كيف تصنع ثعبان مرن مطبوع ثلاثي الأبعاد

كيف تصنع ثعبان مرن مطبوع ثلاثي الأبعاد

مقدمة

أتذكر عندما كنت صغيراً كان لدي لعبة على هيئة ثعبان مصنوع من الخشب المرن، وكنت أمسكها من الذيل فتتمايل يمناً ويساراً بحركات تشبه الثعبان الحقيقي، فكل ما كان عليك فعله هو تحريك المعصم بطريقة خفيفة لتحريك الذيل.

مؤخراً وبينما كنت أفكر في طرق المفصلات المتحركة المختلفة التي جربها الناس في الطباعة ثلاثية الأبعاد، قررت أن أحاول إعادة صنع هذا الثعبان باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد.

لقد تطلب هذا الأمر الكثير من التجارب والمحاولات والأخطاء، حيث أن هناك طرق مختلفة لتنفيذه، فكان هدفي الأصلي هو صنعه بالكامل من مادة PLA بحيث يمكن ثنيه عند المفاصل مع التركيز على سهولة التنفيذ لأي شخص.

وبينما نجحت في تحقيق ذلك، إلا أن النموذج انكسر في النهاية وفشلت تجربة أخرى تماماً، وبعد ذلك اكتشفت أن أفضل طريقة لإعادة صنعه بشكل واقعي هي باستخدام PLA مع مفصلات من قماش التول، أو فقط باستخدام خيوط TPU المرنة، وأنا أعتقد أن مزيج من خيوط PLA مع التول يعطي نتائج أكثر شبهاً بحركة الثعبان الحقيقية، وسوف أشارك نتائج كلا الطريقتين والملفات التي يمكنكم تجربتها.

هناك العديد من الطرق لإعادة صنع لعبة الثعبان الخشبي هذه، وأتمنى أن تشاركوني تجاربكم إذا قررتم تجربة هذا المشروع أو ابتكرتم طريقة خاصة بكم.

ملحوظة: نسخة القماش التول ليست متينة جداً، فلا أنصح بها للأطفال الصغار أو الأطفال الذين يعاملون ألعابهم بعنف، أما النسخة المصنوعة من الخيوط المرنة فهي متينة جداً.

لوازم

  • طابعة ثلاثية الأبعاد - أنا أستخدم طابعة Prusa MK3 مع MMU2.
  • خيوط PLA أو TPU.
  • قماش تول - ولكن إذا اخترت هذه الطريقة ولا تريد شراء الكثير من التول، أنصح بلون العاج للخيوط الفاتحة أو الأسود للخيوط الداكنة، ولكن من الجيد أن يكون لديك مجموعة ألوان إذا كنت تفضل استخدام التول في عملية الطباعة.
  • زرادية جانبية - مفيدة في الطباعة ثلاثية الأبعاد بشكل عام، وتساعد في قص اللسان.

لسان الثعبان (اختياري)

  • خيوط حمراء مرنة
  • غراء، أي نوع متوفر لديك، فكثير من الأنواع يمكن استخدامه هنا وأنت تحتاج فقط لكمية صغيرة - غراء سوبر (سوبر جلو) - غراء E6000 - غراء ساخن (شمع لاصق).

الملفات أدناه بعضها مصمم للطباعة باستخدام التول، وأخرى للخيوط المرنة:

  • لتحميل ملف تصميم ثعبان متموج صغير من خيط مرن.stl اضغط هنــا.
  • لتحميل ملف تصميم ثعبان متموج قصير من خيط مرن.stl اضغط هنــا.
  • لتحميل ملف تصميم ثعبان متموج طويل من خيط مرن.stl اضغط هنــا.
  • لتحميل ملف تصميم ثعبان متموج صغير من قماش التول.stl اضغط هنــا.
  • لتحميل ملف تصميم ثعبان متموج قصير من قماش التول.stl اضغط هنــا.
  • لتحميل ملف تصميم ثعبان متموج طويل من قماش التول.stl اضغط هنــا.

خطوة 1 : التصميم الأولي - كسرها فحسب

يتكون تصميمي الأصلي من قطع كبيرة متباعدة نسبياً، وقد تمت طباعته كقطعة واحدة، وقمت بكسرها وثنيها عند جميع المفاصل، وهذا نجح بالفعل، ولفترة معينة شعرت بفخر كبير حتى انكسرت إلى أجزاء، فهي في النهاية لم تتحمل تلك الثنيات الحركة المتكررة ذهاباً وإياباً وبدأت بالتكسر.

ظننت أن الأمر مجرد صدفة وأن بإمكاني إصلاحه، ولكن النسخة التالية التي طبعتها باستخدام الخيوط النحاسي، عندما حاولت ثني المفاصل انكسرت على الفور تماماً، ولم تنثني إطلاقاً، بل انكسرت مباشرة.

خطوة 2 : تجربة القماش التول

انتقلت بعد ذلك إلى تجربة هذا التصميم باستخدام التول، بينما نجح الأمر إلا أنه كان يتوجب طباعته على الجانب مع التول، ونظراً لأن القطع كانت متباعدة جداً، فكان لا بد من استخدام دعامات لنجاح العملية، وهذا لم يبدو مثالياً.

لذلك انتقلت إلى عمل قطع أصغر متقاربة أكثر، بحيث أنه برغم وجود حواف بارزة إلا أنها لم تكن كبيرة ولم تكن هناك حاجة إلى دعامات بين جميع الأقسام.

خطوة 3 : التصميم الأولي في Tinkercad

الآن حان الوقت للحديث عن تصاميم الثعابين التي صنعتها في برنامج Tinkercad.

أردت فقط أن أشارككم وألقي نظرة على نقطة البداية، فإن التصميم النهائي يتكون من نفس القطع ولكن بتباعد مختلف.

يتكون جسم الثعبان من أنصاف أسطوانات، أما الرأس فهو عبارة عن كرة ممدودة، بينما العمود الفقري للثعبان على شكل مستطيل، والذيل على شكل قطع مكافئ.

وعندما قمت بكسره في البداية، كان مطبوع على بطنهن فبدلاً من الذيل صنعت نهايةً بها تجويف للإبهام، لكنني لاحقاً استخدمت الشكل المكافئ لصنع ذيل أقرب إلى تصميم اللعبة الأصلية التي ألهمتني، كما أنني قمت بقص جزء من البطن للتأكد من وجود مساحة كافية تلامس لوحة الطباعة للمساعدة في عملية الطباعة.

خطوة 4 : تصميم Tinkercad لنسخة التول

لجعل التصميم مناسبًا للطباعة باستخدام قماش التول كما ذكرت سابقًا، قمت بتدوير الثعبان ليتم طباعته على جانبه، حيث كان هدفي من ذلك أن يمتد التول عبر منتصف الثعبان بالكامل، مما يسمح له بالتموج يمينًا ويسارًا بسلاسة.

وقد حرصت على جعل الثعبان أطول ما يمكن، لذا قمت بتحديد الطول بناءً على المساحة المتاحة عند الطباعة بشكل قطري.

الجسم: 

قمت بتسوية الجانبين (الجزء الأسفل لتحسين جودة الطباعة، والأعلى للحفاظ على التناسق).

في القطعة الأولية قمت بتصميم نصف دائرة يتداخل قليلًا مع نصف دائرة آخر، ثم جعلت بين هذه الأجزاء مسافة قدرها 0.04 مم للسماح بحركة طفيفة، وهذه المسافة تتيح انثناء الثعبان دون أن يتكسر، فإنه إذا التصقت الأجزاء أثناء الطباعة فسوف ستنكسر عند الثني وقد تتمزق ألياف التول.

ثم استخدمت وظيفة "تكرار" ووظيفة "إسقاط" وقمت بضبط مستوى العمل لضمان المسافات المطلوبة وتوحيد المسافات بين جميع القطع.

وهنا تجد أن الطبقة العليا من القطع تتداخل مع الطبقة السفلية بمقدار 0.8 مم، بحيث يتشكل صفان قبل وضع التول وصفان آخران يتم طباعتهم فوقه.

الرأس: 

قمت بتصميم الرأس عبارة عن كرة ممدودة، وأضفت كرات صغيرة للعينين، واستخدمت أسطوانة لقطع فتحة مكان اللسان، كما يمكنك الاستغناء عن مكان اللسان إذا أردت.

الذيل: 

الذيل هو عبارة عن قطع مكافئ ممدود، وبعد الكثير من التردد قررت تركه كما هو مما يتطلب دعامات أثناء الطباعة.

المقاسات:

الآن أصبح لدي الثعبان الطويل الأساسي، فقمت بقص جزء منه لصنع نسخة أقصر، ثم قمت بتصغيره (مع بعض التعديلات) لصنع نسخة صغيرة، كما تظهر النسخة الأصلية التي تعمل ولكن ليس به قدر كبير من الانحناء.

خطوة 5 : تصميم Tinkercad للنسخة المرنة

إذا كنت لا تريد استخدام التول في تصميمك فيمكنك استخدام خيوط TPU المرنة كبديل.

يختلف هذا التصميم في أن جميع أجزاء القطع يجب أن تتلامس، لكنني حرصت على تقليل مساحة التلامس لأقصى درجة للحصول على وصلات صغيرة قابلة للثني بقدر الإمكان.

يتكون هذا التصميم أيضًا من أنصاف أسطوانات للجسم، وكرة للرأس، وقطع مكافئ للذيل، ولأن هذه النسخة تطبع على البطن فقد قمت بتسويته قليلًا لتحسين جودة الطباعة، وقمت بإمالة الذيل لأسفل لتجنب الحاجة إلى دعامات.

يحتوي على كرات للعينين وفتحة أسطوانية لإضافة لسان لاحقًا مثل التصميم السابق، وأيضًا قمت بصنع نسخة أقصر ونسخة مصغرة.

خطوة 6 : تقطيع الملف - نسخة التول

هناك بعض الملاحظات المهمة عند تقطيع ملف الثعبان المرن المصنوع باستخدام التول.

التوقف المؤقت (PAUSE)

يعتبر الإيقاف واحد من أهم الأمور الأساسية أثناء عملية الطباعة، حيث تم تصميم هذا الثعبان للعمل مع فوهة قطرها 0.4 مم تطبع بارتفاع طبقة 0.2 مم، ومع هذه الإعدادات يجب أن تحصل على 4 طبقات في المنتصف حيث يمكنك وضع التول بينها.

كما هو موضح في الصورة الثانية يجب عليك طباعة طبقتين حيث يوجد بروز، ثم إضافة فترة توقف مؤقت لوضع التول، ثم تستأنف الطباعة لطباعة طبقتين إضافيتين فوق التول قبل إنهاء الأجزاء العلوية.

إذا كنت تستخدم برنامج PrusaSlicer فأنت تحتاج إلى إضافة التوقف المؤقت للطبقة التي تلي الطبقة التي تريد التوقف عندها، لذلك قمت بإضافته للطبقة الثالثة فوق البروز.

استخدام القاعدة (RAFT) أم لا؟

نقطة أخرى جديرة بالذكر هي أنني في البداية قمت بطباعة هذا الثعبان بنجاح بدون قاعدة أو حافة في عدة اختبارات، ثم فجأة لم يعد يريد الطباعة بشكل صحيح، حيث كانت القطع تنفصل عن لوحة الطباعة.

الثعبان البني القصير تمت طباعته باستخدام قاعدة من طبقتين تحته، لذا إذا كنت تواجه مشاكل ففكر في استخدام قاعدة، وأنا لا أنصح باستخدام حافة لأنها قد تكون صعبة الإزالة مع كل هذه القطع المتعددة.

كما أضفت محيطات إضافية فقط لقسم الذيل، والجدير بالذكر أن هذا ليس ضرورياً لكني تمنيت أن يساعد ذلك في البروزات التي تحتاج للطباعة هناك.

خطوة 7 : تقطيع الملف - الخيوط المرنة

نجد أن نسخة الخيوط المرنة في الواقع سهلة الطباعة إلى حد كبير، فقط استخدم الإعدادات المفضلة لديك للخيوط المرنة.

لا يوجد أي شيء خاص يجب مراعاته حقاً ولا حاجة لاستخدام دعامات.

يمكنك أن ترى من لقطة الطبقات أنني كنت أحاول الحصول على أقل قدر ممكن من الاتصال مع الحفاظ على التوصيل.

خطوة 8 : إضافة التول أثناء الطباعة

طالما قمت بإضافة أمر التوقف المؤقت في برنامج التقطيع فيجب أن تتوقف الطابعة بعد طباعة طبقتين من المنطقة المعلقة، ومن المفترض أن يبتعد رأس التسخين عن المساحة ليتيح لك المجال للعمل.

والآن خذ قماش التول وقم بتقطيعه بالطول المناسب، وأنا لم أكن أريده أن يبرز من كلا الطرفين، لذا تأكدت فقط من وصوله إلى قسم الذيل وقسم الرأس، ثم قمت بتقطيع 4 قطع ووضعتها فوق بعضها لمحاولة زيادة متانة الثعبان (حتى الآن لم أجرب إلا باستخدام 4 قطع من التول ولست متأكدًا من مدى متانة القطعة الواحدة).

أنا أفضل تثبيت التول باستخدام شريط لاصق أزرق لمستلزمات الدهان (إذا كنت ستستخدم شريطًا لاصقًا فاستخدم هذا النوع)، لكنني أعلم أن البعض يستخدم المغناطيسات أيضًا لهذا الغرض.

وبعد الانتهاء من التثبيت قم باستئناف الطباعة وتأكد من اكتمال الطبقة التالية دون أن تعلق أو تلتصق بالتول، فطالما نجحت في هذه المرحلة يجب أن تكتمل بقية الطباعة بدون مشاكل، لأن القطع لن تنفصل في هذه المرحلة حيث أن التول سيربطها جميعًا معًا.

كن حذرًا عند إزالة الثعبان من منصة الطباعة، فأنا أمتلك منصة طباعة مرنة، وفي أول ثعبان كامل قمت بصنعه باستخدام التول قمت بثني المنصة للخارج وبما أن الثعبان كان عالقًا بسبب استخدامي للغراء، لم ينفصل الثعبان على الفور مما تسبب في تمزق التول في منتصف الثعبان، فإذا كنت تستخدم منصة مرنة مثلي فأنصحك بثني المنصة للداخل حتى لا تسبب ضغطًا على التول بين المفاصل.

خطوة 9 : تنظيف المطبوعات

بعد إزالة الثعبان بأمان من المنصة، حان الآن وقت التنظيف.

أولاً قم بإزالة الدعامات، وبعد ذلك قم بقص الزوائد من التول بعناية، فنحن لا نريد أن تتمزق المفاصل، لذا أجد أن استخدام زرادية جانبية هي مناسبة جدًا للقص على طول الحواف دون إتلافها.

خطوة 10 : لسان الثعبان المرن (اختياري)

يمكنك إضافة لسان مرن للثعبان إذا رغبت، فكل ما عليك فعله هو قطع قطعة من الخيط الأحمر المرن بحجم يتناسب مع فتحة اللسان وتبرز حوالي 2.5 سم للخارج، ثم قم بقص منتصف الطرف الأمامي للسان بعناية لتشكيل شقين، بعد ذلك يمكنك لصقها في مكانها لتثبيتها بشكل دائم.

خطوة 11 : هل انكسر؟ فهي ليست نهاية العالم

كما ذكرت سابقاً، لقد كسرت أول ثعبان ناجح لي مصنوع من التول عندما قمت بثني المنصة المرنة للخارج، مما أدى إلى كسر الثعبان إلى نصفين، وحينها شعرت بالإحباط، لكني ما زلت أرغب في رؤية أدائه حيث كان اختبار بالحجم الكامل، فقررت لصق الأجزاء معاً بسرعة، وهذا الحل يعمل بشكل جيد إلى حد ما ولن يكون ملحوظاً تقريباً لو لم أكن قد تصرفت بلا مبالاة.

المغزى هو أنه حتى لو انكسر ثعبانك في جزء أو اثنين، فيمكنك ببساطة لصقها معاً، فبينما لن ينثني هذا المفصل المعين، ستبقى بقية المفاصل تعمل بشكل جيد ولن يذهب مجهودك في الطباعة سدى.

خطوة 12 : الثعبان المرن النهائي

يتميز الثعبان المصنوع من الخيوط المرنة (TPU) بمرونة عالية ومتانة كبيرة، لكنه لا يتمتع بنفس درجة التمايل مثل اللعبة الأصلية، ومع ذلك فهو رائع للأطفال الصغار حيث لا أتوقع أن يتمزق قريبًا.

خطوة 13 : الثعبان المصنوع من التول النهائي

يتميز الثعبان المصنوع من التول بمرونة كبيرة وحركة تشبه إلى حد كبير اللعبة الأصلية، لكنه ليس بنفس المتانة.

ثعباني ما زال سليماً حتى الآن، لكنني لست متأكداً متى سينقطع تماماً، أعتقد أن استخدام 4 قطع من التول (بدلاً من قطعة واحدة) يساعد في تعزيز المتانة، لكني أشعر في نفس الوقت أن التمزق سيكون حتمي على المدى البعيد.

لا توجد تعليقات حتي الآن.
تسجيل الدخول مطلوب

يجب عليك تسجيل الدخول لإضافة تعليق.

تسجيل الدخول