חומרי גלם לתלת ממד-המפתח להדפסה מוצלחת

לו רק הייתה ללאונרדו דה וינצ'י, הממציא היצירתי, מדפסת תלת ממד! תארו לעצמכם, מה הוא היה עושה איתה, בתור גאון בעולמות המדע, המכאניקה, ההנדסה, האדריכלות ועוד!!! כלום. גורנישט. נאדה. מדוע? מאחר שהוא לא היה מוצא חומרי גלם מתאימים לצרכים הנדסיים אותם פיתח. חומרים כאלה דרשו המצאות ופיתוחים רבים, שעדיין לא היו בנמצא בזמנו. בינתיים, לאונרדו בנה סקיצות מודלים מדמיונו העשיר על הנייר וגם בחומר הזמין לכך באותה העת – חמר, שיש ואבן. זה עבד עבורו מצוין.

בין רוח לחומר

כמו דה וינצ'י, מי שרוצה כיום להפיח חיים ברעיונותיו הרבים והמגוונים, טכניים /הנדסיים כאחד, מתחיל פעמים רבות מדגם. בסוף התהליך, הדגם עשוי להפוך למוצר מוגמר. בשני המקרים, ניתן לעשות זאת לעתים קרובות באמצעות מגוון החומרים שזמינים כיום להדפסה בתלת ממד. חומרים אלה (Filaments) מבוססים בדרך כלל על פולימרים – מרכיב מרכזי בפלסטיק, שהוא זול, מציע אפשרויות רבות מאוד וגם קל לעיבוד.

מחומרים ליישומים שימושיים

אנו יודעים כיום איך לאון המוכשר נראה, בזכות פורטרט עצמי שהוא (כנראה) צייר. אם הוא היה חי כיום, ייתכן שהיה משאיר אחריו הדפסת תלת ממד מבוססת "סלפי" (כן, יש דבר כזה). השימושים האפשריים הרבים להדפסת התלת ממד, ממחישים שרק לאחר שמתחילים להשתמש בהמצאה, מבינים באמת מה אפשר לעשות איתה. מבחינה זו, יש קשר מעניין בין החומר ליישום. יישומים שונים, מחייבים חומרים שונים. למעשה, ניתן לומר שחומר הגלם למדפסת, הוא מה שמתווך בין המתכנן היוצר לבין התוצר המבוקש. המדפסת עצמה, היא כלי עבודה חשוב אך יש מרכיב נוסף, החומר, שעשוי להיות אפילו חשוב יותר, מאחר שהוא זה שנותן לתוצר את אופיו המיוחד ואת תכונותיו המבוקשות. במונחי טכנולוגיה, ניתן לומר שחומר הגלם הוא enabling technology, יותר מהמדפסת עצמה. נאמר שחברה ביטחונית מזמינה חלקים לצוללת, ונדרשות עשרות סקיצות ותבניות הזרקה עד להשגת המוצר המדויק, זה עניין יקר שאורך זמן רב ואם נדרשת סודיות, זה מצמצם את מספר הספקים  – זה יקר, מסורבל. לעומת זאת, חומר פולימרי שמעבדים במדפסת 3D, יעשה את העבודה – בזול, במהירות, בקלות והחשוב ביותר: יש בסופו חלק פונקציונלי לשימוש סופי. לקבלת פרטים נוספים  הקליקו ומלאו  https://lp.vp4.me/cb3n

היצור בתלת ממד מכפיל את עצמו בהתמדה

מחקר Dimensional Research עבור חברת Jabil, השווה מגמות בתחום זה בין 2017 ל-2019. לפי המחקר, הדפסת אבי טיפוס היא עדיין השימוש המוביל. עם זאת, היקף השימושים האחרים מתרחב בהתמדה וכך גם היקף החומרים הזמינים עבורם. באופן מיוחד, רואים יותר ייצור לפרודקשן בהדפסת 3D, דבר שמשנה ומעלה את רף הדרישות מהחומרים. להמחשה: 4% מהמשתתפים במחקר ייצרו ב-2017 מעל למחצית מהרכיבים שלהם לפרודקשן, בעזרת מדפסות תלת ממד. ב-2019 ההיקף כבר היה 12%.

לחשוב פתוח – קוד פתוח

רבים וודאי נתקלו באזכור הקוד הפתוח מבחינת תוכנה. הדבר עזר להוזיל ולהפיץ את טכנולוגית הדפסת ה-3D בכלל. גישה זו התרחבה כיום גם לנושא החומרים וזו התפתחות משמעותית ביותר.

פלטפורמה חומרים פתוחה, מאפשרת להשתמש במגוון חומרים של ספקים שונים במדפסת נתונה. במדפסות אולטימייקר למשל, ניתן להשתמש במעל ל-100 חומרים שונים. לגישה זו יש מגוון יתרונות עבור הצרכנים, שיכולים כעת להיות בררנים מאוד.

יש לכם אולי חומר ש.. כן!

בואו נמחיש על קצה המזלג, את המצב המצוין שבו אנו נמצאים מבחינת חומרים זמינים. ניקח כדוגמה מקומית בולטת את חברת מפעיל, נציגת HP, ,Sinterit MiniFactory ואולטימייקר בישראל (מדפסות תלת ממד) ויבואנית חומרי גלם רבים, ביניהם גם של BASF (מיצרניות החומרים המובילות בעולם). מפעיל משווקת מדפסות 3D להן יש פלטפורמת חומרים פתוחה, לצד מגוון רחב של חומרי גלם, עבור שימושים רבים שעד היום לא היה עבורם פתרון מתאים בהדפסה. בכך, מפעיל מאפשרת ללקוחותיה לייצר חלקים פונקציונאליים המתאימים לצרכים הנדסיים שונים.

חומרים מיוחדים עולם החומרים שמתעדכן כל הזמן, מציע חומרים חדשים המשפרים את איכות החלקים המודפסים, אם בגמישות ואלסטיות החלק, אם ברמת הרזולוציה של פני השטח, אם בחוזק של סיבי קרבון, או סיבי זכוכית, או חומרים לבניית תמיכות מסיסות ועוד. קחו לדוגמא את ULTEM AM9085F שמפעיל מציעה. חומר זה, מאפשר לייצר במהירות חלקים שמתפקדים באופן מלא. בזכות יחס גבוה של חוזק למשקל, ניתן להשתמש בו למשל ליצירת אבי טיפוס בתחבורה, כולל במטוסים ובתעשיית הרכב (חומר קל משקל). ל- ULTEM AM9085Fיש גם דירוג גבוה בהיבטי בעירה, עשן ורעילות (דירוג FST). כמו כן, כחומר "תרמו פלסטי", הוא יכול לשנות מצב שוב ושוב, מנוזל למוצק, תוך שמירת תכונותיו המיוחדות והוא משווק במפעיל במחיר מיוחד מאוד. 

לבנות עתיד מחומרים טובים

לו רק הייתה ללאונרדו מדפסת תלת ממד! סביר שהוא היה הופך ללקוח נלהב של החומרים עבורה. אגב, להשלמת התמונה: דה וינצ'י היה למעשה "צרכן כבד" של תוצרי הדפסה חדשניים – הספרים המודפסים. זאת, תודות לגוטנברג, שבדיוק המציא את מכונת הדפוס או אם תרצו, את מדפסת הדו-ממד. התקדמנו.