طباعة ثلاثية الأبعاد بالألوان

كيف قامت Ricoh بدمج الطباعة ثلاثية الأبعاد في عروضها ، وماذا يحمل المستقبل لهذه التقنية التحويلية في أجزاء التلوين؟

ما الذي جعل ريكو محوريًا للطباعة ثلاثية الأبعاد؟

كشركة عالمية رائدة في إنتاج الطباعة ثنائية الأبعاد منذ عام 1936 ، كان الابتكار في التكنولوجيا ثلاثية الأبعاد الخطوة التالية الطبيعية لـ Ricoh. في البداية ، دخلنا هذا السوق من خلال توفير رؤوس نفث الحبر لدينا لمصنعي الطابعات ثلاثية الأبعاد واستخدام التكنولوجيا داخل المجموعة في منتجاتنا وعمليات التصنيع الخاصة بنا.

في عام 2019 ، أطلقنا مجموعة من خدمات التصنيع الإضافي التي تهدف إلى إتاحة الطباعة ثلاثية الأبعاد ، من خلال نظام عرض الأسعار والنظام الأساسي عبر الإنترنت. بيان مهمتنا هو "أكثر من مجرد طابعة - شريك" ، لأننا مختلفون تمامًا عن مكتب الخدمة التقليدي.

من مجموعة فريدة من مواد SLS (تلبيد الليزر الانتقائي) و FDM (نمذجة الترسيب المنصهر) (انظر مربع المصطلحات أدناه) ، إلى الخدمات الهندسية المعتمدة المصممة لتلبية احتياجات العميل ، إلى إمكانات الإنتاج الكاملة باستخدام تكنولوجيا التصنيع المناسبة - نحن نأخذ نهج صادق لدور الطباعة ثلاثية الأبعاد كأداة تصنيع.

هل ترى التصنيع الإضافي (AM) مع تحديد اللون بشكل متكامل؟

هناك تقنيات يتم فيها طباعة الألوان وحتى مباريات Pantone كجزء من تكوين المواد ؛ ومع ذلك ، تميل هذه إلى النماذج التمثيلية فقط. تتخصص شركة Ricoh في إنتاج أجزاء الاستخدام النهائي ولديها مجموعة من تقنيات الطباعة التي تركز على المواد الهندسية عالية الأداء لتطبيقات الاستخدام النهائي. لا توفر هذه حاليًا القدرة على تطبيق الألوان أثناء الطباعة. إذا احتاج العملاء إلى تلوين الأجزاء ، فعادة ما يتم ذلك عبر عملية لاحقة مثل الطلاء بالرش.

كيف ترى تطور نمذجة الألوان الكاملة في حلول AM؟

نظرًا لأن الطباعة ثلاثية الأبعاد أصبحت الآن أداة تصنيع جادة تقدم مجموعة من المواد لتطبيقات الاستخدام النهائي ، فإن القدرة على تطبيق الألوان على هذه الأجزاء أو لتلوين المواد الخام عند المصدر تحتاج إلى التطور للسماح بالاستخدام على نطاق واسع.

في القولبة بالحقن ، يمكننا تطبيق مراجع الألوان الدقيقة أثناء عملية التشكيل لتتناسب مع متطلبات العملاء. اليوم ، عند الطباعة ثلاثية الأبعاد في مواد التصنيع ، يتعين علينا القيام بذلك عبر حلول ما بعد المعالجة ، مما يزيد من تكاليف التصنيع. هذا يجعل من الصعب تبرير التكنولوجيا للتطبيقات التي يكون فيها اللون مهمًا.

القولبة بالحقن هي طريقة موثوقة وفعالة من حيث التكلفة للتصنيع بكميات متوسطة إلى عالية

توجد التقنيات حيث يتم تطبيق اللون ، لكن اختيار المواد يميل إلى أن يكون ضعيفًا. ينقسم السوق حاليًا من حيث الطباعة ثلاثية الأبعاد للاستخدام النهائي مع مواد عالية الأداء ، والطباعة ثلاثية الأبعاد للنماذج المرئية مع أداء جزء ضئيل. نعتقد أن الاثنين لا ينبغي أن يكونا منفصلين وأن القدرة على إضافة ألوان محددة ، إما في مرحلة المواد الخام - أو بشكل أفضل أثناء عملية الطباعة حيث يمكن تحقيق الأجزاء متعددة الألوان - هي المرحلة التالية من الطباعة ثلاثية الأبعاد.

ما هو حجم وحجم عملية النمذجة ثلاثية الأبعاد الخاصة بك؟

تتمتع عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد لـ Ricoh بحضور عالمي - مع وجود مواقع مخصصة في المملكة المتحدة والولايات المتحدة واليابان جميعها متخصصة في مجالات مختلفة من AM. يقع مقرنا الرئيسي في اليابان في قلب تطوير الأجهزة ثلاثية الأبعاد وثنائية الأبعاد. من خلال ثقافة مشاركة المعرفة عبر وبين كل موقع ، تقوم شركة Ricoh باستمرار بالبحث والتطوير في تقنيات المستقبل.

تم استثمار أكثر من 1.35 مليون جنيه إسترليني في العامين الماضيين لإنشاء مركز طباعة ثلاثي الأبعاد متطور في موقعنا الذي تبلغ مساحته 50 فدانًا في تلفورد ، والذي يحتوي على مجموعة من التقنيات والتخصصات التي تلبي احتياجات السوق الأوروبية. تقود خلايا الإنتاج المخصصة معايير التحكم في العمليات للقطاعات الرئيسية ، بما في ذلك الطبية والسيارات.



أضفنا هذا العام المعيار الطبي ISO 13485 إلى مجموعة شهادات ISO الخاصة بنا. هذه تؤكد قدراتنا البيئية وأمن المعلومات وإدارة الجودة. تشمل مجموعة أجهزتنا SLS و FDM و Multi Jet Fusion ومجموعة من الخدمات الفنية وتكنولوجيا المكتب الخلفي.

يمنحنا هذا النطاق من الأنظمة المرونة في اختبار وتطوير مواد جديدة وإنشاء مكونات وأجزاء غير قياسية. تم تصميم المنطقة لتشمل مناطق مخصصة للإنتاج ومعالجة المساحيق ، والتي تحد من التلوث وتسمح للفريق بتلبية متطلبات ومعايير قطاعات السوق الرئيسية.

نحن نفخر بأنفسنا لكوننا أكثر من مجرد طابعة - تغطي تخصصاتنا التقنية حلول ما بعد المعالجة والمقاييس ، فضلاً عن خصائص المواد ودعم التصميم وخدمات ضمان الجودة. نحن نؤمن بنهج تعاوني مع عملائنا ، والعمل جنبًا إلى جنب معهم وتطوير قدراتنا للتأكد من أن كل مشروع AM يكون ناجحًا قدر الإمكان.

ما هو تطبيق الطباعة ثلاثية الأبعاد للتسويق المرئي؟

لطالما ارتبطت الطباعة ثلاثية الأبعاد بالنماذج الأولية المرئية ، لأنها تتيح التصنيع الفعال من حيث التكلفة والسرعة للأجزاء التي يمكن أن تصل إلى طاولة اللوحة في ساعات. يمكن استخدامه لمجموعة كاملة من تطبيقات التسويق المرئي - من اختيار المفهوم إلى تسجيل الخروج من المنتج.

لا توجد تقنية أخرى اليوم تقدم مثل هذه الدورة الفعالة لتطوير المنتج. يشجع هذا على عملية التصميم التكراري حيث يتم إنشاء سلسلة من النماذج الأولية المرئية لاختيار المنتج ، والتي ستكون تكلفة أو وقتًا باهظًا تمامًا من خلال التصنيع التقليدي. غالبًا ما يُقال إن عمر النموذج المرئي هو سبع ثوانٍ عندما يصبح في أيدي صانعي القرار. نعتقد أن الجماليات والوظيفة يمكن ويجب أن تتحقق في جزء واحد ، لذلك قمنا بصقل تقنياتنا وتخصصاتنا لأخذ جزء من المفهوم إلى الإنتاج.

كيف ترى تقدم دورك في تصنيع قطع غيار السيارات؟

تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد مناسبة تمامًا لتطبيقات السيارات نظرًا لقدراتها في التخصيص وخفة الوزن ، فضلاً عن خصائص المواد بما في ذلك تثبيط اللهب والمقاومة الكيميائية. هنا في Ricoh 3D ، نرى بالفعل تقنية موجهة بشكل خاص نحو السيارات ، حيث تقود شركة Ricoh Japan تطوير مصدات ومكونات كبيرة الحجم كقطع مفردة باستخدام FDM.

هناك طلب كبير على مادة البولي بروبيلين الفريدة الخاصة بنا في السيارات ، وذلك بفضل خصائصها الميكانيكية المتميزة ومقاومة الصدمات. ومع ذلك ، نظرًا لمتطلبات الحجم الخاصة بالسيارات ، لا تزال الطباعة ثلاثية الأبعاد اليوم أداة نماذج أولية تُستخدم لاختبار الملاءمة والشكل والوظيفة. هناك بعض السيناريوهات التي تكون فيها الطباعة ثلاثية الأبعاد قابلة للتطبيق لتصنيع مكونات الاستخدام النهائي التي يتم تركيبها على السيارة ، ولكنها تميل إلى أن تكون سلسلة صغيرة أو أجزاء مخفية أو مركبات متخصصة عالية الجودة.

لطالما كانت صناعة السيارات من أوائل المتبنين - وحتى الرواد - للابتكار في التصنيع. تمتلك العديد من الشركات المصنعة للمعدات الأصلية (OEMs) تقنيات طباعة ثلاثية الأبعاد داخلية ، ولكن في معظم الحالات تقتصر على ما هو متاح في السوق اليوم ، لذلك ، مع العمليات الداخلية باهظة الثمن ، يصبح من الصعب إدخال تقنيات جديدة مع تطورها.



من خلال برامج تطوير التكنولوجيا والمواد وما بعد المعالجة ، من المتوقع أن ينمو دور مكتب الخدمات الفنية في قطاع السيارات. مع تطور المواد وانخفاض الأسعار من خلال التبني على نطاق واسع ، نحن على ثقة من أننا سنرى المزيد والمزيد من الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد ذات الاستخدام النهائي في السيارات ، مع نمو في مجالات مثل خدمات ما بعد البيع والتخصيص للأسواق الرئيسية مثل سيارات الإعاقة.

يقوم العملاء أنفسهم بإنشاء هذا الطلب مع زيادة الرغبة في الحصول على أجزاء مطبوعة ثلاثية الأبعاد مخصصة على المركبات ، حيث أصبحت التكنولوجيا أكثر شهرة من خلال الوسائط السائدة ويمكن للأجيال الشابة الوصول من خلال التعليم. وقد أدى ذلك إلى خلق جيل من المستهلكين يبحثون عن منتجات متخصصة حسب الطلب.

كيف ستؤثر AM على الطابعات في المستقبل؟

كل يوم لدينا طلبات من العملاء الذين يرغبون في فهم نقطة سعر AM للجزء الذي يصنعونه بالفعل عبر الأساليب التقليدية ، وعلى المدى القصير ، نرى تطور AM يكمن في التعليم وفهم هذه التكنولوجيا.



تتجاوز فوائد AM إلى حد بعيد مقارنات الأسعار الجزئية لتصميم منتجات مبتكرة حقًا لا يمكن تصنيعها إلا بهذه التكنولوجيا ؛ تستفيد سلسلة التوريد من الإنتاج في الوقت المحدد للسوق وفي الموقع عبر التخزين الرقمي ، مما يقلل من متطلبات المخزون والتخزين ؛ والتصنيع المستدام الحقيقي مع الحد الأدنى من النفايات المادية. إلى أن يبدأ العملاء في فهم وتطبيق جميع الفوائد الشاملة للطباعة ثلاثية الأبعاد ، فسيكون الاعتماد الواسع النطاق ونمو أجزاء الاستخدام النهائي بطيئًا. نرى جزءًا كبيرًا من دورنا يكمن في تثقيف عملائنا ومنحهم الأدوات اللازمة لتسخير قوة هذه التكنولوجيا التحويلية بشكل كامل.

على المدى الطويل ، يعد التكامل جنبًا إلى جنب مع أنظمة تطبيقات المصنع الراسخة التي تحدد الجدول الزمني والمراقبة والصيانة أمرًا حيويًا لأي تقنية لتتناسب بسلاسة مع النظم البيئية للتصنيع ، وهنا نرى التطور الحقيقي لتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد.

مصطلحات الطباعة ثلاثية الأبعاد

• SLS: تعتبر طباعة التلبيد الانتقائي بالليزر ، أو انصهار طبقة المسحوق ، تقنية "العمود الفقري" لموفري الطباعة ثلاثية الأبعاد ، نظرًا لأحجام البناء الكبيرة ومجموعة من اللدائن الحرارية الهندسية - مما يجعلها الخيار الأمثل للتصنيع المتسلسل والأشكال المعقدة ذات الشكل الحر لتطبيقات الاستخدام النهائي. يتم وضع طبقة رقيقة من مسحوق البوليمر المُسخَّن مسبقًا عبر منصة بناء ، ثم يتم صهرها بشكل انتقائي بواسطة الليزر. ثم تنخفض منصة البناء حسب سماكة الطبقة المحددة ، ويتم ترسيب طبقة أخرى من المسحوق عبر الطبقة.
• FDM: نمذجة الترسيب المنصهر هي أكثر عمليات الطباعة ثلاثية الأبعاد التي يمكن الوصول إليها. تقوم FDM ببناء الأجزاء عن طريق بثق البوليمر من خلال فوهة ساخنة ، وترسيب طبقة المادة المنصهرة بطبقة. يتم بعد ذلك غسل المادة الداعمة بمنظف عبر عملية غسيل إضافية.
• القولبة بالحقن: تتضمن عملية القولبة بالحقن تقليديًا إنشاء أداة صلبة مصنوعة من الفولاذ. يعني إدخال الآلات عالية السرعة أن الأدوات اللينة في الألومنيوم أصبحت أيضًا مجدية اقتصاديًا للأحجام المنخفضة إلى المتوسطة. اليوم ، مع التحسينات في دقة الماكينة وخصائص المواد ، يمكن إنشاء نموذج أولي ثلاثي الأبعاد باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد. يمكن أن تنتج هذه الأدوات أحجامًا منخفضة من المكونات التي تمثل الأجزاء النهائية.
• Multi Jet Fusion: يطبق رأس نفث الحبر حبرًا ماصًا للحرارة عبر سطح طبقة المسحوق في المناطق التي سيتم تلبيدها لإنشاء أجزاء. ثم يمتص هذا الحبر الحرارة من مصباح الأشعة تحت الحمراء وسلسلة من السخانات داخل الطابعة لتشكيل أجزاء مطبوعة ثلاثية الأبعاد.