نقطة البداية
كان لدى Nori غطاء دوّار مكسور من الكونسول الأوسط لمرسيدس W166 / X166 / C292 (رقم القطعة الأصلية 1666803814). الغطاء الأصلي سلسلة من الشرائح المفصلية تنزلق دبابيس طرفيها داخل مجرى في كل جانب من الكونسول. تلف شريط المفصل المطاطي الرقيق بسبب الحرارة فانفصلت الشرائح.
انطلق المشروع من عشر صور للقطعة المكسورة التُقطت مع مسطرة وقدمة قياس ولوحة شطرنج مطبوعة، إضافة إلى صورة من إعلان للقطعة الكاملة استخدمناها لعدّ الشرائح ومقارنة تباعد الدبابيس.
المشكلة
مسار الكونسول مغلق. لا يمكن تركيب القطعة الأصلية إلا بفك الكونسول كاملًا. كان على البديل أن يدخل من الأعلى إلى المسار المغلق ثم يثبت في مكانه، فلا يدفع كوب أو كفّ يد يضغط على شريحة أي دبوس إلى الداخل فتسقط الشريحة في حامل الأكواب.
ماذا صممنا
في جِشتالتُونج بنينا ما يلي:
- نموذج بارامتري. كل الأبعاد في ملف معاملات واحد. بعد أي طباعة تجريبية يتغير هذا الملف فقط، ثم يُعاد بناء النموذج وفحوصات التحقق والملفات المصدَّرة. يتوقف البناء بخطأ إذا فشل فحص مقاس أو خلوص.
- دبوس نابضي في أحد طرفي كل شريحة. الطرف الآخر فيه دبابيس ثابتة. تُسحب الدبابيس النابضية باليد بأداة دقيقة أو بالظفر، ثم تُنزَّل الشريحة في المسار وتُترك. رفضنا دبوسًا مائلًا ينسحب عند الضغط عليه من الأعلى، لأنه سينسحب تحت الكوب أيضًا. كل وجه دبوس يحمل حملًا إما مستدير أو مسطح.
- مفصلة بأسطوانات متداخلة. تحل أسطوانات متشابكة على سلك فولاذي قطره 1.5 مم محل الشريط المطاطي. يسمح التصميم بانحناء 45 درجة في اتجاه، مقابل 35 درجة مطلوبة لانحناء المسار بحسب الأرقام التي كانت لدينا.
- شريحة مقبض وشريحة ذيل تتبعان تخطيط القطعة الأصلية، مع التعديلات المذكورة في ملاحظات المشروع: سطح علوي أعرض للشريحة، وخطوط غائرة بدل البارزة، وكتلة نهاية أعرض للمقبض.
- بديل احتياطي بلا أجزاء متحركة، تُحنى فيه كل شريحة باليد وتُنزل في مكانها، مع شريحة لاختبار الانحناء.
- ملفات جاهزة للطباعة. ملفات STEP وSTL وDXF، ومعاينة ثلاثية الأبعاد تُفتح في المتصفح، وقطع موجَّهة مسبقًا للطابعة.
كيف تُصنع وتُختبر
القطع معدّة للطباعة بتقنية FDM والوجه العلوي لأسفل. تسجّل الملاحظات أن خامة PETG-CF حدّية عند نحو 80 درجة مئوية، وهي حرارة قد تبلغها مقصورة سيارة متوقفة، وأن ASA-CF أو PA-CF أفضل.
قبل طباعة الغطاء كاملًا تُطبع ثلاث قطع اختبار أولًا: طرف شريحة مع حجرته والمنزلق، وقطعتا مفصلة موصولتان بسلك قصير، وشريحة كاملة للنسخة الاحتياطية. تفحص هذه القطع الانزلاق وتركيبات الكبس وخلوص المفصلة وجودة الأجزاء المعلقة.
نسخة SolidWorks
بدأنا أيضًا نموذج SolidWorks أصليًا يُبنى عبر Python، وكل بُعد فيه متغير عام في ملف معادلات واحد ليمكن ضبطه داخل SolidWorks بعد أي طباعة تجريبية. أظهرت مراجعة الفكرة الأولى أن شريطًا رقيقًا جدًا للمفصلة سيتعرض لإجهاد أكبر بنحو 16 مرة مما قُدّر أولًا. فتغيرت الخطة إلى شريط صلب مع نطاق مرن أعرض وأرق، وتضعه الحسابات عند نحو 2.4 إلى 3.0 بالمئة إجهادًا بدل نحو 20 بالمئة.
بُنيت الشريحة الأولى. يطابق حجمها التقدير اليدوي بفارق أقل من 0.04 بالمئة، ويطابق صندوقها المحيط المقاس المتوقع. وعند تغيير عمق المجرى في ملف المعادلات ازدادت المسافة من طرف دبوس إلى طرف الدبوس الآخر من 219.4 مم إلى 221.4 مم، كما هو مقصود.
أين وصل العمل
ما زالت بعض الأبعاد الأساسية، مثل عرض المسار وعمق المجرى وأضيق انحناء، قيمًا مؤقتة إلى أن تُقاس على السيارة. ليس لدينا بعد نتيجة طباعة تجريبية لنعرضها، لذلك تنتهي هذه القصة حيث ينتهي العمل: نموذج تم التحقق منه، وملفات طباعة، وقطع اختبار، ونموذج SolidWorks قيد البناء.