الطباعة ثلاثية الأبعاد: أزياء تنكرية، ديكور، دعائم – تخطيط وتنفيذ
تبدو قطعة الدرع مثالية على الشاشة، ولكن في الفعالية تدوم صورتين فقط – ثم تنكسر الوصلة أو يصبح الرمح معلقًا مثل السباغيتي الرطب. هذا مزعج، خاصة إذا قضيت أيامًا في الطباعة والتشطيب والطلاء.
في ورشتنا في 33d.ch، نسمع هذه القصص مرارًا وتكرارًا. يأتي مرتادو الأزياء التنكرية بنماذج ثلاثية الأبعاد رائعة، لكنها تقنيًا لم تُخطط أبدًا للاستخدام العملي في الفعالية: الأجزاء ثقيلة جدًا، وصلات التوصيل ضعيفة جدًا، الطابعة صغيرة جدًا للسيف الضخم، أو أن النقل بالقطار يصبح تحديًا حقيقيًا.
إذا انتبهت لاختيار المواد، والتقسيم، والتعزيز من البداية، سيتحول نموذج STL الجميل إلى دعامة يمكن أن تتحمل يوم فعالية كامل، وتبقى قابلة للنقل، وتبدو في الصور وكأنها معدن أو خشب. في هذا الدليل، نلخص كيف نخطط في 33d.ch لدعائم وأزياء وديكورات الأزياء التنكرية باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد FDM – مع أمثلة من ورشتنا وروابط لموارد مجتمعية مجربة.
Quelle: تصوير خاص
أساسيات الطباعة ثلاثية الأبعاد للأزياء التنكرية
بالنسبة للدعائم التنكرية، نستخدم غالبًا طابعات FDM لأنها توفر أجزاء قوية وقابلة للإصلاح. ثلاثة أساسيات تحدد مبكرًا ما إذا كان مشروعك سيكون سلسًا أم مرهقًا: مساحة البناء، المواد، والهيكل الداخلي للقطعة.
تقييم مساحة البناء بشكل واقعي
يمثل حجم غرفة الطباعة للطابعة ثلاثية الأبعاد قيدًا أوليًا. تتطلب طابعات FDM القياسية ذات مساحة البناء التي تبلغ حوالي 220 × 220 × 250 مم تقسيم الأجزاء الكبيرة مثل السيوف أو الخوذات ( Ultimaker). ). في الممارسة العملية، نادرًا ما نخطط للدعائم الكبيرة "كقطعة واحدة"، بل نفكر فيها من البداية إلى أجزاء منطقية تتناسب مع مساحة البناء وتكون قابلة للتوصيل بنظافة لاحقًا.
اختيار المواد للدرع، الدعائم، والديكور
يؤثر اختيار المواد بشكل كبير على الوزن والمتانة. PLA هو خيط شائع يمكن طباعته في درجات حرارة منخفضة نسبيًا ويوفر نتائج مفصلة، ولكنه هش وأقل مقاومة لدرجة الحرارة ( FormFutura). ). PETG أكثر مقاومة للصدمات والكسر، مما يجعله مناسبًا لأجزاء الدرع أو العصا التي تتعرض للصدمات ( SUNLU 3D Druckmaterialien). ). في ورشتنا، غالبًا ما نستخدم PLA للزخارف الدقيقة، في حين نستخدم PETG للأجزاء التي يمكن أن تصطدم بشيء ما.
بالنسبة للمشاريع التي يلعب فيها الوزن دورًا كبيرًا – مثل دروع الكتف، الأسلحة الكبيرة، أو الديكور الضخم – يمكن استخدام خيوط خفيفة الوزن مثل LW-PLA. تقلل هذه الخيوط الوزن بنسبة تصل إلى حوالي 65٪ مقارنة بـ PLA العادي ويمكن معالجتها جيدًا ( ColorFabb). ). نستخدم هذه الخيوط بشكل أساسي عندما تكون القطعة بعيدة عن الجسم أو يتم ارتداؤها لساعات.
التعبئة، سمك الجدار، والتوجيه باختصار
تعتمد المتانة، بالإضافة إلى الخيط، على سمك الجدار، التعبئة، وتوجيه الطبقات. التعبئة، ببساطة، هي الجزء الداخلي للقطعة – أي مدى امتلاء الجسم بين الجدران الخارجية. تتطلب المناطق التي تتعرض للإجهاد الميكانيكي عددًا أكبر من الجدران وتعبئة تبلغ حوالي 20-30٪، في حين يمكن تصنيع الأجزاء الزخرفية بجدران أرق وتعبئة أقل لتقليل الوزن بشكل كبير ( eufyMake).
قيم انطلاق نموذجية (اختبر دائمًا بطابعتك وموادك الخاصة):
| الاستخدام | خطوط الجدار | التعبئة | ارتفاع الطبقة |
|---|---|---|---|
| ديكور خالص / ديكور جداري | 2–3 | 8–15 % | 0,20–0,24 mm |
| دعائم صالحة للفعاليات (قياسي) | 3–4 | 20–30 % | 0,20–0,28 mm |
| أجزاء تحت إجهاد عالي (دعامات، وصلات) | 4+ | 30–40 % | 0,16–0,24 mm |
اعتمادًا على الشركة المصنعة للطابعة، والفوهة، والخيط، يمكن أن تختلف درجات الحرارة وسرعات الطباعة بشكل كبير – في حالة الشك، يستحق الأمر طباعة اختبار قصيرة أكثر من إعادة تشغيل دعامة كاملة لاحقًا.
Quelle: voxelmatters.com
بعد الطباعة: يتم تحضير الأجزاء الفردية لمزيد من المعالجة.
التخطيط والتجميع
عندما يتم تحديد الحجم والمواد بشكل تقريبي، يبدأ "التخطيط الإنشائي" الفعلي. في هذه المرحلة، يتحدد ما إذا كنت ستتمكن من التجميع بنظافة لاحقًا أم ستنتهي بإجراءات لصق مرتجلة عشية الفعالية.
بعد تحديد حجم الدعامة، يبدأ تخطيط التقسيم. غالبًا ما يتم فصل النماذج ثلاثية الأبعاد على طول الحواف الطبيعية مثل فواصل الألواح أو خطوط الزخرفة، لدمج نقاط اللصق بشكل غير واضح. تقدم منصات مثل Printables, Thingiverse أو MyMiniFactory العديد من نماذج الأزياء التنكرية المعدة مسبقًا. في العديد من الحالات، نقوم في 33d.ch بتعديل هذه النماذج قليلاً، على سبيل المثال، بإضافة وصلات توصيل أو تخطيط تجاويف لقضبان كربون.
قائمة تحقق سريعة قبل الطباعة
- التحقق من المقياس (الخوذة مناسبة حقًا؟ السلاح آمن للفعالية؟).
- تخطيط التقسيم (حجم البناء الأقصى مقابل خطوط التقسيم المنطقية).
- تخطيط وصلات التوصيل أو البراغي بدلاً من مجرد اللصق.
- تخصيص تقويات مثل قضبان الألياف الزجاجية أو الكربون.
- التفكير في النقل (قطار، سيارة، أمتعة يدوية) – سيف مستقيم تمامًا بطول 2 متر نادرًا ما يكون منطقيًا.
لصق وتقوية الأجزاء
لصق الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد، تم ترسيخ مواد لاصقة السيانو أكريلات (الغراء الفائق)، والمواد اللاصقة القائمة على المذيبات، وراتنجات الإيبوكسي ثنائية المكونات ( Original Prusa 3D Printers). ). جل الغراء الفائق مناسب للوصلات السريعة في مشاريع PLA، وراتنج الإيبوكسي لأقصى قوة، على سبيل المثال، في نقاط الاتصال تحت إجهاد عالي ( Snapmaker).
التحضير النظيف لأسطح اللصق أمر بالغ الأهمية. يؤدي الخدش بورق صنفرة ناعم والتنظيف بالأيزوبروبانول إلى تحسين الالتصاق بشكل كبير ( Fuji Technology). ). يجب وضع الغراء الفائق بشكل رقيق ومتساوٍ، يليه حوالي 10-30 ثانية من الضغط الثابت على الأجزاء ( JLC3DP). ). الأسطح المعدة جيدًا والمنتجات مثل السيانو أكريلات، أو الغراء الملامس، أو راتنج الإيبوكسي تنتج وصلات قوية وقابلة للصنفرة في PLA ( Instructables).
بالنسبة للأسلحة الطويلة والعصا، غالبًا ما يكون اللصق وحده غير كافٍ. يزيد قلب داخلي من قضبان الألياف الزجاجية أو الكربون، التي تمر عبر الأجزاء، من مقاومة الانحناء ومقاومة الكسر دون زيادة كبيرة في الوزن ( FormFutura). ). في أحد مشاريع الرماح الأولى لدينا، قللنا من أهمية هذه الخطوة – بدا الجزء رائعًا، لكنه كان مدمراً عند أول اتصال غير مقصود بالأرض. منذ أن بدأنا في التعزيز باستمرار، اختفت هذه المشكلة عمليًا.
إرشادات تقريبية للمواد اللاصقة (من الممارسة العملية):
| نوع اللاصق | الاستخدام | المزايا | القيود |
|---|---|---|---|
| سيانو أكريلات (الغراء الفائق) | أجزاء صغيرة، وصلات سريعة | سريع، قابل للصنفرة جيدًا، نظيف | هش، بالكاد يملأ الفجوات |
| راتنج الإيبوكسي 2K | وصلات تحت إجهاد عالي، هياكل | قوي جدًا، يملأ الفجوات | وقت معالجة أطول، مزيد من الجهد |
| لاصق ملامس | أسطح كبيرة، أجزاء مرنة | مرن، مقاوم للاهتزازات | رائحة، "لزج" قليلاً في الاستخدام |
Quelle: يوتيوب
Quelle: 3ddruckmuenchen.com
الثراء التفصيلي والدقة: تتيح الطباعة ثلاثية الأبعاد عناصر أزياء تنكرية مذهلة.
المعالجة السطحية والطلاء
نادراً ما تبدو طباعة FDM الخام وكأنها "معدن خيالي" أو "خشب قديم". مع قليل من الصبر، يمكن إخفاء ذلك بشكل مدهش – وهنا بالضبط غالبًا ما يفصل "مقبول" عن "رائع" في دعائم الأزياء التنكرية. بعد اللصق، يتم تغطية خطوط الطبقات برذاذ حشو (Primer Filler)، ويتم صنفرة السطح، ووضع المعجون، والتمهيد مرة أخرى. يتم وصف هذا الإجراء أيضًا في أدلة تشطيب مفصلة ( twincitiesgeek.com, Markforged). ). يغلق التمهيد الجيد عدم الانتظام ويحسن التصاق الطلاء ( Formlabs). ). في ورشتنا، ثبت أنه من الأفضل التخطيط لدورتين رقيقتين من الحشو والصنفرة بدلاً من محاولة "إخفاء" كل شيء في تمريرة واحدة.
الإجراء النموذجي في ورشتنا
- صنفرة سريعة للطبقات (على سبيل المثال، حبيبات 120-180).
- رش برايمر وملء وتركه يجف تمامًا.
- ملء عدم الاستواء بمعجون، صنفرة مرة أخرى.
- تمهيد مرة أخرى حتى يبدو السطح متساويًا.
- تطبيق الألوان الأساسية، والغسلات، والتجفيف بالفرشاة.
يمكن بناء المناطق المعدنية باستخدام ألوان الأكريليك والهواء في طبقات رقيقة متعددة، وإبرازها بغسلة داكنة، وتفتيحها بالتجفيف بالفرشاة لمحاكاة المعدن البالي. يقدم برنامج تعليمي على Instructables دليلًا تفصيليًا لمحاكاة مواد مختلفة مثل الصدأ أو الزجاج باستخدام تقنيات الرسامة ( Instructables).
Quelle: يوتيوب
على يوتيوب، يمكن العثور على تدفقات عمل كاملة من الطباعة إلى الدعائم المطلية، والتي تعرض عملية التشطيب الكاملة من الصنفرة والبرايمر والحشو إلى التشطيب بالرش الهوائي ( YouTube). ). تعرض مقاطع الفيديو الخاصة بدعائم الأزياء التنكرية كيفية جعل الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد جاهزة للمسرح بسرعة باستخدام الطلاء بالرش والتعتيق البسيط ( YouTube). ). يشرح دورة تدريبية أساسية الطريق من لوح الطباعة إلى الجزء المكتمل والمطلي للمبتدئين ( YouTube). ). غالبًا ما نوصي لعملائنا بمشاهدة مقطع فيديو أو مقطعين من هذه المقاطع بالتوازي مع أول مشروع كبير – ستوفر على نفسك بعض الأخطاء.
مثال عملي: رمح طاقة بطول 1.9 متر لفعالية
في 33d.ch، قمنا بتنفيذ رمح طاقة مستقبلي بطول حوالي 1.9 متر لظهور في فعالية. قمنا بتقسيم النموذج ثلاثي الأبعاد إلى ثمانية أجزاء: أربعة للساق، وثلاث قطع زخرفية وسيطة، ورأس رمح معقد. وبهذه الطريقة، يمكن تصنيع جميع الأجزاء على طابعة قياسية وتوصيلها بثبات لاحقًا.
تم طباعة الساق من PETG لضمان توازن بين المرونة ومقاومة الصدمات ( Kingroon 3D). ). تم تصنيع العناصر الزخرفية ورأس الرمح من PLA، حيث كانت الدقة التفصيلية أكثر أهمية من المرونة ( FormFutura). ). نستخدم هذا المزيج بشكل متكرر: PETG للهيكل "العظمي"، PLA للمظهر.
كان قلب الرمح يتكون من قضيبين مستمرين من الكربون بقطر 8 مم. أحاطت أجزاء ساق PETG بالقضبان وتم توصيلها بالإضافة إلى ذلك عبر وصلات لسان وشق. تم خدش نقاط اللصق، وإزالة الغبار، ولصقها بجل السيانو أكريلات. عند الوصلات التي تتعرض لإجهاد عالي بشكل خاص، تم استخدام إيبوكسي ثنائي المكونات لإنشاء وصلة قوية ( Original Prusa 3D Printers, Snapmaker). ). بعد يوم اختبار مكثف في الخارج – بما في ذلك اصطدامات عرضية – كانت هناك حاجة إلى حد أدنى فقط من إصلاحات الطلاء.
شمل التشطيب تغطية خطوط الطبقات برايمر ملء، وصنفرة، ومعجون، وتمهيد مرة أخرى. تم بناء نظام الألوان باستخدام ألوان الأكريليك والهواء في طبقات رقيقة متعددة، وتم إبرازها بغسلة، وتفتيحها بالتجفيف بالفرشاة لمحاكاة المعدن البالي.
Quelle: 3d-grenzenlos.de
أجزاء متنوعة مطبوعة ثلاثية الأبعاد للأزياء التنكرية جاهزة لمزيد من المعالجة.
خلاصة موجزة لمشروع أزيائك التنكرية التالي
يمكن استخلاص بعض الدروس المستفادة الواضحة من مشاريعنا ومن أدلة المجتمع المجربة:
- اختر المادة المناسبة للغرض: PLA مناسب جدًا للعناصر التفصيلية، و PETG والخيوط خفيفة الوزن مثل LW-PLA لها ميزة في الأجزاء تحت إجهاد عالي أو الكبيرة. توفر مقارنات المواد من شركات مثل FormFutura, Kingroon 3D و ColorFabb توجيهًا أوليًا جيدًا.
- خطط للتقسيم، واللصق، والتعزيز مبكرًا: التقسيم النظيف، ونقاط اللصق المدروسة، والتعزيزات الداخلية تحول الأجزاء الفردية إلى كل متين. توصي أدلة اللصق العملية والاختبارات بمجموعات من الغراء الفائق، والإيبوكسي، والتحضير الجيد للسطح ( Original Prusa 3D Printers, Snapmaker, Instructables).
- لا تستهن بالتشطيب: الانتقال من الخام إلى الدعامة المطلية يتطلب صنفرة صبورة، وبرايمر حشو، وتمهيد، وطبقات لونية مستهدفة. توضح المقالات المتخصصة والبرامج التعليمية كيفية تحويل الطبقات المرئية إلى معدن يبدو صلبًا، أو خشب عتيق، أو بلاستيك مطلي ( Formlabs, Sinterit 3D Drucker & Zubehör, twincitiesgeek.com).
- الممارسة قبل الكمال: من الأفضل دعامة قوية وخفيفة الوزن مع بعض العيوب الصغيرة في الطلاء يمكنك حملها براحة، بدلاً من جزء واقعي للغاية ينكسر بعد ساعة. في الممارسة العملية، نرى غالبًا أن الإصدارات الثانية أو الثالثة أفضل بكثير – لذا خطط بوقت كافٍ لمنحنيات التعلم.
بهذه الطريقة، يتحول الفكرة، وملفات STL، والخيط إلى دعامة أزياء تنكرية مطلية يمكنك ارتداؤها في الفعاليات، وتبدو رائعة في الصور، وتستمر لعدة مناسبات.