יום חמישי, 11 בספטמבר 2014

הדפסה תלת מימדית מהי?


הדפסה תלת מימדית הינה שיטת ייצור בה אובייקט תלת מימדי נוצר ע"י הנחת שכבות רצופות של חומר אחת על גבי השניה עד ליצירה מלאה של האובייקט.

המדפסת התלת-מימדית הראשונה הומצאה בשנת 1983 על ידי צ'אק הול (Chuck Hull) מחברת 3D Systems ומאז פותחו טכנולוגיות הדפסה תלת מימדית רבות נוספות שהשוני ביניהן בא לידי ביטוי בתהליכי הייצור, סוגי חומרי הגלם שניתן להדפיס בהם, דיוק ורזולוציית ההדפסה, מהירות, רמת הגימור ועלויות ההדפסה.
בעבר, השימוש בשיטת ייצור זו היה בעיקר נחלתן של חברות גדולות אך עם יציאתן לשוק של מדפסות קטנות וזולות יותר, הדפסה תלת-מימדית נהייתה נגישה ואפשרית גם עבור העסקים הקטנים ואף לצרכן הפרטי.
שוק המדפסות הביתיות והשולחניות הינו נישה אשר תופסת תאוצה רבה בשנים האחרונות וכיום כל אחד יכול להפוך את הרעיונות שלו מאובייקטיים מופשטים או וירטואליים לעצמים מוחשיים.
לא צריך להיות מומחה בתכנון או משתמש במערכות תכנון מקצועיות על מנת להיות מסוגל לתכנן מודלים באופן עצמאי. מדפסות התלת-מימד יכולות לקבל הוראות להדפסה מכל תוכנה שמוציאה קבצים מסוג ,STL פורמט המשמש להפקת המידע הנדרש לייצור מודלים תלת-מימדיים.
את כל תוכנות המידול התלת-מימדי ניתן לחלק לשלוש קטגוריות עיקריות:
  1. מערכות תכנון High End אשר נותנות מענה לתכנון מוצרים בעלי הרכבות גדולות ומורכבות מעשרות אלפי חלקים כדוגמת רכבים ומטוסים. התוכנות הנפוצות ביותר בקטוגוריה זו הן Catia, יוניגרפיקס ו-PRO/e.
  2. תוכנות Main Stream לתכנון סוליד פרמטרי: הינן הנפוצות ביותר במשרדי תכנון ובאוניברסיטאות. התוכנות הבולטות בקטגוריה זו הן SolidEdge, SolidWorks ו-Inventor.
  3. תוכנות לחובבים ולתכנון בסיסי: תוכנות פשוטות יותר במחיר נמוך או חינמיות לגמרי אשר נותנות מענה מספק לתכנון תלת-מימדי פשוט. ישנן תוכנות רבות בקטגוריה זו וביניהן הראויות לציון הן:
    • Delcam PowerShape
    • TinkerCad
    • FreeCAD
    • SketchUP
    • Blender
    • MODO
כפי שישנו מבחר רחב של תוכנות תכנון בתלת-מימד כך גם אופציות ההדפסה בשיטה זו הן רבות ומגוונות הן מבחינת אופן ההדפסה והן מבחינת סוגי החומרים והצבעים שניתן להדפיס בהם.
כיום ניתן להנות ממבחר של מאות סוגי חומרים וצבעים שניתן להדפיס בהם.
ישנן 5 טכנולוגיות שונות להדפסה בתלת-מימד:
  1. טכנולוגיית FDM (Fused Deposition Modeling): טכנולוגיה זו בונה חלקי מוצר בשכבות ע"י חימום חומר טרמופלסטי למצב חצי נוזלי ועיצובו.
  2. סטריוליטוגרפיה: מדפסת שעובדת בשיטה זו מרכזת קרן אור אולטרה-סגול על פני משטח של מיכל מלא בגומי נוזלי הניתן לפולימריזציה ע"י חשיפה לאור. הקרן האולטרה-סגולית יוצרת שכבות דקות של המודל ע"י הקשחה של "חתיכות" הגומי שהיא פוגעת בהן. כך, חתיכה אחר חתיכה, נוצר המודל התלת-מימדי הסופי בעל רזולוציה גבוהה במיוחד.
  3. דבקוק סלקטיבי באמצעות לייזר: טכנולוגיה זו לוקחת חומרים במצב של אבקה כגון קרמיקה, זכוכית, ניילון ומתכות לרבות טיטניום, אלומיניום וכסף. קרן הלייזר גורמת להיתוך החומרים והפיכתם לאובייקט תלת-מימדי.
  4. טכנלוגיית Polyget Photopolymer: טכנולוגיה זו פועלת באופן הדומה למדפסת מחשב רגילה ע"י שימוש באור אולטרה-סגול ליצירת שכבות פוטופולימר נוזלי לבניית האובייקט. בטכנולוגיה זו ניתן להשתמש בחומרים רבים בצבעים מגוונים.
  5. עיצוב בהזרקה (Syringe Extrusion): בשיטת הדפסה זו ניתן להשתמש כמעט בכל חומר בעל צמיגות קרמית. השיטה מתאימה למדפסות בעלות פיות הזרקה בצורת מזרק. בין החומרים שניתן להשתמש בהם: דבק, מלט, סיליקון ופלסטלינה.
טכנולוגיות הדפסת תלת-מימד מציעות מבחר רחב של שילובי חומרים וצבעים על מנת שכל אחד יוכל לבחור את האופציה המיטבית לשימוש שהוא רוצה לעשות במוצר.