מה זה מדפסות תלת מימד ?

מה זה תלת מימד?
 התלת מימד היא טכנולוגיה, המאפשרת ליצור אובייקטים וחפצים שונים בעזרת תיב"ם (תיכנון בעזרת מחשב) .
 מושג באנגלית (CAD (Computer Aided Desing.
ישנם שלושה צירים X, Y, Z בתלת מימד:
ציר ה-X הוא ציר הרוחב, ציר ה-Y הוא ציר האורך  וציר ה-Z הוא ציר הגובה.

ליצור למדפסות תלת מימד מיצרות חלקים מורכבים מאוד ליצירת דגמים כגון: תכשיטים, מוצרי עיצוב, בניית מודלים ועוד.

איך זה עובד מדפסת תלת מימד? ומהם סוגי הטכנולוגיות נפוצות ?
 הדפסה (FDM (Fused Deposition Modeling, התכה- מיזוג לצורך מידול.
למדפסת נכנס חוט פלסטיק, העובר דרך ראש הזרקה בטמפרטורה גבוה, ומשם יוצא כחוט פלסטיק דק (בדומה לקורי עכביש) הנבנה שכבה אחר שכבה.
המערכת עובדת בשילוב צירים תלת כוונים, כאשר במדפסת ישנם שלושה צירים X, Y, Z
הצירים משתנים כל פעם בבניית השכבות, שכבה אחר שכבה עד לקבלת המוצר הסופי.
כאשר מדפיסים לגובה יש צורך בתמיכות פיזיות בעקבות הטמפרטורה.
חומר הגלם הם חוטי הפלסטיק לרוב עשויים מפולימר ABS או PLA.
​​​​​​​
ישנם שלושה מבנים עיקריים למדפסות אלו:

• מדפסות קוביה בתזוזה שולחן  ציר Z .

• מדפסות שולחן בתזוזה שולחן ציר Y.

• מדפסות דלתא.ללא תזוז שולחן .(3 זרעות )

​ הדפסת (SLA (Stereolithography Apparatus /DLP/LCD סטריאוליתוגרפיה.

הדפסה בעזרת האור- UV (מקרן/תאורת לדים/ליזר )שבאמצעותו מתגבשת שכבה פולימרית נוזלית לתלת מימד.
הדפסת החלקים מתבצעת מלמטה למעלה כאשר אור ה- UV מגבש את אמבטיית חומר הפוטופולימר ויוצר שכבה אחר שכבה עד לקבלת האובייקט המוגמר.

יתרונות ההדפסה מעידים על כך שהאובייקטים יוצאים חלקים, חזקים, איכותיים ומדוייקים יותר.
חסרונות ההדפסה מעידים על כך שהחומר יכול להתייבש במהירות וניתן להשתמש רק בסוג אחד של פוטופולימר בהדפסה.

טכנולוגיות נוספות בדרך כלל בתעשייה:

SLM (התכה בעזרת לייזר סלקטיבי) – התכה של אבקות מתכת ליצירת אובייקט תלת מימדי מוצק.
SLS (סינטור בעזרת לייזר סלקטיבי) – לייזר ייחודי שהופך אבקה ייעודית לאובייקט מוצק.
EBM (בתכה בעזרת אלומת אלקטרונים) – אלומת אלקטרונים עוצמתית שמתיכה אבקת מתכת.
Binder Jetting – תלכיד נוזלי שמחבר שכבות דקות של חלקיקי אבקה מיוחדת על מנת ליצור מודל תלת מימדי.
Material Jetting – השיטה הזאת מתבססת על ראשי הזרקת דיו שמתיכים חומר גלם דמוי שעווה על משטח ההדפסה.

חריטה עיבוד שבבי ולייזר (CNC (Computer Numerical Control.
בטכנולוגיה זו השימוש נרחב מאוד בתעשייה של ימינו וזאת כדי ליצור רכיבים באמצעות הסרת החומר מגוש חומר הגלם, טכנולוגיה זו היא ההפך מהדפסה תלת מימדית. ה- CNC הינו כלי עבודה בעיבוד שבבי, מחרטות וכרסומת המיוצר בתהליך יצור ממוחשב ולא ביצור ידני, כאשר מגיעים לרזולוציות איכותיות ומדוייקות יותר.
לרוב היא מוכרת בעזרת מושג שנקרא CAM (Computer Aided Manufacturing) .

חומרי הגלם העיקריים ABS & PLA בטכנולוגיה FDM:
תהליך טרמופלסטים - לחומרי הפלסטיק השונים יש השפעה לטמפרטורת ההתכה.
חומרי גלם אלו, הם החומרים העיקרים במדפסת תלת מימד שמסוגלים ליצר אובייקטים מדוייקים המושפעים מספיגת לחות. חשיפה ארוכה לסביבה לחה בטווח הארוך יכולה להזיק לתהליך ההדפסה ולאיכות ירודה בתוצר המוגמר. לכן, החומרים מגיעים מבעוד מועד עם סופחי לחות.

PLA  (פוליאתילן)- חומר עם פחות עיוותים בהדפסה, החומר עובר שינוי קל, הוא יותר נוזלי בעת החימום, הזרימה המוגברת תורמת לחיבור טוב יותר בין השכבות. בטווח הארוך לחות רבה תגרום לעיוות בהדפסה. PLA הוא יותר שביר מ-ABS, יכול להיות שינוי מינורי בצבע הדפסה בעקבות הטמפרטורה.

ABS (אקרילוניטריל בוטאדין סטרין)- חומר קשיח למקצוענים, עם דיוק מירבי שנוטה להיות בועתי ולכן יכול לגרום לסיכון או לסתימת הדיזה (NOZZEL) במדפסת. בנוסף, הוא נוטה כלפי מעלה ומסתלסל על פני המשטח כאשר הוא נוגע ישירות במיטת ההדפסה. ניתן ליצור שיפור הדפסת אוביקט תוך קירור אקטיבי, אך קירור יתר יכול להפחית את חוזקו של האוביקט ואף לגרום לסדקים. חומר זה מוציא ריח חריף של פלסטיק עקב טמפרטורה גבוה.

PETG (פוליאתילן טרפתאלט)-  חומר הנדסי המחליף את ABS ללא ריח באותו חוזק כמו ABS .

FLEX - חומר PLA  רך וגמיש סילקוני - חומר עשוי מגומי, הוא שונה מחומר ה- PLA שנוקשה מאוד.
ה- FLEX אינו שביר, מתאים לישומים רבים בתעשייה ובמיוחד לצעצועים. ההבדל העיקרי שהוא מוצק וצריך לדעת איך להשתמש בו.
 

ישנם חומרים נוספים וזו רק התחלה...

​​​​​​​