هیچ محصولی در سبد خرید نیست.
زمان مطالعه7 دقیقه
می پسنـدم0
اندازه متن12
شاید برای شما هم پیش آمده باشد که یک مدل جذاب با چهار رنگ مختلف را در نرم‌افزار اسلایسر آماده کرده، دکمه شروع را زده و بعد از دوازده ساعت کار مداوم دستگاه، با صحنه‌ای عجیب روبه‌رو شده باشید: وزن برج پاکسازی یا ضایعات دور ریخته شده از وزن قطعه اصلی بیشتر است! فناوری پرینت سه‌بعدی چند رنگ (Multi-Color 3D Printing) دریچه‌ای نو به سوی خلق ماکت‌ها و فیگورهای واقع‌گرایانه باز کرده است، اما اگر ندانید چطور آن را مدیریت کنید، بخش بزرگی از رول‌های فیلامنت گران‌قیمت شما مستقیماً راهی سطل زباله خواهند شد. شرکت سوول (Sovol) در گزارشی آموزشی به بررسی دلایل فنی این هدررفت پرداخته و راهکارهای مهار آن را شرح داده است.
دلیل اصلی این اتفاق در معماری پرینترهای تک‌نازله نهفته است. در این دستگاه‌ها، بخش ذوب‌کننده یا هات‌اند (Hotend) که وظیفه ذوب کردن رشته‌های پلاستیکی فیلامنت را بر عهده دارد، میان تمام رنگ‌ها مشترک است. وقتی نوبت به تعویض رنگ می‌رسد، نازل همچنان ترکیبی از پلاستیک قبلی و جدید را در خود نگه می‌دارد. برای اینکه رنگ جدید با خلوص کامل تزریق شود، اسلایسر به پرینتر دستور می‌دهد تا مقداری از متریال جدید را به بیرون تخلیه کند تا مسیر کاملاً تمیز شود. همین حجم تخلیه‌شده، عامل اصلی پدید آمدن کوهی از ضایعات رنگارنگ در کنار پرینتر شماست.
برج پاکسازی یا پرج تاور، دیواره یا ستونی کوچک است که اسلایسر در کنار مدل اصلی روی صفحه ساخت ایجاد می‌کند. هر بار که دستگاه فیلامنت را عوض می‌کند، نازل به سمت این برج حرکت کرده و پلاستیک باقی‌مانده از رنگ قبلی را در آنجا خالی می‌کند. هدف از این کار، جلوگیری از ترکیب ناخواسته رنگ‌ها روی بدنه اصلی مدل است. برای مثال اگر دستگاه در حال پرینت با فیلامنت مشکی باشد و سپس به رنگ سفید تغییر جهت دهد، حتی یک ذره کوچک از رنگ تیره می‌تواند سفیدی قطعه را کدر و خاکستری کند.
اگرچه وجود این برج برای حفظ کیفیت ظاهری مدل ضروری به نظر می‌رسد، اما مشکل زمانی آغاز می‌شود که ضایعات از حد تعادل خارج شوند. حجم این ضایعات ثابت نیست و به دو عامل کلیدی وابسته است: تعداد دفعات تعویض فیلامنت در طول لایه‌ها، و مقدار حجمی که برای تمیزکاری در هر تعویض مصرف می‌شود. خوشبختانه با درک این دو متغیر، می‌توان کنترل کامل فرایند را به دست گرفت و بدون افت کیفیت، مصرف متریال را به شکل چشمگیری پایین آورد.
یکی از مهم‌ترین بخش‌های تنظیمات در نرم‌افزارهای اسلایسر مدرن مانند بامبو استودیو و ارکااسلایسر، ماتریس حجم تخلیه (Flush Volume) است. مقدار پیش‌فرضی که نرم‌افزارها برای این پارامتر در نظر می‌گیرند معمولاً بسیار محافظه‌کارانه و بیش از حد زیاد است تا شرکت سازنده مطمئن شود هیچ خطایی در ترکیب رنگ رخ نمی‌دهد. اما واقعیت این است که پاکسازی همه رنگ‌ها نیازمند حجم یکسانی از فیلامنت نیست.
برای نمونه، پاک کردن فیلامنت سفید برای ورود رنگ مشکی به متریال بسیار کمی نیاز دارد، زیرا رنگ تیره به سرعت هر اثری از رنگ روشن را می‌پوشاند؛ اما بالعکس، رفتن از مشکی به سفید نیازمند تخلیه حجم بسیار بیشتری است تا نازل کاملاً سفید تزریق کند. با تنظیم دستی این مقادیر و کم کردن ضریب کلی تخلیه (برای مثال کاهش ضریب از یک به هفت‌دهم یا هشت‌دهم)، می‌توانید بدون اینکه رنگ‌ها در هم بدوند، تا چهل درصد از مصرف بیهوده فیلامنت در هر پرینت صرفه‌جویی کنید.
تعداد دفعات تعویض ابزار در طول فرایند ساخت، رابطه مستقیمی با ارتفاع لایه‌های رنگی دارد. اسلایسر لایه به لایه حرکت می‌کند و اگر در هر لایه حتی یک نقطه با رنگ متفاوت وجود داشته باشد، نازل مجبور است در آن لایه چند بار فیلامنت را عوض کند. بنابراین، اگر قطعه‌ای دارید که تعویض رنگ‌ها در ارتفاع آن تکرار می‌شود، تعداد دفعات جابجایی سرسام‌آور خواهد شد.
یکی از ترفندهای هوشمندانه، چرخاندن مدل روی صفحه ساخت پیش از برش‌کاری است. با چرخاندن قطعه به گونه‌ای که بخش‌های هم‌رنگ در لایه‌های کمتری قرار بگیرند، می‌توانید تعداد سوییچ‌های رنگی را به حداقل برسانید. برای مثال، اگر متن یا لوگوی رنگی روی سطح بالایی یک جعبه قرار دارد، پرینت عمودی آن ممکن است صدها بار تعویض فیلامنت ایجاد کند، در حالی که قرار دادن آن به صورت خوابیده روی کف، تمام تغییر رنگ را به چند لایه محدود خلاصه خواهد کرد.
چرا باید پلاستیکی که تخلیه می‌شود دور ریخته شود وقتی می‌توان از آن در بخش‌های پنهان خود قطعه استفاده کرد؟ اسلایسرهای امروزی قابلیتی جذاب به نام تخلیه درون تراکم داخلی (Flush into Infill) و تخلیه درون پایه‌ها (Flush into Support) دارند. با فعال کردن این گزینه‌ها، دستگاه متریال مخلوط‌شده هنگام تغییر رنگ را به جای دور ریختن، برای پر کردن بخش‌های توخالی قطعه یا ساخت پایه‌های موقت به کار می‌گیرد.
این تکنیک به ویژه در مدل‌هایی که حجم زیادی دارند و درصد پرشدگی داخلی آن‌ها بالا است، اثربخشی فوق‌العاده‌ای دارد. از آنجا که ساختار داخلی قطعه هرگز از بیرون دیده نمی‌شود، اهمیتی ندارد که رنگ آن تیره، روشن یا رگه‌دار باشد. همچنین پایه‌های نگهدارنده پس از پایان پرینت کنده می‌شوند و استفاده از ضایعات برای ساخت آن‌ها عملاً حجم برج پاکسازی را تا حد زیادی ناپدید می‌کند.
اگر قصد دارید چند نسخه از یک مجسمه یا قطعه تزئینی چند رنگ تولید کنید، هرگز آن‌ها را یکی‌یکی پرینت نکنید. برج پاکسازی در هر لایه فارغ از اینکه یک قطعه روی صفحه باشد یا ده قطعه، فقط یک بار برای تغییر رنگ ساخته می‌شود. به این معنا که چه یک مجسمه چاپ کنید و چه پنج مجسمه یکسان، حجم پلاستیک دور ریخته شده در برج پاکسازی تقریباً ثابت می‌ماند.
با چیدن چندین قطعه روی صفحه ساخت، هزینه و وزن متریال مصرفی در برج پاکسازی بین تمام قطعات تقسیم می‌شود و در نتیجه، نسبت ضایعات به وزن مفید قطعات به طرز چشمگیری افت می‌کند. این تکنیک یکی از اصول کلیدی کارگاه‌های تجاری پرینت سه‌بعدی است که می‌خواهند قیمت تمام‌شده محصولات رنگی خود را پایین نگه دارند و سودآوری خود را بالا ببرند.
در نهایت، بخش بزرگی از موفقیت در بهینه‌سازی پرینت چند رنگ، به شیوه مدل‌سازی و انتخاب رنگ بازمی‌گردد. اگر بتوانید مدل‌ها را به گونه‌ای طراحی کنید که بخش‌های با رنگ متفاوت به شکل قطعات جداگانه پرینت شده و سپس با اتصالات فشاری به هم متصل شوند، هم سرعت کار بالا می‌رود و هم ضایعات به صفر می‌رسد. این کار کیفیت سطحی نهایی قطعه را نیز به دلیل عدم توقف‌های مکرر نازل افزایش می‌دهد.
دنیای پرینت چند رنگ بسیار جذاب و پر از خلاقیت است و با رعایت این ترفندهای ساده نیازی نیست نگران هزینه‌های گزاف متریال باشید. اگر برای شروع این مسیر هیجان‌انگیز به تجهیزات، نازل‌های باکیفیت یا فیلامنت‌های خوش‌رنگ و استاندارد نیاز دارید، می‌توانید همین حالا به جی3دی سر بزنید و لوازم مورد نیاز پروژه‌های بعدی خود را تهیه کنید.
