נושא הבלוג

קצת קשה לדחוס יותר מ- 20 שנות נסיון עם תיב"ם מכני תלת ממדי יחד עם עוד כמה שנות נסיון בהדפסה תלת ממדית לתוך בלוג אחד. אבל, זה כייף לנסות.
הבלוג מיועד למקצוענים ולחובבים ב 3D CAD וב 3D Printing למי שרוצה ללמוד ולהבין יותר על הטכנולוגיה ועל החידושים בתחום. אשמח לתגובות ולשיתוף.

יום ראשון, 23 בפברואר 2014

רשתות במדפסות SLS

ייצור של חלקים קטנים מאוד יכול להיות בעיה במדפסת SLS המייצרת מאות חלקים בהרצה של כ- 30 שעות. לאחר תהליך הקירור, החלקים מוצאים מהמכונה בתוך גוש של אבקת ניילון 12 לבנה. כדי לשמור על החלקים הקטנים ולאפשר למפעיל למצוא אותם בתהליך שאיבת החומר העודף והניקוי , המכונה מייצרת רשת העוטפת את החלקים הקטנים. אחרי הניקוי, גוזרים את הרשת כדי להוציא את החלקים.

גל רז 


יום שבת, 8 בפברואר 2014

תרמופלסטי או תרמוסטי וההבדלים בינהם

ממודל וירטואלי לחלק פיזי
השם פלסטיק מקורו בשפה היוונית ומשמעותו "שניתן להקנות לו צורה" . ההדפסה התלת ממדית נותנת משמעות חדשה והגדרה מורחבת לפלסטיק.  הטכנולוגיה של ייצור בשכבות מאפשרת לנו להעביר חפצים ממקום למקום בצורה ווירטואלית, כך שהחפץ יכול להופיע בו זמנית בשני קצוות כדור הארץ  והמימוש שלו מתבצעת בתחנת ההדפסה בתלת ממד. 
ייצור מהיר בהדפסה תלת ממדית הוא הפיכת חומר למוצק על פי תבנית דיגיטלית כל שהיא. האתגר  הגדול בטכנולוגיות ההדפסה הוא מציאת הדרך היעילה להפוך את החומר למוצק תוך קבלת הצורה הרצויה. 

את החומרים הפלסטיים מחלקים לשתי משפחות : תרמופלסטים ותרמוסטים
ישנם שני הבדלים מהותיים בניהם שמשמעותיים מאוד לסוג השימוש שניתן לעשות בחומר לצורכי הדפסה. חומר תרמופלסטי במצב מוצק ניתן להתיך ולהשתמש בו שוב ואילו חומר תרמוסטי ניתן להפוך למוצק רק פעם אחת. לאחר מכן, בחשיפה לחום גבוהה הוא יתפרק ויישרף

חומרים תרמוסטים
כאמור, חומר תרמוסטי עובר מנוזל למוצק פעם אחת בלבד. דוגמה טובה מגיעה מארוחת הבוקר. כאשר אנחנו מכינים חביתה, הביצה מגיעה במצב נוזלי והחימום הופך  אותה למוצק. חימום יתר ישרוף את החביתה אבל, בשום תנאי היא לא תחזור להיות נוזלית. 
חימום היא רק אחת השיטות הידועות למצק חומרים תרמופלסטים ממצב נוזלי, ישנם חומרים שיהפכו למוצק בהשפעת גלי קול בלבד וישנם גם החומרים הפוטופולימרים.  
פוטופולימרים הם חומרים תרמופלסטים בעלי יכולת להפוך מנוזל למוצק בחשיפה לאור, בעיקר לתאורת UV. היכולת של חומרים אלו להפוך למוצקים מנוצלת בהדפסה בשיטת SLA או סטריאוליטוגרפי . חומר הגלם מגיע במצב נוזל סמיך ומכונה שרף או resin. את החומר הופכים למוצק בחשיפה לאור באורכי גל מתאימים.  קימות שלוש שיטות מקובלות להפיכת השרף הפוטופולימר למוצק.
1. קרן לייזר ה"מציירת" על השרף שיכבה אחת שיכבה.
2. מקרן DLP המטיל תמונה באור UV על כל השיכבה וממצק רק את האזורים המוארים.
3. הדפסה מדויקת של החומר בדומה להזרקת דיו בשיכבה דקה לפי הצורה הרצויה וחשיפה מידית של כל השיכבה לאור.

דגם צבעוני של אובגט
להדפסה בחומרים תרמוסטים מספר יתרונות ייחודיים. התוצר הוא בעל פני שטח חלקים. ניתן לקבל חלקים בשקיפות טובה וניתן לקבל דיוק בפרטים קטנים .
יכולות נוספת חשובה הבאה לדי ביטוי בקונקס 500 החדשה  של אובגט הישראלית,  היא היכולת לגוון את החומר בפיגמנטים שונים ולקבל מודל צבעוני.
אבל, לחומרים התרמוסטים מספר חסרונות מהותיים המגבילים את ההתאמה שלהם בעיקר למודלים קונספטואלים ולא למוצר סופי. התוצר של מדפסות בחומרים פוטופולימרים מתקשה לשמור על תכונותיו לאורך זמן. החומר, בחשיפה לאור,  ממשיך להתקשות , צבעו נעכר והוא הופך לשביר. החומרים הפוטופולימרים רגישים מאוד לסביבה רטובה. הם סופחים לחות ואינם שומרים טוב על המידות.  התכונות הללו הופכים אותם מתאימים למודלים בעלי אורך חיים קצר ולא כתחליף למוצר סופי המיוצר בשיטות הייצור המסורתיות. חסרונות נוספים קשורים להשפעה הסביבתית של החומרים הפוטופולימרים. במצב הנוזלי של שרף הם רעילים ולא מומלצים למגע עור או נשימה. כמוצר סופי במצב מוצק, הם אינם ניתנים למחזור.

חומרים תרמופלסטים
היכולת של חומרים תרמופלסטים לעבור ממצב מוצק לנוזל וחזרה ולשמור על התכונות גם לאחר התכה וקרור הופכת אותם לזמינים לאין ספור יישומים.
רוב מוצרי הפלסטיק מסביבנו נוצרו בתבניות הזרקת פלסטיק. בתהליך הזרקה, הפלסטיק מומס ומוזרק בלחץ לתבנית מתכת שם הוא מתקרר ומקבל את צורתו הסופית.  הדפסה תלת ממדית עם חומרים תרמופלסטים מתבצעת בשתי שיטות עיקריות. השיטה הראשונה,  הנפוצה ביותר, היא חימום של חוט פלסטיק (בדרך כלל ABS או PLA) לטמפ' התכה כאשר החומר נדחף דרך נחיר צר המצייר את השיכבה. כאשר החומר עוזב את הנחיר, הוא מתקרר חזרה והופך למוצק. דרך יצור נוספת היא ה SLS.  בשיטה זו חומר הגלם מגיע בצורת פלסטיק הטחון דק לאבקה (בדרך כלל פוליאמיד) , הוא מחומם בתנור ובעזרת קרן לייזר מקורב לטמפ. ההתכה כדי לייצר את השיכבה.
מאבקת פלסטיק לחלק תרמופלסטי
לחומרים התרמופלסטים יתרונות רבים בחוזק מבני, שמירה על מידות לאורך זמן והתאמה למוצרי מזון ומגע עור. את התוצר הסופי ניתן למחזר והוא בטוח לשימוש.
בהדפסה תלת ממדית עם חומרים תרמופלסטים לא ניתן לקבל שקיפות, פני השטח אינם חלקים ובחלקים קטנים, קשה לשמור על פרטים.

הדפסה תלת ממדית איננה פתרון קסם המחליף תמיד את שיטות הייצור המסורתיות. ייצור מתוסף מהיר היא שיטת ייצור מתוחכמת המתבצעת ללא צורך בייצור כלים ומגבלות תכנון ומאפשרת לקבל צורות גאומטריות וחללים פנימיים ייחודיים. כדי להפיק ממנה תועלת, רצוי להכיר את הטכנולוגיה ולהתאים אותה לצורך.

גל רז