טכנולוגיות תלת מימד

איך בדיוק עובדת הדפסת תלת מימד?

איך בדיוק עובדת הדפסת תלת מימד?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

הדפסת תלת מימד הינה שיטת ייצור ורב-תכליתית רב-תכליתית. במהלך העשורים האחרונים הוא היכה גלים בתעשיות רבות ברחבי העולם.

הדפסת תלת מימד הינה חלק ממשפחת טכנולוגיות ייצור הנקראת ייצור תוספים. זה מתאר את יצירת האובייקט על ידי הוספת חומר לאובייקט שכבה אחר שכבה. לאורך ההיסטוריה שלה, ייצור תוספים עבר שמות שונים, כולל סטריאוליטוגרפיה, שכבות תלת מימד והדפסת תלת מימד, אך הדפסת תלת מימד היא הידועה ביותר.

אז איך פועלות מדפסות תלת מימד?

קשורים: התחל את העסק שלך להדפסת תלת מימד: 11 מקרים מעניינים של חברות המשתמשות בהדפסת תלת מימד

איך עובדת מדפסת תלת מימד?

תהליך הדפסת התלת מימד מתחיל ביצירת מודל גרפי של האובייקט שיודפס. אלה מתוכננים בדרך כלל באמצעות חבילות תוכנה (CAD), וזה יכול להיות החלק האינטנסיבי ביותר בתהליך. התוכניות המשמשות לכך כוללות את TinkerCAD, Fusion360 ו- Sketchup.

עבור מוצרים מורכבים, מודלים אלה נבדקים לעיתים קרובות בהדמיה על פגמים פוטנציאליים במוצר הסופי. כמובן שאם האובייקט שיש להדפיס הוא דקורטיבי בלבד, הדבר פחות חשוב.

אחד היתרונות העיקריים של הדפסת תלת מימד הוא בכך שהוא מאפשר אב טיפוס מהיר של כמעט כל דבר. המגבלה האמיתית היחידה היא הדמיון שלך.

למעשה, ישנם כמה אובייקטים שפשוט מורכבים מכדי שייווצרו בתהליכי ייצור או טיפוס מסורתיים יותר כמו כרסום או יציקת CNC. זה גם הרבה יותר זול משיטות ייצור מסורתיות רבות אחרות.

לאחר התכנון, השלב הבא הוא חיתוך דיגיטלי של הדגם כדי לקבל אותו להדפסה. זהו שלב חיוני מכיוון שמדפסת תלת מימד אינה יכולה להמחיש מודל תלת ממדי באותו אופן כמוך או אני. תהליך החיתוך מפרק את הדגם לשכבות רבות. לאחר מכן העיצוב של כל שכבה נשלח לראש המדפסת להדפסה, או להנחתה, לפי הסדר.

תהליך החיתוך מסתיים בדרך כלל באמצעות תוכנית חיתוך מיוחדת כמו CraftWare או Astroprint. תוכנת סלייסר זו תטפל גם ב"מילוי "הדגם על ידי יצירת מבנה סריג בתוך דגם סולידי ליציבות נוספת במידת הצורך.

זה במקרה גם אזור שבו מדפסות תלת מימד מצטיינות. הם מסוגלים להדפיס חומרים חזקים מאוד עם צפיפות נמוכה מאוד באמצעות תוספת אסטרטגית של כיסי אוויר בתוך המוצר הסופי.

תוכנת הסלייסר תוסיף גם בעמודות תמיכה, במידת הצורך. אלה נדרשים מכיוון שלא ניתן להניח פלסטיק באוויר דק, והעמודים עוזרים למדפסת לגשר על הפערים. לאחר מכן הוסרו עמודות אלה במידת הצורך.

לאחר שתוכנית הסלייסר עשתה את הקסם שלה, הנתונים נשלחים למדפסת לשלב הסופי.

מכאן, מדפסת התלת מימד עצמה משתלטת עליה. זה יתחיל להדפיס את הדגם על פי ההוראות הספציפיות של תוכנית הסלייסר בשיטות שונות, תלוי בסוג המדפסת בה נעשה שימוש. לדוגמה, הדפסה תלת ממדית ישירה משתמשת בטכנולוגיה הדומה לטכנולוגיית הזרקת דיו, שבה חרירים נעים קדימה ואחורה, מעלה ומטה, ומחלקים שעווה עבה או פולימרים מפלסטיק, שמתמצקים ויוצרים כל חתך חדש של האובייקט התלת-ממדי. דוגמנות רב-סילונית משתמשת בעשרות מטוסי סילון העובדים בו זמנית, לצורך דוגמנות מהירה יותר.

בהדפסת תלת מימד קלסר, חרירי הזרקת הדיו מורחים אבקה יבשה דקה ודבק נוזלי, או קלסר, שמתאחדים ליצירת כל שכבה מודפסת. מדפסות קלסר מבצעות שני מעברים ליצירת כל שכבה. המעבר הראשון מפקיד ציפוי דק של האבקה, ובמעבר השני משתמשים בחרירים כדי למרוח את הקלסר.

בפוטו-פולימריזציה, טיפות פלסטיק נוזלי נחשפות לקרן לייזר של אור אולטרה סגול, הממירה את הנוזל למוצק.

Sintering היא טכנולוגיית הדפסה תלת מימד נוספת הכוללת התכה ואיחוי חלקיקים יחדיו להדפסת כל שכבה עוקבת. חיתוך הלייזר הסלקטיבי הקשור מסתמך על לייזר להמיסת אבקת פלסטיק מעכבת בעירה, ואז מתמצקת ליצירת השכבה המודפסת. בעזרת sintring ניתן לבנות גם חפצי מתכת.

תהליך התלת מימד יכול להימשך שעות ואפילו ימים, תלוי בגודל ובמורכבות הפרויקט.

"יש כמה טכנולוגיות מהירות יותר שעושות התזות בתעשייה, כמו ה- Carbon M1, שמשתמש בלייזר שנזרק בתוך מצע נוזל ומושך את ההדפסה ממנו ומאיץ את התהליך בצורה משמעותית. אבל סוגים אלה של מדפסות הם הרבה יותר פעמים מסובך, יקר בהרבה, ועובד רק עם פלסטיק עד כה. " - howtogeek.com.

לא משנה באיזה סוג מדפסת תלת מימד נעשה שימוש, תהליך ההדפסה הכולל בדרך כלל זהה.

  • שלב 1: הפק מודל תלת ממדי באמצעות תוכנת CAD.
  • שלב 2: שרטוט ה- CAD מומר לפורמט שפת הטסלציה הרגילה (STL). מרבית מדפסות התלת מימד משתמשות בקבצי STL בנוסף לסוגי קבצים אחרים כגון ZPR ו- ObjDF.
  • שלב 3: קובץ ה- STL מועבר למחשב השולט במדפסת התלת מימד. שם המשתמש מגדיר את הגודל והכיוון להדפסה.
  • שלב 4: מדפסת התלת מימד עצמה מוגדרת. לכל מכונה יש דרישות משלה להתקנה, כגון מילוי פולימרים, קלסרים וחומרים מתכלים אחרים בהם תשתמש המדפסת.
  • שלב 5: הפעל את המכונה והמתין להשלמת הבנייה. יש לבדוק את המכונה באופן קבוע במהלך תקופה זו כדי לוודא שאין שגיאות.
  • שלב 6: האובייקט המודפס מוסר מהמכונה.
  • שלב 7: השלב האחרון הוא עיבוד לאחר. מדפסות תלת מימד רבות דורשות סוג כלשהו של עיבוד לאחר, כגון הברשת אבקה שנותרה או שטיפת האובייקט המודפס כדי להסיר תומכים מסיסים במים. האובייקט החדש עשוי להזדקק גם לריפוי.

מה יכולה לעשות מדפסת תלת מימד?

כפי שכבר ראינו, מדפסות תלת מימד הן תכליתיות להפליא. בתיאוריה הם יכולים ליצור כמעט כל דבר שתעלה על דעתך.

אך הם מוגבלים על ידי סוגי החומרים בהם הם יכולים להשתמש ל"דיו "ועל פי גודלם. עבור חפצים גדולים מאוד, למשל בית, תצטרך להדפיס חלקים בודדים - או להשתמש במדפסת תלת מימד גדולה מאוד

מדפסות תלת מימד מסוגלות להדפיס בתאי פלסטיק, בטון, מתכת ואפילו בעלי חיים. אך רוב המדפסות מתוכננות להשתמש רק בסוג אחד של חומר.

כמה דוגמאות מעניינות לאובייקטים המודפסים בתלת מימד כוללים, אך אינם מוגבלים, ל: -

  • גפיים תותבות וחלקי גוף אחרים
  • בתים ומבנים אחרים
  • מזון
  • תרופה
  • כלי נשק
  • מבנים נוזליים
  • מוצרי זכוכית
  • חפצים אקריליים
  • אביזרי סרטים
  • כלי נגינה
  • הַלבָּשָׁה
  • מודלים ומכשירים רפואיים

ברור שיש להדפסת תלת מימד יישומים בענפים רבים.

מהם סוגים מסוימים של תוכנות הדפסת תלת מימד?

תוכנות CAD שונות ישתמשו במגוון פורמטים של קבצים, אך חלק מהנפוצים ביותר הם:

  • STL - שפת טסלציה סטנדרטית, או STL הוא פורמט עיבוד תלת ממדי שבדרך כלל יכול להתמודד רק עם צבע יחיד. זה בדרך כלל פורמט הקובץ בו משתמשים במדפסות התלת מימד השולחניות ביותר.
  • VRML - שפת דוגמנות מציאות מדומה, קובץ VRML הוא פורמט קובץ חדש יותר. אלה משמשים בדרך כלל למדפסות עם יותר ממכבש אחד ויכולים להתמודד עם יצירת מודלים רב צבעוניים.
  • AMF - תבנית קובץ ייצור תוספים, זהו תקן פתוח מבוסס .xml להדפסת תלת מימד. זה יכול גם לתמוך במספר צבעים.
  • GCode - GCode הוא פורמט קובץ אחר שיכול להכיל הוראות מפורטות למדפסת התלת מימד להנחיות להנחת כל פרוסה.
  • פורמטים אחרים - ליצרני מדפסות תלת מימד אחרים יש גם פורמטים קבצים משלהם.

מהם היתרונות של הדפסת תלת מימד?

כפי שכבר נגענו לעיל, להדפסת תלת מימד יכולות להיות יתרונות שונים על פני תהליכי ייצור מסורתיים יותר כמו הזרקה או כרסום CNC.

הדפסת תלת מימד היא תהליך תוסף, ולא חיסור כמו כרסום CNC. הדפסת תלת מימד בונה דברים שכבה אחר שכבה ואילו המאוחר יותר מסיר חומר מגוש מוצק ליצירת מוצר. המשמעות היא שבמקרים מסוימים הדפסת תלת מימד יכולה להיות יעילה יותר במשאבים מאשר CNC.

דוגמה נוספת לתהליכי ייצור מסורתיים, הזרקה, נהדרת לייצור הרבה חפצים בנפחים גדולים. למרות שהוא יכול לשמש ליצירת אבות טיפוס, הזרקה היא המתאימה ביותר לייצור המוני בקנה מידה גדול של עיצוב מוצר מאושר. עם זאת, הדפסת תלת מימד מתאימה יותר לריצות ייצור בקנה מידה קטן ומוגבל או לפרוטוטייפ.

בהתאם לשימוש, ישנם כמה יתרונות אחרים של הדפסת תלת מימד על פני תהליכי ייצור אחרים. אלה כוללים, אך אינם מוגבלים ל:

  • ייצור מהיר יותר - אמנם לפעמים איטי, אך הדפסת תלת מימד יכולה להיות מהירה יותר מתהליכים קונבנציונליים כמו הזרקה וייצור חיסור.
  • נגיש בקלות - הדפסת תלת מימד קיימת כבר כמה עשורים והתפוצצה מאז שנת 2010. כיום יש מגוון רחב של מדפסות וחבילות תוכנה זמינות (רבות מהן קוד פתוח) מה שמקל על כמעט כל אחד ללמוד כיצד לעשות זאת.
  • מוצרים איכותיים יותר - הדפסת תלת מימד מייצרת איכות עקבית של המוצר. כל עוד הדגם מדויק ומתאים למטרה, ומשתמשים באותו סוג מדפסת, המוצר הסופי בדרך כלל תמיד יהיה באותה איכות.
  • נהדר לבדיקות עיצוב ומוצרים - הדפסת תלת מימד היא אחד הכלים הטובים ביותר לעיצוב ובדיקת מוצרים. הוא מציע הזדמנויות לעצב ולבדוק מודלים כדי לאפשר חידוד בקלות.
  • עלות תועלת - הדפסת תלת מימד, כפי שראינו, יכולה להיות אמצעי ייצור חסכוני. לאחר יצירת המודל, התהליך הוא בדרך כלל אוטומטי, ופסולת חומרי הגלם נוטה להיות מוגבלת.
  • עיצובי מוצרים הם כמעט אינסופיים - האפשרויות של הדפסת תלת מימד כמעט בלתי מוגבלות. כל עוד ניתן לעצב אותו ב- CAD והמדפסת מספיק גדולה כדי להדפיס אותו, השמיים הם הגבול.
  • מדפסות תלת מימד יכולות להדפיס באמצעות חומרים שונים - מדפסות תלת מימד מסוימות יכולות למעשה למזג או לעבור בין חומרים. בהדפסה המסורתית זה יכול להיות קשה ויקר.


צפו בסרטון: מדפסת תלת מימד הקטנה בעולם (יוני 2022).