“עולם ההדפסות בתלת מימד פורח בשנים האחרונות, והפך מטכנולוגיה יקרה ומסובכת לפשוטה יותר וניתנת להבנה בקלות יחסית, בין אם מדובר בפרויקטים לתעשיות בנייה ובין אם מדובר ביצירת חלקים לתעשיות ביטחוניות וכד'. ”
לפני הכל, איך זה בכלל עובד?
מדפסת תלת מימד עובדת בשיטה 'תוספתית', כלומר מוסיפה חומר ובונה את האובייקט בשכבות עד לתום התהליך. מדובר בתהליך חדשני ושונה מהשיטה 'החסרתית' שהייתה נהוגה עד היום, לפיה מסירים חומרים מחומר הגלם עד להגעה לאובייקט המבוקש. שיטה תוספתית מספקת דיוק מרבי בהדפסה, לעומת שיטה בה אנחנו מסירים חומר שלא ניתן לחבר חזרה. כלומר הדיוק בהדפסה מתבטא בכך שניתן לתכנן את התוכנית עד להגדרת כמות החומר, והמדפסת מבצעת את העבודה ללא סיכון ל"בזבוז" חומר. ישנה שליטה בכל התהליך, החל משולחן השרטוטים ועד לתוצר הסופי.
חשוב להבין שישנן סוגים שונים של מדפסות תלת מימד, לכל אחת מהן שימוש היכולות אחרות שמשתנות ממדפסת למדפסת. כלומר המדפסות השונות נבדלות במאפייניהם כמו: רזולוציית ההדפסה, מהירות ההדפסה, עלויות והחומרים שהן מסוגלות לעבוד איתן.
ההדפסה בתלת מימד צוברת תאוצה!
מדפסות תלת מימד הפכו לקלות לשימוש ותפעול, והן מאפשרות ליצור מודלים ואביזרים שונים – בלי להיות מהנדס. כיום המדפסות נמכרות במחירים זולים יותר, והן צוברת נוכחות רבה בתעשיות גדולות כמו: רפואה, צבא, אדריכלות, עיצוב אופנה – ואפילו בעולמות הרהיטים. בתחום הצבא למשל, הדפסת תלת מימד מאפשרת ליצור חלקים וחלפים ברמות דיוק והתאמה גבוהות למטוסים.
האהדה הזו נובעת בעיקר בזכות האלגנטיות, הפשטות והדיוק שמאפשרת הדפסה בתלת מימד. המחיר שלה, יחד עם קלות השימוש, הובילו לביקוש רב למכונה המופלאה.
מה אפשר להדפיס עם מדפסת תלת מימד?
קיימות מדפסות ביתיות וקטנות מסוגלות לשבת על שולחן עבודה, וניתן לייצר בהם דגמים וחלקים קטנים לשימושים שונים. בנוסף קיימות גם מדפסות גדולות במיוחד שמיועדות להדפיס אפילו חלקי מטוסים ובתים דבר שמוזיל ומקל בעלויות בנייה או תחזוקה. המשמעות של הגדלים והזמינות היא שהמדפסת הופכת לכלי עבודה מרכזי וזמין כמעט לכל דורש.
אחת התעשיות שחוגגת בתקופה הזו היא תעשיית הרפואה שבה החלו להדפיס איברים וחלקים שיסייעו בעתיד. הדוגמאות הבולטות, שהוזכרו קודם לכן, לשימוש בה היו הדפסת רקמות, כשעל הרקמות המודפסות ישנם גידולים סרטניים מודפסים במדפסת תלת מימד על גבי הרקמה לצורכי מחקר. כל הפרויקט נעשה באמצעות מדפסת תלת מימד, וברמה שמצליחה לחקות את התהליך האמיתי בגוף חי.
בנוסף לכך, גם תחום הדיור מרוויח מזה כאמור, ובאוסטין בארה"ב מקימים שכונה מודפסת ראשונה. זו בשורה חשובה בתחום ההדפסות, כזו שמשפיעה על ענף הדיור.
מדפיסים עם פלסטיק
החומר המרכזי שבו נעשה שימשו בהדפסות תלת מימד הוא פלסטיק, בתהליך שנקרא שיחול חומר. התהליך משתמש בלחץ גבוה ודחיסה כדי להעביר חומר מסוים דרך חתך או חור קטן יותר בשם דיזה. החומר הפלסטי שעובר את תהליך השיחול, מעוצב מחדש בצורתו בהתאם לצורת הדיזה. לאחר תהליך זה נבנה המודל התלת מימדי בצורה של שכבות אחת על השניה.
סוגי טכנולוגיות להדפסה תלת מימדית
1. טכנולוגיית FDM (Fused Deposition Modeling) – מדפסות FDM מבוססות חומרים תרמו-פלסטיים. חומרים מסוג זה מחוממים וניתן לעצב אותן במודלים הרצויים, אך שאר תכונות החומר המחומם לא עוברות שינוי משמעותי. מדובר בשיטה וותיקה וזולה במיוחד, ומבוססת התכה ומילוי חומר שמוזרק ע"י ראש הדפסה.
יתרון השיטה הזו הוא שמדובר בשיטה זולה לשימוש, ובנוסף היא גמישה לשינויים והתאמות וכמובן מהירה. החיסרון שלה נוגע דווקא בגימור הסופי של האובייקט, כלומר היא לא מייצרת גימור חלק לגמרי. ניתן לראות את תנועות ההדפסה וסימני ההדפסה למשל באזורי חיבור באובייקט.
2. טכנולוגיית SLA (Stereolithography) – מדפסות SLA מבוססות נוזל פוטופולימר, שהדרך להפוך אותו לאובייקט מוצק נעשה באמצעות אור. כלומר יוצקים נוזל בשם פוטופולימר, וממצקים אותו שכבה אחר שכבה באמצעות קרינת לייזר.
יתרון השיטה הזו הוא רמות הדיוק של האובייקט, שנוצר עם פני שטח חלקים ומורכבים במיוחד. החיסרון של השיטה נוגע בתמיכות שמציבים לאובייקט המודפס, שלאחר מכן יש צורך להסיר. בנוסף לכך שהשיטה מתאימה בעיקר לחלקים קטנים ומורכבים.
3. טכנולוגיית SLS (Selective Laser Sintering) – מדפסות SLS מבוססות סינטור (חימום) אבקה בשילוב לייזר סלקטיבי. במסגרת התהליך מפוזרת אבקת פלסטיק בשכבה דקה, לאחר מכן נעשה שימוש בלייזר. השימוש בלייזר מאפשר להגיע לטמפרטורה סמוכה לנקודת התכה, כך מתחברים גרירי הפלסטיק לכדי גוף קשיח.
יתרון השיטה הזו הוא שלא צריך תמיכה מיוחדת, ופרט לניקוי והברשת האבקה לא קיים תהליך מיוחד נוסף. החיסרון שחשוב להכיר הוא הזמן שממתינים עד שניתן להשתמש בחלקים המודפסים.
