ما مستوى الدقة البُعدية الذي يمكن أن تحققه أجزاء MJF؟

من منظور هندسة التصنيع وضمان الجودة، تُعد الدقة الأبعادية التي يمكن تحقيقها بتقنية Multi Jet Fusion (MJF) من الأفضل بين تقنيات دمج المساحيق البوليمرية (Polymer Powder Bed Fusion)، ولكنها تخضع لتفاوت محدد ومتوقع يتأثر بشكل الجزء، والمادة، واتجاه الطباعة. وبصورة عامة، يمكن لأجزاء MJF أن تحقق دقة أبعادية ثابتة في حدود ±0.3% مع حد أدنى مطلق يبلغ ±0.2 مم (±0.008").

نطاق الدقة الأبعادية النموذجية

يعني ذلك أنه بالنسبة لجزء مطبوع بتقنية MJF:

• سيكون البعد البالغ 100 مم ضمن النطاق من 99.7 مم إلى 100.3 مم.

• أما ميزة صغيرة بطول 10 مم فستكون ضمن نطاق أضيق يبلغ 9.8 مم إلى 10.2 مم (وفق حد ±0.2 مم الأدنى).

هذا المستوى من الدقة كافٍ لمجموعة واسعة من التطبيقات الوظيفية، مثل الأغطية، والهياكل، وأدوات التثبيت، والقطع النهائية في مجالات المعدات الصناعية والمنتجات الاستهلاكية.

العوامل الرئيسية المؤثرة على دقة MJF

تتحكم عدة عوامل أساسية داخل عملية MJF في مستوى الدقة الناتجة:

1. الانكماش الحراري المنتظم: بخلاف العمليات التي تستخدم الليزر النقطي، فإن تقنية MJF تعتمد على دمج واسع النطاق بمساعدة عوامل تفصيلية، مما يقلل الإجهادات الحرارية التفاضلية. النتيجة هي انكماش أكثر اتساقًا وتشوه أقل، ما يؤدي إلى دقة أعلى واستقرار أبعادي محسّن.

2. الانكماش المتساوي الاتجاه (Isotropic Shrinkage): تتقلص أجزاء MJF بشكل شبه موحد عبر المحاور X وY وZ بعد التبريد. هذا السلوك المتساوي يجعل تعويض الانكماش في نموذج CAD أكثر سهولة ودقة مقارنة بالعمليات ذات الانكماش الاتجاهي مثل FDM.

3. حجم جزيئات المسحوق: يسمح المسحوق الدقيق المستخدم (عادة بولي أميد PA12) بإنتاج حواف حادة وجدران رقيقة، مما يساهم في رفع مستوى الدقة الممكنة.

إرشادات عملية واعتبارات التصميم

لتحقيق أعلى دقة ممكنة، تُعتبر ممارسات التصميم والتصنيع الدقيقة أمرًا جوهريًا:

• الميزات الحرجة: بالنسبة للمناطق التي تتطلب دقة تتجاوز ±0.3% (مثل الثقوب المحورية أو مناطق التزاوج)، يُستخدم عادة التشغيل باستخدام CNC كعملية ثانوية لضبط هذه الملامح إلى الأبعاد النهائية. هذا النهج الهجين شائع في التطبيقات عالية الأداء.

• الثقوب والأعمدة: تميل الثقوب الصغيرة إلى الانغلاق جزئيًا نتيجة الانصهار، بينما قد تصبح الأعمدة الصغيرة أكبر قليلًا. لذلك يُوصى بإضافة تعويضات هندسية بسيطة أو تنفيذ عمليات الثقب أو التوسيع بعد الطباعة للحصول على الأقطار الدقيقة.

• سماكة الجدران: الجدران الرفيعة جدًا (أقل من 1 مم) يصعب إنتاجها بدقة متسقة. الحفاظ على سماكات كافية يضمن تحمل القطعة لعملية إزالة المسحوق وتحقيق انكماش متوقع.

• تشطيب السطح: يكون السطح المطبوع ذا ملمس خشن قليلًا ومظهر مطفي. لا يؤثر ذلك بشكل كبير على الأبعاد العامة، ولكن للحصول على أسطح ملساء للتطبيقات الحساسة مثل الإغلاق أو المحامل، يمكن استخدام التلميع أو الاهتزاز مع تأثير طفيف جدًا على الأبعاد الدقيقة.

مقارنة مع العمليات الأخرى

توفر تقنية MJF توازنًا مميزًا بين الدقة والسرعة والتكلفة:

• مقارنةً بـ FDM: تتميز MJF بدقة أعلى بكثير ولا تعاني من الضعف الاتجاهي أو خطوط الطبقات المرئية.

• مقارنةً بـ SLA: يمكن لتقنية SLA أن تحقق دقة أعلى وتشطيبًا سطحيًا أنعم، لكنها تنتج أجزاء أكثر هشاشة وأقل ملاءمة للتطبيقات الوظيفية مقارنةً بأجزاء النايلون المتينة في MJF.

• مقارنةً بـ SLS: تتماثل دقة MJF وSLS تقريبًا، لكن MJF غالبًا ما تتفوق في تحقيق خصائص ميكانيكية أكثر اتساقًا وتشطيب سطحي أفضل بفضل عامل الدمج والتفصيل (Detailing Agent).

وباختصار، توفر تقنية MJF مستوى عاليًا من الدقة الأبعادية يجعلها مثالية لمعظم تطبيقات النماذج الوظيفية والإنتاج النهائي. من خلال فهم خصائص الانكماش والقيود التصميمية لهذه التقنية، يمكن للمهندسين تصنيع أجزاء تلبي متطلبات التركيب والدقة الصارمة، مع اللجوء إلى التشغيل الثانوي فقط عند الحاجة إلى دقة ميكرونية في الميزات الحرجة.