبع النّماذج بمستوى أعلى من الدّقة والوضوح من الطّابعات البدائية وذلك للحصول على أسطح أنعم. علاوةً على ذلك، تتمتع هذه الطّابعات بمنطقة بناء أكبر مما يمكّنها من طباعة مجسمات بحجم أكبر.
إذا كنت صانعاً ماهراً وتستطيع استخدام يديك وأدواتك بمهارة، فبإمكانك شراء مجموعة أجزاء الطّابعة وتجميع الطّابعة بنفسك. تبدأ أسعار هذه القطع التّجميعية من ١٠٠ دولار وترتفع لبضعة مئات من الدّولارات.

تُستخدم طابعات الـ SLA مثل طابعة MoonRay سائل الرّاتينج كخامة للطباعة

تعمل الطّابعات الأغلى ثمناً تبعاً لتقنيتي ستيريوليثغرفي (SLA) أو التّلبيد باللّيزر الانتقائي (SLS):
تستخدم طابعات الـ SLA أشعة اللّيزر أو جهاز إسقاط رقمي، إضافةً إلى سائل الرّاتينج الحسّاس للضّوء. يؤدي كل من أشعة اللّيزر وجهاز الإسقاط إلى تصلّب سائل الرّاتينج. بهذه الطّريقة، تستطيع طباعة مجسمات تتمتع بتفاصيل أدّق. كما أنّ زمن الطّباعة أسرع منه في الطّابعات العاملة بتقنية الـ FDM. غير أن الرّاتينج، مع هذا كلّه، مُكلف للغاية (حيث تبلغ تكلفة سائل الرّاتينج المناسب لطابعة +Form 1 مثلاً حوالي ١٤٠ دولار للّيتر الواحد)، كما لا تتوفر في هذه اللّحظة سوى خيارات محدودة من الألوان. تبلغ تكلفة هذه الطّابعات حوالي ٣٠٠٠ دولار وما فوق. مؤخراً، تمّ إطلاق حملة على موقع كيك ستارتر (Kikstarter) للتّمويل المسبق لطابعة MoonRay العاملة بتقنية SLA والتي يُتوقع أن تبلغ تكلفتها حوالي ٣٥٠٠ دولار عند طرحها بالأسواق.
تستخدم طابعات SLS البودرة التي يتم تصليبها بواسطة أشعة اللّيزر. تتوفر خيارات واسعة متنوعة من خامات الطّباعة، مثل المعدن، الزّجاج، والسّيراميك. وتتراوح أسعار الطّابعات ابتداءً من ١٠٠٠٠ دولار.

4. ماهي الخامات التي تريد استخدامها في الطّباعة؟

يعد البلاستيك أكثر الخامات المستخدمة في الطّباعة الثّلاثية الأبعاد، بدقّة أكثر: البلاستيك المتلدّن بالحرارة. حيث يصبح طري وليّن عند تسخينه و قاسٍ عند تبريده.
يتوفر نوعان من البلاستيك المُتلدّن بالحرارة المعد للاستخدام في الطّباعة الثّلاثية الأبعاد:
° متعدد حمض اللّاكتيك (PLA) المصنوع من نشاء الذّرة. يعتبر ملائم تماماً لتصنيع الأدّوات المنزلية البسيطة. وإضافةً إلى توفره بعدة ألوان، يُعتبر من المواد الهشّة المتفككة حيوياً أيضاً، يتعرض للتّبريد بسرعة مما يقلل من المشاكل التي قد تنتج عن الاعوجاج. غير أنّه يتمتع بدرجة انصهار منخفضة ومن الممكن أن يتشوه في حال تعرّضه لدرجات حرارة مرتفعة. إضافة إلى كونه صعب الاستخدام في عملية إنتاج مجسمات ذات تفاصيل دقيقة.
• الأكريلونيتريل- بوتادين- ستيرين (ABS) المصنوع من النفط. تتمتع المجسّمات المطبوعة باستخدام هذه الخامة بالمرونة والمتانة -تماماً مثل مكعبات ليغو (LEGO). تمتاز هذه المادة بدرجة انصهار أعلى من درجة انصهار الـ PLA و تُبدي احتمالية ضعيفة للتّشوه في درجات الحرارة المرتفعة. أيضاً، تُستخدم ABS لبناء الأجزاء المتداخلة بسهولة تفوق قدرة أسلاك PLA. من ناحية أخرى، تحتاج خامة ABS لوقت أطول كي تبرد، مما يجعل النّماذج المطبوعة أكثر عرضةً للاعوجاج. كما يمكن أن تُصدر ABS رائحة غير محببّة أثناء الطّباعة.
إذا كنت ترغب في طباعة المعدن، السّيراميك أو الزّجاج، فإنّك تحتاج إلى طابعة خاصة، من طراز SLS. لا يقتصر الأمر فقط على البلاستيك؛ هناك أيضاً الخشب، المعدن ومواد أخرى مناسبة للطّابعات التي تستخدم الـ PLA أو ABS: تكون هذه المواد عادةً ممزوجة مع مادتي PLA وABS: ٧٠% PLA أو ABS إضافةً إلى ٣٠% بودرة معدن.

مجموعة من المزايا والمواصفات التي ينبغي مراعاتها عند شراء طابعة ثلاثية الأبعاد

5. منطقة الطّباعة/ حجم الطّباعة (البناء)

تُحدّد مساحة منطقة الطباعة حجم المجسّم الأقصى الممكن طباعته كقطعة واحدة. ويُقاس حجم منطقة البناء ضمن الأبعاد الثّلاث: XYZ: حيث X= العرض، Y= العمق، Z= الارتفاع. لا يفضل العمل على طابعة تتمتّع بحجم طباعة أقل من ٥×٥×٥ إنش (أي ١٣×١٣×١٣ سنتمتر).
بالطّبع، العديد من المجسّمات تسمح بتقسيمها إلى أجزاء عدّة يمكن طباعتها كُل على حدة. حيثُ يتوجب عليك جمعها سوياً بعد الطّباعة. في حال كانت الأجزاء مصنّعة من البلاستيك، فسيكون لصقها بالغراء سهلاً للغاية.

6. هل ستكون الطّباعة بلون واحد أو اثنين (= باستخدام طارد واحد أو اثنين) ؟

يمكن تجهيز طابعات LulzBot TAZ 3D بأداة طرد ثنائية

تُجهّز معظم الطّابعات بأداة طرد واحدة. يُعبّر الطارد عن النّقطة التي تذوب عندها أسلاك الطّباعة وتُخرَج لطباعة المجسّم. وجود طارد واحد يعني أنّك تستطيع طباعة مجسم بلون واحد (أو خامة واحدة) فقط في الوقت نفسه. وبهذا لكي تستطيع تغيير اللّون أثناء الطّباعة يجب عليك إيقاف الطّابعة و استبدال بكرة الأسلاك بلون آخر (أو مادة أخرى).
في حين تمتلك طابعات أخرى، خاصّة تلك الباهظة الثّمن، طاردين اثنين، وبهذا تستطيع طباعة لونين (أو مادتين) سوياً، مثل طابعة Makerbot Replicator 2X والعديد من النّماذج المُطوّرة من قبل Flashforge. يُمكن تجهيز بعض الطّابعات بطارد إضافي، مثل اداة الطرد الرّأسية الثّنائية من طابعة LulzBot (غير أنّ هذا يكلف حوالي ٥٠٠ دولار) أو مجموعة أجزاء الطارد الثّنائي من طابعة Ultimaker والتي لا يزال قيد التّجربة (٢٠٠ دولار).

٧. عرض الأسلاك

إجمالاً، تستخدم الطّابعات المكتبية الأسلاك البلاستيكية. وتتوفر هذه الأسلاك بعرضين مختلفين: ١.٧٥ و٣ مليمتر؛ غير أنّ معظم الطّابعات تستخدم أسلاك الطّباعة بعرض ١.٧٥ مليمتر. هذا يعني أنّك تحظى بخيارات واسعة من الأسلاك المُطوّرة من قبل العديد من المصنعين. تبلغ تكلفة ١ كيلوغرام من بكرات الأسلاك حوالي ٢٠-٣٠ دولار. هذا وتستخدم قلّة من الجهات المُصنّعة، مثل Cubify، بكرات المواد الخاصة والتي تعتبر أغلى بقليل.
ينبغي التنبيه بأنّ جودة الطّباعة وسماكة الطّبقة الواحدة لا تعتمد على عرض الأسلاك -بل تتعلق هذه السّماكة بالجزء الطارد من آلة الطّباعة (ليس بقياس قطر الأسلاك المُستخدمة).

٨. سمك الطبقات (أو مستوى الدّقة العامودي)

وهي أدنى سماكة تستطيع الطّابعة انتاجها في الطبقة الواحدة. كلّما كانت سماكة الطّبقة أقل، كلّما كان سطح المجسم المطبوع أنعم. إلاّ أنّ عملية الطّباعة ستحتاج لوقت أطول ريثما تقوم الطّابعة بطباعة المزيد من الطّبقات.
غالباً تنتج طابعات FDM الموجّهة للمستهلك العادي طبقات بسمك ٠.٢ أو ٠.٣ مليمتر، وتستطيع النّماذج الأغلى ثمناً طباعة طبقات بسمك ٠.١ مليمتر. تسمح بعض الطّابعات بضبط مستوى السّماكة وبهذا تستطيع طباعة نماذج أوّلية بسرعات أعلى.
تُنتج طابعات SLA طبقات رقيقة للغاية تصل حتى ٠.٠٣ مليمتر.

٩. مستوى الدقّة الأفقية (المحور السّيني X والمحور الصّادي Y)

يدّل مستوى الدقّة الأفقية على المدى الأدنى للحركة التي يستطيع الطارد حركتها في الطّبقة الواحدة. كلّما كانت القيمة المُقاسة أصغر، كلّما ازدادت جودة التّفصيلات التي تنتجها الطّابعة. لا يجب أن تزيد قيمة مستوى الوضوح الأفقي عن ٠.٣ مليمتر.

١٠. سطح الطّباعة السّاخن مقابل السّطح غير السّاخن

يمكن ان تصل حرارة سطح الطّباعة السّاخن مثل ذلك الذي تتمتع به طابعة Zortrax M200 إلى درجات عالية جداً

يستطيع سطح الطّباعة السّاخن أن يُحسّن من جودة الطّباعة بشكلٍ كبير لأنّه يحافظ على دفء البلاستيك المُخرج طوال مدة الطّباعة ويمنع حدوث الاعوجاج. ويُعتبر الاعوجاج من الآثار الغير مرغوبة والتي تنتج عن تعرض البلاستيك المتواجد على الحواف للتّبريد بسرعة أكبر مقارنةً بالدّاخل. الأمر الذي يؤدي إلى اعوجاج الأطراف وتشويه شكل المجسم.
عادة لا تتمتع الطّابعات الأرخص ثمناً بسطح طباعة ساخن حيث أنّ هذا من شأنه أن يزيد سعر الطّابعة. إلاّ أنّ بعض الجهات المُصنّعة، رغم ذلك، توفّر أجزاء الأسطح السّاخنة كقطعة اختيارية يمكنك اضافتها.
يرجى ملاحظة أنه حتّى في حال امتلاكك لسطح طباعة غير ساخن، تستطيع تجنّب حدوث الاعوجاج عبر طباعة سطح داعم قابل للإزالة (raft) حول الجسم المطبوع، ممّا يعزز التصاق الجسم على سطح الطّباعة.

١١. سرعة الطّباعة

كلّما قمت بطباعة المزيد من القطع، كلّما ازدادت أهمية سرعة الطّباعة -حيث تحصل على مجسماتك المطبوعة بسرعة أكبر. تعتمد سرعة الطّباعة على الطّابعة نفسها، لكنّها أيضاً تتعلق بنوع الخامات المستخدمة ومدى صعوبة وتعقيد المجسمات التي تريد طباعتها.
اطّلع على مواصفات الطّابعة قبل الشّراء: تُشير سرعة الطّباعة إلى قيمة السّرعة التي تستطيع الطّابعة تحريك الطارد فيها. رغم هذا، توجد عوامل أخرى تؤثر على سرعة الطّابعة، مثل التّسارع والتباطؤ للطابعة -إلاّ أنّ بعض الجهات المصنّعة تغفل عن تحديد هذه القيم.

١٢. مجموعة من النقاط الأخرى الجديرة بالتفكير قبل شراءك للطّابعة

إذا كنت تخطّط لشراء طابعة ثلاثية الأبعاد مناسبة لمكتبك، عليك أن تفكّر بالنقاط التّالية:
• الحجم والوزن
• الضّجيج
• انبعاث الحرارة
أيضاً: هل تخطط لاصطحاب الطّابعة معك في أغلب الأحيان (للمعارض التّجارية، إلى المستهلكين، وحتى إلى أماكن التّرفيهية)؟ في هذه الحالة، يُشكّل كل من الوزن، قابلية النّقل والصّلابة نقطة مهمّة في اختيارك للطّابعة المناسبة.

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