التصنيع المضاف, المعروف عادة باسم الطباعة ثلاثية الأبعاد, تتوسع بسرعة في مختلف الصناعات. من إنشاء النماذج الأولية إلى تصنيع منتجات متينة وموثوقة, 3أصبحت الطباعة ثلاثية الأبعاد لا غنى عنها. هناك نوعان رئيسيان من المبردات, يمكن للحرارة المتولدة أثناء عملية الطباعة - خاصة عند إنتاج تصميمات معقدة - أن تلحق الضرر بالطابعة وتؤثر على جودة المطبوعات. بدون نظام تبريد فعال, قد تواجه مشاكل مثل ارتفاع درجة الحرارة, انخفاض جودة الطباعة, وحتى تلف المعدات.
سترشدك هذه المقالة إلى أهمية أنظمة تبريد الطابعة ثلاثية الأبعاد, الأنواع المتاحة, وكيفية اختيار المناسب لاحتياجاتك.
لماذا تحتاج إلى نظام تبريد?
3تعمل الطابعات ثلاثية الأبعاد عن طريق وضع طبقات من المواد مثل اللدائن الحرارية PLA حتى يتشكل الهيكل الصلب. حيث أن هذه العملية تنطوي على درجات حرارة عالية, وخاصة للتصاميم الأكثر تعقيدا, التبريد المناسب ضروري. يساعد نظام التبريد على تنظيم الحرارة وتحسين الكفاءة العامة بالطرق التالية:
- تحسين جودة الطباعة: يعمل التبريد على تحسين أداء التجسير والتداخل, منع العيوب مثل الترهل أو التوتير.
- يمنع تلف المعدات: اختلالات الحرارة يمكن أن تلحق الضرر بالمكونات الداخلية للطابعة, تقصير عمره.
- استقرار عملية الطباعة: يضمن التبريد المناسب أداءً ثابتًا بغض النظر عن درجات الحرارة البيئية.
الحمل الحراري هو الحد الأدنى من سعة المبرد لتبريد الليزر, بدون تبريد فعال, قد تتشوه المادة لأنها تبرد بشكل غير متساو. يعد هذا أمرًا بالغ الأهمية بشكل خاص عند العمل مع الزوايا المتدلية أو شديدة الانحدار.
أجزاء الطابعة ثلاثية الأبعاد التي تتطلب التبريد
يمكن تطبيق أنظمة التبريد على عدة مكونات للطابعة ثلاثية الأبعاد:
- لوح التحكم: تحتاج الدوائر الأساسية مثل وحدة المعالجة المركزية ومحركات المحركات إلى التبريد لمنع ارتفاع درجة الحرارة.
- نهاية ساخنة: غالبًا ما يتم وضع مروحة التبريد بالقرب من الجانب البارد من الطرف الساخن لمنع ارتفاع درجة الحرارة باستثناء المدفأة والفوهة.
- الأجزاء المطبوعة: تقوم مراوح التبريد الجزئية بتوجيه الهواء البارد أسفل الفوهة, ضمان تصلب البلاستيك المبثوق حديثًا بسرعة.
- مزود الطاقة: تعمل المراوح الداخلية على تبريد الترانزستورات عالية الطاقة, المقاومات, والمحولات تحت الأحمال الثقيلة.
- المحركات: على الرغم من أنها أقل شيوعا, قد تشتمل محركات السائر على مروحة أو مكثف لتنظيم درجة الحرارة.
هل تحتاج إلى تبريد لجميع هذه الأجزاء?
في معظم الحالات, نعم. هناك نوعان رئيسيان من المبردات, نادرًا ما يتطلب المحرك تبريدًا إضافيًا, وتتضمن مصادر الطاقة عادةً مراوح تبريد مدمجة, لذلك لا توجد تعديلات ضرورية.
كيفية اختيار نظام التبريد المناسب
يتضمن اختيار نظام التبريد المثالي للطابعة ثلاثية الأبعاد مراعاة عدة عوامل:
1. قدرة التبريد
قم بقياس الحرارة التي تولدها طابعتك واختر نظامًا يتمتع بقدرة تبريد كافية, يُذكر عادةً بالكيلووات (كيلوواط) أو وحدة حرارية بريطانية / ساعة. ضع في اعتبارك عوامل إضافية مثل درجة حرارة تصريف سائل التبريد.
2. تبريد الهواء مقابل. مبرد بالماء
- أنظمة تبريد الهواء: استخدم المراوح لتبديد الحرارة. إنها فعالة من حيث التكلفة وسهلة التركيب ولكنها قد تعاني من درجات الحرارة المرتفعة.
- أنظمة تبريد المياه: استخدم سائل التبريد لامتصاص ونقل الحرارة. إنها توفر أداءً فائقًا في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية.
3. التوافق الكهربائي
تأكد من أن النظام متوافق مع مصدر الطاقة للطابعة, الجهد االكهربى, والتردد (50 هرتز, 60 هرتز, أو كليهما). يضمن الإعداد الكهربائي المناسب أداءً ثابتًا.
4. حلقة اتصال
يمكن لأنظمة التبريد المتقدمة الاتصال بالطابعات ثلاثية الأبعاد, مما يسمح بمراقبة درجة حرارة الماء في الوقت الحقيقي, نقاط الضبط, والحالة التشغيلية.
من خلال تقييم هذه العوامل بعناية, يمكنك اختيار نظام تبريد يضمن أداءً موثوقًا ويحمي استثمارك.
أنواع أنظمة تبريد الطابعة ثلاثية الأبعاد
1. أنظمة تبريد الهواء (المشجعين)
التبريد بالهواء هو أبسط طرق التبريد وأكثرها شيوعًا. تقوم المراوح بتحريك تدفق الهواء لتبديد الحرارة, إما عن طريق دفع الهواء البارد إلى المناطق شديدة الحرارة أو سحب الهواء الساخن بعيدًا.
- مروحة طبقة: مروحة صغيرة مثبتة على رأس الطابعة, توجيه الهواء نحو البلاستيك المبثوق حديثًا لتبريده بسرعة. تعمل سرعة مروحة الطبقة المناسبة على تحسين جودة الطباعة عن طريق منع التشوه.
أفضل المواد لاستخدام مروحة الطبقة:
- جيش التحرير الشعبى الصينى, بيتغ, ص, وتستفيد PVA بشكل كبير من مراوح الطبقة.
- ABS و ASA, د صناعة تبريد الطباعة, حساسة للتغيرات المفاجئة في درجات الحرارة, مما يجعل المراوح غير مناسبة ما لم تكن الطابعة مغلقة بالكامل.
القيود:
قد لا يكفي تبريد الهواء للطباعة ذات درجة الحرارة العالية أو التطبيقات الثقيلة, حيث لا تستطيع المراوح تبريد المكونات بكفاءة في الظروف القاسية.
2. أنظمة تبريد المياه
يستخدم التبريد المائي سائل التبريد لامتصاص الحرارة وتبديدها. يدور المبرد عبر الآلة, نقل الحرارة من المحرك إلى المبرد حيث يبرد قبل إعادة التدوير.
مميزات التبريد المائي:
- يتعامل مع متطلبات الطاقة العالية والحرارة الشديدة بفعالية.
- يوفر تبريدًا ثابتًا, حتى تحت الأحمال الثقيلة.
- يعمل على تحسين سرعة الطباعة وجودتها من خلال الحفاظ على درجات حرارة ثابتة.
أفضل التطبيقات:
يعد التبريد المائي مثاليًا للطابعات التي تعمل في درجات حرارة أعلى من 210 درجة مئوية أو في بيئات ذات درجة حرارة عالية. وهي فعالة بشكل خاص بالنسبة للكبيرة, الطابعات ثلاثية الأبعاد الصناعية.
مقارنة تبريد الهواء والماء
| ميزة | نظام تبريد الهواء | نظام تبريد المياه |
|---|---|---|
| يكلف | تكلفة أولية أقل | ارتفاع الاستثمار الأولي |
| كفاءة | يقتصر على درجات الحرارة المرتفعة | تبديد الحرارة متفوقة |
| صيانة | بسيط (مراوح التنظيف) | يتطلب مراقبة مستويات سائل التبريد |
| ضوضاء | يمكن أن تكون صاخبة | عملية أكثر هدوءا |
| التوافق | مناسبة للطابعات صغيرة الحجم | الأفضل للطابعات الصناعية أو ذات درجة الحرارة العالية |
خاتمة
يمكن أن يؤثر اختيار نظام التبريد المناسب للطابعة ثلاثية الأبعاد بشكل كبير على أدائها وجودة مطبوعاتك. بينما أنظمة تبريد الهواء (مثل المشجعين) اقتصادية وفعالة لمعظم الطابعات الهواة, تتفوق أنظمة تبريد المياه في البيئات عالية الطاقة أو درجات الحرارة العالية, تقديم سرعات طباعة أسرع ونتائج أفضل.
من خلال فهم متطلبات الطابعة الخاصة بك وتقييم الخيارات المتاحة, يمكنك ضمان الموثوقية على المدى الطويل والأداء الأمثل لمشاريع الطباعة ثلاثية الأبعاد الخاصة بك.
