Web
	Analytics
الطابعة ثلاثية الأبعاد – 4 – التصميم أ

الطابعة ثلاثية الأبعاد – 4 – التصميم أ

نتطرق في هذا الفصل للقطع الخشبية الهيكلية اللازمة لصنع الطابعة ثلاثية الأبعاد.

قطع الأجزاء: المرحلة الأولى

بعد افتراض أنك قرأت كامل الكتاب كما شرحنا في الفصل السابق، ففي هذا الفصل سنشرح كيفية قص 7 قطع من أصل 17 قطعة خشبية، وسنشرح مكان توضع هذه القطع في الآلة. فإذا كنت جاهزاً وتوفرت لديك الأدوات المطلوبة للعمل (كمنشار الطاولة أو المنشار الدائري أو المنشار اليدوي) تستطيع أن تبدأ بعمليات القص الأولية.

قبل أن تبدأ

يحتوي الملحق A على قائمة بكل المعلومات المطلوبة لبناء الطابعة الثلاثية الأبعاد، هذه القائمة تحتوي بشكل رئيسي على أنواع البراغي (bolts) والصواميل (nuts) والقطع الإلكترونية التي ستحتاجها، لكننا سنقترح أيضاً أن تحصل على لوح ذو نوعية جيدة من الخشب الرقائقي أو المعاكس (البلاي وود plywood) بأبعاد:

8 قدم × 4 قدم، وبسماكة 3/4 إنش (القدم = 12 إنش)

والخشب المعاكس هو عبارة عن طبقات من الخشب، يكون اتجاه العروق في الطبقة الأولى متعامداً مع اتجاه العروق في الطبقة الثانية، وتلصق الطبقات فوق بعضها البعض مع الضغط ضماناً لعدم انتفاخها عند التعرض للماء، وعدم انفلاق الألواح عند دق المسامير في الطبقات. وهذا النوع من الخشب يستعمل عادة في أعمال الأثاث المنزلي وهو مناسب لبناء الطابعة الثلاثية البعد. عند قصك للوح الخشبي، حاول أن تقوم بعملية مقارنة بين المخططات واللوح الخشبي فتختار الطريقة الأنسب بحيث تكون النفايات الناتجة عن عملية القص أقل ما يمكن.

لقد اكتشفنا أن الخشب الرقائقي (plywood) ذو النوعية Sandiply جيد من أجل قِطَع الطابعة، حيث له وجه ناعم من الطرفين، لكنك تستطيع أن تختار ماركة أخرى من هذا الخشب ويعود ذلك للبلد الذي تعيش فيه. في كل الأحوال، عند اختيارك للوح الخشبي احرص أن يكون وجهيه ناعمين، فذلك مهم عند تجميع القِطع كي لا تكون هناك فراغات، بالإضافة إلى انك قد تفكر في دهن الآلة بلون معين والسطح الناعم يعطيك لمسة نهائية جميلة في هذه الحالة.

كما يمكنك استعمال نوع آخر من الخشب غير الخشب المعاكس، كـ:

  • الخشب الرقائقي متوسط الجودة Medium Density Overlay (MDO)i،

  • الخشب الرقائقي عالي الجودة High Density Overlay (HDO)i،

  • خشب الفايبر متوسط الكثافةMedium Density Fiber (MDF) i وهو ما يسمى خشب الإم دي إف المعروف

خشب MDO مناسب جداً للطابعة الثلاثية الأبعاد، وهو سيكلف أكثر بقليل. وسطحه مغطى بمادة الراتنج resin والتي طبقت تحت الضغط والحرارة (مثل اللوح المضغوط) والذي أعطاه سطح ناعم جداً، يستعمل هذا الخشب في أعمال التشكيل الخرسانية وله خصائص إنشائية عالية.

خشب HDO يأتي أغلى بكثير من خشب MDO وله سطح أسمك، ولا ننصح به لأنه أغلى.

خشب MDF، هو أغلى بقليل من خشب البلاي وود plywood، وأثقل من حيث الوزن، والغبار الناتج عنه عند عمليات القص قد يكون ضاراً بالصحة - في حال استنشاقه - إذا كان يحتوي على المادة الكيميائية التي تسمى Urea Formaldehyde (اسأل صاحب المحل الذي تشتري منه فيما إذا كانت الألواح تحتوي على هذه المادة الكيميائية)، والنصيحة التي نقدمها لك عند استعمال خشب الإم دي إف أن تستعمل جهاز تنفس (كمامة)، ثم إخلاء المنطقة التي تعمل بها من الغبار بعد كل عملية قص.

ملاحظة أخيرة بخصوص خشب MDF، وهي أن هذا الخشب مثل أي مادة تتأثر بالرطوبة، وإن تعرض للرطوبة فقد تزيد سماكته بنسبة 70%، لذا لا يجب أن يتعرض للرطوبة، وفي حال الشك في حدوث ذلك، فالأفضل أن يطلى بمادة كيميائية تمنع امتصاص الماء، مثل مادة البولي يوريثان (polyurethane).

الخشب الذي استعملناه في تنفيذ الطابعة الثلاثية الأبعاد في هذا الكتاب، هو من نوع Sandiply plywood. والمؤلف باتريك قام بقص قطع خشبية من نوع MDO لآلة الطابعة الثلاثية الأبعاد باستعمال آلة CNC. وكلا المادتين جيدتين، وأنت عليك اختيار المادة التي تناسب ميزانيتك. وإذا أصبح لديك الخشب المطلوب وأداة القص وقلم الرصاص والمسطرة، فقد حان الوقت لاختيار الجزء الأول لقصه.

القطعتين الهيكليتين الجانبيتين السفليتين – الأجزاء A وB

Lower Structural Sides – Parts A and B


سنبدأ في هذه الفصل بقص القطع الخشبية الأولية، والتي ذكرناها في الفصل السابق في الشكل 27، وعندما تعود إلى تصنيف القطع الخشبية ستجد أننا بدأنا هنا بقص القطع الكبيرة، وذلك لأن القطع الباقية قد نستخدمها كقطع صغيرة، وما سنقصه هنا هما القطعتين الخشبيتين اللتين تدعمان الهيكل الخارجي من الأسفل، والشكل 28 يوضح لك مخطط القطعة الهيكلية الجانبية.

الشكل 28 مخطط القطعة الهيكلية الجانبية

لكن هنا سنقوم بقص القطعتين بدون أي تفاصيل داخلية كالثقوب مثلاً. قم بقص هاتين القطعتين (والقطع الصغيرة المتبقية ضعها جانباً فقد تحتاجها لاحقاً)، ضع علامة A وعلامة B عليهما. تستطيع أن تضع العلامات باستعمال الورق اللاصق أو بكتابتها فوراً على القطعة الخشبية بقلم الرصاص. هذه العملية ستفيدك في تمييز هذين الجزأين عن الأجزاء الأخرى المماثلة في الشكل كالجزء O.

وفي الفصول القادمة سنقوم بعمل التفاصيل الإضافية الموضحة في الشكل 28، كالثقوب والمنحنيات. يوضح الشكل 29 الجزأين A وB بعد قصهما.

وفي الفصل السابع نتطرق إلى كيفية إضافة التفاصيل الأخرى كالثقوب والمنحنيات للجزأين. ولكي نوضح مكان توضع هاتين القطعتين، فقد قمنا برسم الطابعة الثلاثية الأبعاد على برنامج الرسم الهندسي المعروف باسم Google SketchUp (هذا البرنامج بسيط وسهل التعلم وستجد الكثير من مقاطع الفيديو التي تشرح لك أدوات هذا البرنامج على موقع يوتيوب، بالإضافة إلى وجود كتب إلكترونية عربية تقوم بشرحه فيما إذا أردت تعلمه، وقد تغير اسمه في الآونة الأخيرة ليصبح Trimble SketchUp). البرنامج موجود على الرابط التالي:

http://www.sketchup.com/intl/en

على أية حال، الشكل 30 يوضح الآلة مرسومة على هذا البرنامج، وستجد أن الجزءان A وB متوضعان في الأسفل وبلون مغاير، شكلها بعد إضافة التفاصيل يشبه حرف L باللغة الإنجليزية، وتعتبر هاتين القطعتين هما سيقان الطابعة الثلاثية الأبعاد.

الشكل 29 القطعتين A وB جاهزتان لإضافة التفاصيل الأخرى

الشكل 30 الجزءان A وB يشكلان سيقان الطابعة الثلاثية البعد

الطاولة القاعدية – الجزء C

Table – Part C


الطاولة القاعدية أو الجزء C هي قطعة مستقلة بأبعاد 8-9/16"×9-1/16" (هذه الأبعاد موجودة في المخططات)، ويفضل أن تضع الأبعاد على هذه القطعة بقلم الرصاص بعد قصها، خاصة أن شكلها قريبة إلى المربع، فقد تخدع العين. فلاحقاً ستقوم بثقب هذه القطعة عدة ثقوب ومن المهم أن تعرف أن هذه الثقوب ستكون على طول الحافة ذات البعد 8-9/16".

ملاحظة: البعد 8-9/16" يعني 8 إنش و9/16" إنش، أي 8,5625 إنش. وبما أن كل 1 إنش = 25.4 مم، فإن هذا البعد يساوي 8,5625 × 25.4 = 217.4875 مم. ولكن الأفضل كما ذكرنا أن تتعامل مع واحدة الإنش فتخفف بذلك من الأرقام بعد الفاصلة.

الشكل 31 يوضح الجزء C مقصوص ومعلَّم. وهذه القطعة هي السطح العامل للطابعة الثلاثية الأبعاد، حيث ستقوم الطابعة بطبع أي جسم ثلاثي البعد على هذه القطعة.

والشكل 32 يوضح الجزء C مظلل بلون مغاير في الطابعة الثلاثية الأبعاد، ويتوضع بين الجزأين A وB.

الجزء C عملياً سيتحرك إلى الأمام والخلف بواسطة مجموعة من المحامل (bearings) والبكرات (pulleys).

الشكل 31 الجزء C هو الطاولة (أو السطح العامل) للطابعة الثلاثية الأبعاد

الشكل 32: الجزء C (الطاولة) يتحرك للأمام والخلف عندما يتم طباعة جسم ثلاثي البعد

صفيحة المحورين ZY – الجزء D

ZY Plate – Part D


القطعة التالية التي ستقوم بقصها، ويجب أن تعلم بالحرف D، هي صفيحة المحورين ZY، وأبعادها هي:

5-3/8"×7-1/2"

الشكل 33 يوضح الجزء D مقصوص ومعلم. وهي قطعة صغيرة وقد تحصل عليها مما تبقى من قص الأجزاء A وB أو الجزء C.


الشكل 34 يوضع موقع الجزء D بلون مغاير، وهذا الجزء سيتحرك يساراً ويميناً (على المحور Y) على طول مجموعة من القضبان (السكك) المعدنية اعتماداً على مجموعة من المحامل والبكرات.


يعمل الجزء D أيضاً كآلية إنزلاقية تسمح للمحور Z بالصعود والهبوط، وهذه العملية ستتوضح أكثر عند عملية التجميع للقطع في الفصول القادمة. وبما أن حركة الجزء D هي خاصة بالمحور Y والمحور Z لذا أسميناها بصفيحة المحور YZ.

الشكل 33 الجزء D يركب شاقولياً في الآلة

الشكل 34: الجزء D يتحرك يساراً ويميناً عند طباعة جسم ثلاثي البعد

الصفيحة الحاملة لمحرك المحور X – الجزء E

X-Axis Motor Mount – Part E


الجزء التالي هو الصفيحة الخشبية الحاملة للمحرك الخطوي الخاص بالمحور X، ويجب أن تعلم بالحرف E، وأبعادها هي:

2-5/8"×5-7/16"

الشكل 35 يوضح هذه القطعة، وهي أيضاً قطعة صغيرة، ويمكن الحصول عليها مما تبقى من خشب عند قص القطع الأخرى كالأجزاء A وB أو C.


والشكل 36 يوضح توضع هذه القطعة ضمن الطابعة الثلاثية البعد بعد توصيلها مع المحرك الخطوي. والجزء E لا يتحرك كالأجزاء الباقية، أما المحرك الخطوي المركب عليه سيقوم بتحريك الطاولة القاعدية (الجزء C) بالحركة للأمام والخلف.

الشكل 35 الجزء E مقصوص وجاهز لإضافة الثقوب

الشكل 36 الجزء E يحمل المحرك الخطوي والذي يسمح للطاولة القاعدية بالحركة للإمام والخلف

القطعتين الهيكليتين الجانبيتين العلويتين – الأجزاء G وF

Upper Structural Sides – Parts F and G


الجزءان الأخيران والذين ستقوم بقصهما في هذا الفصل، هما القطعتين الجانبيتين العلويتين وأبعادهما هي:

3-1/2" × 10-1/2"

وتأكد من وضع الحرفين F وG على الجزأين. الشكل 37 يوضح هذين الجزأين مقصوصين ومعلمين.


والشكل 38 يوضح هذين الجزأين وقد تم ربطهما بالجزأين A وB. والثقوب الإضافية في هذه القطعة ستسمح لك بالتحكم بارتفاع وانخفاض الطابعة الثلاثية الأبعاد، وبالتالي التحكم بالارتفاع الأقصى للجسم الثلاثي البعد المراد طباعته عن طريق الطابعة.


ملاحظة: إن ميزة ارتفاع وانخفاض الطابعة لها تأثيرين، فإن كانت عالية فهذا يعني أن هيكلها سيكون ضعيفاً نوعاً ما لكن تستطيع أن تطبع أجسام أكبر. وإن كانت منخفضة فهذا يعني أن هيكلها سيكون قوياً لكن هذا سيؤثر على الجسم المطبوع وبالتالي ستطبع أجسام صغيرة. وبكل الأحوال هذا الأمر سيكون تحت التجربة والتعديل استناداً على عمل الطابعة (فيما إذا كنت تريد استخدامها كطابعة أو كآلة CNC).

الشكل 37 الجزءان F وG جاهزان لإضافة التفاصيل الإضافية

الشكل 38 الجزءان F وG موصولان مع الجزأين A وB لتكوين الهيكل الجانبي للطابعة

خلاصة الفصل الرابع

لقد قمت في هذا الفصل بقص 7 قطع، ولقد اخترنا في هذا الفصل بقص القطع حسب الطول والعرض فقط كي لا تختلط عليك الأمور، والتفاصيل الإضافية كالثقوب والمنحنيات سنغطيها في الفصول القادمة.

تذكر أن تقوم بخطواتك ببطء، ولديك الآن 10 قطع أخرى ستقوم بقصها في الفصل الخامس، لكن بدون تسرع، فالوقت الإضافي الذي تستهلكه في عمليات القص ستجد نتيجته الجيدة عند تجميع الآلة.

تأليف

المـؤلف 1: باتريك هود دانيال (Patrick Hood-Daniel)

المـؤلف 2: جيمس فلويد كيلي (James Floyd Kelly)

ترجمة بتصرف: المهندس إبراهيم حسين أحمد (دمشق – سوريا)

البريد الإليكتروني: عنوان البريد الإلكتروني هذا محمي من روبوتات السبام. يجب عليك تفعيل الجافاسكربت لرؤيته.

المراجع

Printing in Plastic - Build Your Own 3D Printer

أضف تعليق


كود امني
تحديث


Go to top