الدرس الرابع والثلاثون · بداية التصميم للطباعة ثلاثية الأبعاد
صمّمت لسان عرضه 10 مم وفتحة عرضها 10 مم، وبعد الطباعة اكتشفت إنهم مش بيركبوا؟ المقاسات المتساوية في التصميم مش بتضمن التجميع في الواقع. لازم تفكّر في مساحة التركيب، واختلاف المقاس المطبوع، وشكل السطح.
في الدرس ده هنتعلّم نحسب خلوص التجميع، ونفرّق بين الرقم الكلي والمسافة لكل جانب، ونختار قيمة مناسبة عن طريق عينات صغيرة. التطبيق على قطعتين بتتطبعوا منفصلين وبعدين بيتجمعوا.
١. يعني إيه خلوص التجميع؟
الخلوص (Clearance) هو المسافة المتاحة بين سطحين متقابلين بعد التركيب. لما جزء يدخل جوه فتحة، الفرق بين مقاس الفتحة ومقاس الجزء في نفس الاتجاه بيديك الخلوص الكلي في الاتجاه ده.
الخلوص الكلي = المقاس الداخلي للفتحة − المقاس الخارجي للجزء. لو الفرق موجب فيه مساحة اسمية، ولو صفر فالمقاسين متساويين. ولو سالب فيه تداخل اسمي (Interference)، وده محتاج تصميم واختبار مخصوص، مش زيادة ضغط عشوائي أثناء التجميع.
٢. خلوص كلي ولا لكل جانب؟
عندنا لسان مستطيل عرضه 10 مم، وعايزين نسيب 0.2 مم لكل جانب. يبقى عرض الفتحة = 10 + 0.2 + 0.2 = 10.4 مم. الخلوص الكلي 0.4 مم، مش 0.2 مم.
| المثال | مقاس الجزء | مقاس الفتحة | الخلوص الكلي | لكل جانب عند التمركز |
|---|---|---|---|---|
| لسان وفتحة مستطيلة | عرض 10 مم | عرض 10.4 مم | 0.4 مم | 0.2 مم |
| دبوس وثقب دائري | قطر 6 مم | قطر 6.4 مم | فرق أقطار 0.4 مم | خلوص شعاعي 0.2 مم |
| مقاسان متساويان | 10 مم | 10 مم | صفر | صفر اسميًا |
القيم هنا لشرح الحساب، مش إعدادًا مضمونًا لكل طابعة. وتقسيم الخلوص على اتنين يفترض إن الجزء في المنتصف؛ لو اتحرّك ولمس ناحية، الفراغ في الناحية التانية بيكبر.
٣. الخلوص مش هو التفاوت المسموح
التفاوت المسموح (Tolerance) هو حدود اختلاف المقاس المقبولة. مثال: لسان مطلوب عرضه 10 ± 0.1 مم، يعني المقبول بين 9.9 و10.1 مم. الخلوص هو الفرق بين مقاسي جزئين، أما التفاوت فهو حدود مقاس كل جزء.
لو الفتحة 10.4 ± 0.1 مم واللسان 10 ± 0.1 مم، أقل خلوص كلي = أصغر فتحة 10.3 − أكبر لسان 10.1 = 0.2 مم. وأكبر خلوص = 10.5 − 9.9 = 0.6 مم. الأرقام افتراضية للتوضيح، وليست إعلانًا عن دقة طابعتك.
٤. حدّد عايز القطعتين يركبوا إزاي
| الاستخدام | هدف الاختبار |
|---|---|
| غطاء بيتفتح ويتقفل | تركيب وفك متكرر من غير ضغط مؤذٍ أو حركة زيادة عن المطلوب |
| جزء بينزلق داخل مجرى | حركة على طول المسار كله، مش عند المدخل فقط |
| جزء هيتثبت بمسمار | سهولة المحاذاة والتركيب قبل شد المسمار |
| تركيب ضاغط أو كبس | اختبار مستقل لقوة الإدخال والمتانة؛ ما تعتبرش الخلوص السالب مناسبًا تلقائيًا |
مفيش رقم خلوص واحد مناسب لكل الحالات. الخامة والاتجاه والهندسة والمعايرة وإعدادات الطباعة بتغيّر النتيجة. دليل Prusa للتصميم بيؤكد أهمية الاختبار وتعديل الأبعاد للوصول للتركيب المطلوب.
٥. جرّب مجموعة خلوصات بدل طباعة المنتج كله
اعمل لسان اختبار عرضه 10 مم وارتفاعه 6 مم وطوله 15 مم. واعمل أربع كتل منفصلة، كل واحدة تقريبًا 18 × 14 × 10 مم، فيها فتحة مستطيلة نافذة رأسية في المنتصف. في تجربة التدريب، المقطع 10 × 6 مم هو اللي بيدخل في الفتحة.
| علامة العينة | عرض الفتحة | ارتفاع مقطع الفتحة | الخلوص الكلي في كل اتجاه | لكل جانب عند التمركز |
|---|---|---|---|---|
| A | 10.2 مم | 6.2 مم | 0.2 مم | 0.1 مم |
| B | 10.4 مم | 6.4 مم | 0.4 مم | 0.2 مم |
| C | 10.6 مم | 6.6 مم | 0.6 مم | 0.3 مم |
| D | 10.8 مم | 6.8 مم | 0.8 مم | 0.4 مم |
دي سلسلة اختبار تعليمية ممكن تحتاج توسّعها أو تضيقها حسب النتيجة. في Tinkercad اعمل جسمًا مصمتًا لكل كتلة، واطرح صندوق Hole بالمقطع المطلوب يمر عبرها بالكامل. احتفظ باللسان ثابت المقاس؛ التغيير هنا في الفتحات فقط.
اطبع اللسان واقفًا على وجهه 10 × 6 مم، والفتحات رأسية في العينات، مع مراجعة التصاق القطعة الطويلة نسبيًا. الاختبار ده بيفحص الخلوص في مستوى XY؛ لو منتجك النهائي بيتطبع باتجاه مختلف، اختبر منطقة تركيبه بنفس الاتجاه الفعلي.
٦. قيّم العينة بعد التبريد
- استخدم نفس الخامة وملف الإعدادات لكل العينات، واستنى تبرد قبل المقارنة.
- شيل أي بقايا واضحة من الحواف بنفس الطريقة، من غير صنفرة مقاسات سطح التلامس أثناء المقارنة الأولى.
- جرّب إدخال اللسان من غير إجبار، وسجّل: لا يدخل، ضيق، مناسب، أو فيه حركة زيادة.
- اختبر طول التداخل كله، وكرّر الفك والتركيب لو ده جزء من استخدامك.
- قِس الأبعاد المطبوعة بقدمة قياس لو متاحة، واحتفظ بملاحظاتك بجانب اسم العينة.
اختار النتيجة المناسبة لوظيفتك، مش أضيق عينة قدرت تزقها بالعافية. ولو كل العينات ضيقة أو واسعة، اعمل مجموعة جديدة حول الاتجاه اللي ظهر من التجربة.
٧. قبل زيادة الخلوص، حدّد مكان التعليق
لو القطعة بتعلق عند أول طبقة فقط، ممكن يكون فيه تمدد عند القاعدة يُعرف بقدم الفيل (Elephant Foot). راجع الطبقة الأولى، واقرأ شرح تعويض قدم الفيل في برنامج التقطيع. زيادة الفتحة كلها لعلاج بروز محلي ممكن تخلّي باقي التركيب واسعًا.
لو بتعلق عند خط اللحام أو أثر دعامة، راجع موضع العيب. ولو بتدخل في البداية وبعدها تقف، راجع استقامة الأسطح وطول التداخل وأبعاد الجزء عبر طوله. تشخيص المكان بيوفّر تجارب أكتر من تغيير المقاس بدون قياس.
٨. طبّق النتيجة على تصميمك
بعد اختيار عينة، عدّل بُعد سطح التركيب في الملف الأصلي. ما تكبّرش المنتج كله بأداة Scale، لأنك ممكن تغيّر أماكن المسامير والسمك وأبعاد تانية مالهاش علاقة بالمشكلة.
الخلوص الجانبي مش هو خلوص العمق: لسان داخل تجويف مقفول محتاج مراجعة طوله مقابل عمق التجويف كمان. وتجربة اللسان المستطيل لا تضمن نفس النتيجة لدبوس دائري أو مفصلة مطبوعة وهي مجمّعة؛ اختبر الشكل وطريقة الطباعة الفعليين.
لو بتبيع منظمات بغطاء أو أجزاء متبادلة، جرّب أكتر من نسخة من كل جزء، وبدّل الأغطية بين القواعد. نجاح زوج واحد مش كفاية لإثبات إن كل القطع هتركب مع بعض. سجّل الخامة والاتجاه والإعدادات مع النسخة المعتمدة.
تمرين ومراجعة سريعة
دبوس قطره 8 مم، وعايز خلوصًا شعاعيًا 0.15 مم؛ قطر الثقب كام؟ 8 + 2 × 0.15 = 8.3 مم. ده مقاس تصميم يحتاج اختبارًا بعد الطباعة.
فتحة عرضها 12.4 مم ولسان عرضه 12 مم؛ الخلوص لكل جانب كام؟ 0.2 مم عند تمركز اللسان.
هل أنقل قيمة ناجحة لكل الخامات والاتجاهات؟ استخدمها كنقطة بداية، وأعد الاختبار عند تغيير عوامل مؤثرة.
الصورة البارزة: Osman Talha Dikyar / Unsplash.
← الدرس السابق: ضيف كتابة وفتحات وتجويفات · الدرس التالي: صمّم أجزاء تركب في بعض → · مسار التعلّم · استكشف الطابعات