تعداد دیواره‌ها (پریمیتر) چقدر باید باشد؟ عامل اصلی در استحکام قطعه FDM چیست؟

تعداد دیواره‌ها در چاپ سه‌بعدی FDM، تعداد لایه‌های پریمیتر است که پوسته بیرونی قطعه را تشکیل می‌دهند و در بیشتر قطعات، استحکام را مستقیم‌تر از درصد پرشدگی تحت تأثیر قرار می‌دهند. به‌ویژه در نواحی اطراف پیچ، گیره، بازوی نازک و بخش‌های در معرض ضربه، به‌جای اینکه فقط درصد پرشدگی را افزایش دهید، انتخاب درست تعداد دیواره‌ها نتیجه‌ای متعادل‌تر و قابل‌پیش‌بینی‌تر ایجاد می‌کند.

چرا تعداد دیواره‌ها تا این حد مهم است؟

در قطعات FDM بخش بزرگی از بار، ابتدا به پوسته بیرونی وارد می‌شود. به همین دلیل، بین یک چاپ با 2 دیواره و یک چاپ با 4 دیواره فقط تفاوت «سطحی کمی ضخیم‌تر» وجود ندارد؛ شروع ترک، سختی لبه‌ها و رفتار له‌شدگی اطراف پیچ نیز تغییر می‌کند. بسیاری از کاربران وقتی به استحکام نیاز دارند، درصد پرشدگی را از %20 به %60 افزایش می‌دهند؛ درحالی‌که در همان قطعه، استفاده از 4 دیواره به‌جای 2 دیواره اغلب بهبود منطقی‌تری است. اگر برای یک قطعه کاربردی قصد دارید از خدمات چاپ سه‌بعدی استفاده کنید، فقط جنس ماده نیست که بر نتیجه اثر می‌گذارد؛ انتخاب دیواره-پریمیتر نیز مستقیماً تعیین‌کننده است.

برای چه قطعه‌ای چند دیواره مناسب است؟

یک عدد جادویی واحد وجود ندارد؛ مقدار درست با توجه به وظیفه قطعه تغییر می‌کند. بااین‌حال، در عمل این بازه‌ها نقطه شروع خوبی هستند:

• 2 دیواره: قطعات تزئینی سبک، بررسی ظاهری نمونه اولیه و ماکت‌هایی با بار کم.
• 3 دیواره: درپوش‌های عمومی، جعبه‌ها، بدنه ابزارهای ساده و قطعات کاربردی با سطح متوسط.
• 4 دیواره: قطعات دارای سوراخ پیچ، درپوش‌های گیره‌دار، محفظه‌هایی که ممکن است ضربه ببینند و محصولاتی که با دست استفاده می‌شوند.
• 5+ دیواره: بازوهایی که باید نازک اما مقاوم باشند، پایه‌های اتصال، سازه‌هایی که به‌دلیل جهت چاپ ممکن است ضعیف بمانند و کاربردهایی که به سختی بیشتری نیاز دارند.

نکته مهم این است که تعداد دیواره‌ها را باید همراه با قطر نازل و ضخامت واقعی دیواره در نظر گرفت. برای مثال، با نازل 0,4 mm، استفاده از 4 دیواره به معنای پوسته بیرونی حدود 1,6 mm است. اگر ضخامت کل دیواره قطعه 2 mm باشد، فضای بسیار کمی برای پرشدگی باقی می‌ماند؛ این موضوع در بعضی طراحی‌ها مزیت است و در بعضی دیگر می‌تواند به مصرف غیرضروری ماده منجر شود.

اول باید درصد پرشدگی را افزایش داد یا تعداد دیواره‌ها را؟

در بیشتر قطعات کاربردی FDM، کارآمدتر است که ابتدا به تعداد دیواره‌ها و سپس به درصد پرشدگی فکر کنید. چون پرشدگی حجم داخلی را پر می‌کند؛ اما سطح بیرونی، گوشه‌ها و نقاط اتصال را مستقیماً تقویت نمی‌کند. به‌خصوص در اطراف پیچ یا نواحی نازکِ باربر، افزایش از 3 دیواره به 4 دیواره می‌تواند مفیدتر از افزایش پرشدگی از %20 به %40 باشد. به همین دلیل، هنگام محاسبه هزینه قطعه پیش از چاپ، لازم است علاوه بر infill، ضخامت پوسته را نیز در نظر بگیرید؛ اگر بخواهید، می‌توانید مدل خود را بارگذاری کرده و با دریافت قیمت فوری، سناریوهای مختلف تولید را شفاف‌تر ارزیابی کنید.

چه خطاهایی نشان می‌دهد انتخاب دیواره نادرست بوده است؟

پس از چاپ، بعضی نشانه‌ها نشان می‌دهند که تعداد پریمیتر کافی نبوده است. سفیدشدگی اطراف قطعه هنگام سفت کردن پیچ، له‌شدن آسان در دیواره جانبی، شکاف‌خوردگی در امتداد لایه‌ها در بازوهای نازک و دیده‌شدن واضح الگوی پرشدگی در زیر سطح، از مهم‌ترین این نشانه‌ها هستند. در مقابل، تعداد بیش‌ازحد دیواره‌ها هم همیشه بهتر نیست؛ زمان چاپ را طولانی‌تر می‌کند، وزن را افزایش می‌دهد و در بعضی قطعات هزینه غیرضروری ایجاد می‌کند. برای انتخاب درست تعداد دیواره‌ها، بد نیست نگاهی هم به راهنمای نسبت پرشدگی (Infill) چیست؟ چه نسبتی را باید انتخاب کنید؟ داشته باشید؛ چون بهترین نتیجه معمولاً زمانی به‌دست می‌آید که دیواره، پرشدگی و جهت چاپ با هم در نظر گرفته شوند.

خلاصه اینکه، یکی از کاربردی‌ترین راه‌ها برای افزایش استحکام در چاپ سه‌بعدی FDM این نیست که درصد پرشدگی را بدون فکر بالا ببرید، بلکه این است که تعداد دیواره مناسب با وظیفه قطعه را انتخاب کنید. به‌ویژه در قطعات کاربردی، این تنظیم کوچک می‌تواند عمر استفاده از چاپ را به‌طور جدی تغییر دهد.