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 רביעי, 29 בינואר 2014

סולידוורקס יוצאת לדרך חדשה

gmail לא תמיד הייתה שם. בהתחלה היה רק מנוע חיפוש וכשגוגל הכריזה על שרות המייל המהפכני בחינם, עם תיבה גדולה פי 100 מכל האחרים, היא בחרה להודיעה שהמוצר יושק ב 1 לאפריל.  SolidWorks פחות הרפתקנים מגוגל ולכן המוצר המשמעותי ביותר בהיסטוריה של החברה ישוחרר ב 2 לאפריל, יום אחרי יום הכסילים הבין לאומי . 
עבור סולידוורקס זו תחילתה של דרך חדשה. התוכנה החדשה עם השם הארוך -  SolidWorks Mechanical Conceptual או פשוט MC היא הבשלה מאוחרת של פלטפורמה חדשה שהייתה אמורה לצאת לפני שנתיים. 
ה MC מוגדרת כתוכנה לתכנון קונספט מכני וכוללת יכולות סימולציה מכנית וניהול מידע מובנה  ובכך היא דומה להפליא לתוכנה המתחרה בת השנה מבית אוטודסק  ה Fusion 360 . בעוד ה 360 שמה דגש על טיפול במשטחים ובגאומטריות מורכבות, ה MC שמה דגש על מנגנונים מכנים. מוצר נוסף שישוחרר בהמשך, ה IC , מיועד לתת מענה לתחום העיצוב עם כלים לטיפול בגאומטריות מופשטות.

 החידושים העקרים שה MC מביא לסולידוורקס הם אלו:

1.קרנל מתמטי חדש - זו התוכנה הראשונה מבית SolidWorks שמבוססת על פלטפורמת חברת האם - דאסו סיסטמס וחולקת את אותה הפלטפורמה עם תוכנת Catia . סולידוורקס שואפת להתנתק מהקרנל המתמטי Parasolid ששייך למתחרה סימנס/יוניגרפיקס עליו מבוססת התוכנה היום וזה הצעד הראשון בכיוון.
2. מחשוב ענן - ה MC היא הכניסה הראשונה  של סולידוורס לתחום "מחשוב הענן". התוכנה מותקנת מקומית אבל החישובים והקבצים נשמרים בענן, מאפשרים שימוש בכוח עיבוד ענק ומקלים על שיתוף המידע.
3. שיטת תמחור חדשה - עם ה MC, גם סולידוורקס גם עוברת לשיטת תמחור של תשלום חודשי ללא רכישה מוקדמת  כפי שמקובל בפלטפורמת הענן של אוטודסק.  SolidWorks בחרו במחיר חודשי לא עממי בכלל של 250$ לחודש ושנה מינימום. המחיר מאוד רחוק מה 40$ שאוטודסק גובה עבור ה  Fusion 360 ואני חושש שזה ירחיק חלק מהלקוחות הפוטנציאלים.  
לסולידוורקס אתגר נוסף. החברה ידועה בנאמנות לרשת המפיצים החזקה והמסורה שלה. טכנולוגית הענן מאפשרת לצרכן לרכוש ישירות מהחברה ללא תיווך המפיץ. יייתכן שהסיבה למחיר הגבוה מגיעה מהרצון של סולידוורקס להשאיר את המפיצים בתמונה ולשלם להם עמלה על כל רכישה.
4. מדיניות מחירים אחידה - כיום נהוגה בסולידוורקס מדיניות מחירים שונה בכל טרטוריה ומדינה. לדוגמה, תוכנת SolidWorks Pro שנמכרת בישראל ב 6,800$, נמכרת בארה"ב ב 5,000$ בלבד. ה MC , כפי שמקובל בתוכנות ענן, תמכר כנראה במחיר אחיד בכל העולם .

הכיוון החדש של סולידוורקס מצביע על הדרך אליה מתקדמת כל תעשיית התיב"ם. אחרי שנים של עמידה במקום ,שוב נושבת רוח של חדשנות במסדרונות ה CAD. 

גל רז

אם קראתם עד לכאן, אני משוכנע שתמצאו ענין  גם בבלוג החדש שלי המכסה את התחום הלוהט של הדפסה תלת ממדית.



SolidWorks Mechanical Conceptual (SWMC)
SolidWorks Mechanical Conceptual (SWMC)
SolidWorks Mechanical Conceptual
SolidWorks Mechanical Conceptual
SolidWorks Mechanical Conceptual

יום ראשון, 26 בינואר 2014

כמה ירוק זה להדפיס בבית?

לייצר לבד חלקים מפלסטיק בבית זה אומנם COOL, אבל קיימת  גם טענה שמדפסות תלת ממד ביתיות משתלבות
היטב עם חשיבה ירוקה. האם זה נתמך במציאות?
הקטנת התלות בייצור המוני מזהם ובשרשרת אספקה בזבזנית יחד עם חסכון בחומרי גלם, אריזה והייצור הנקודתי מחומרים ממוחזרים הם חלק מהטיעונים לטובת ייצור בייתי במדפסת תלת ממד. אכן, יש כמה סיבות טובות להחזיק מדפסת תלת ממד בבית אבל, חשיבה ירוקה איננה אחת מהן. האמת היא שהדפסת חלקי פלסטיק בבית היא עסק די בזבזני, מזהם ובדור הקיים של מדפסות פתוחות (לסביבה) גם לא בריא במיוחד. 
על הבעיות הסביבתיות של הדפסה תלת ממדית ביתית בטור הבא:

בריאות הציבור
המחקר הבא - Ultrafine particle emissions from desktop 3D printers מצא שהדור הקיים של מדפסות תלת ממד ביתיות שמתיכות חוט ABS או PLA מייצר זיהום גבוהה של חלקיקים המהווים סיכון בריאותי ממשי בחלל הבית. מכיוון שהתחום עדין חדש יחסית, אין מספיק מחקרים התומכים בטענה זו. השנה התחילו להימכר מדפסות ביתיות סגורות כמו למשל ה Qube Pro של 3DS שבהן יתכן שבעיה פחות קריטית.  במדפסות ה FDM המקצועיות והיקרות תא ההדפסה סגור והאוויר יוצא לחלל דרך פילטרים ששומרים על סביבה נקייה. 

צריכת אנרגיה
מדפסת תעשייתית עם מערכת אוורור
ייצור חלקים במדפסת תלת ממד צורך הרבה יותר אנרגיה לחלק מאשר בשיטות המסורתיות. המדפסות הביתיות הן מוצר לא יעיל אנרגטית המבזבז חום רב בגלל הצורך בחימום תמידי של הראש ושל משטח ההדפסה וארבעת המנועים החשמליים המשתתפים בתהליך. 
אנרגיה רבה נוספת מושקעת בתהליך ייצור חומר הגלם למדפסת. תעשיית הזרקות הפלסטיק משתמשת בחומר גלם בצורתו הגולמית. כדי להדפיס איתו במדפסות החוט, יש לקחת את החומר הגולמי וליצר ממנו קודם חוט בתהליך הדורש השקעת משאבי אנרגיה. 

ניצול חומרי גלם
ייצור המוני דורש פחות אנרגיה מאשר ייצור ביתי וגם צורך פחות חומרי גלם. בהדפסה ביתית, חומר גלם  מבוזבז ליצירת התמיכות (כי המדפסת לא יכולה להדפיס באוויר), התוצר תמיד חלש יותר מאשר בייצור בתבנית ולכן, יש צורך בתוספת חומר גלם כדי להגיע לחוזק סביר. יש גם צורך בהדפסות ניסיון לכיול, בדיקה ובסוף גם נשארים עם לא מעט חלקים פסולים. בנוסף, אורך החיים של התוצר הסופי לא יכול להתחרות במוצר תעשייתי. 
שרשרת האספקה 
טענה נפוצה מניחה שייצור במדפסת ביתית חוסך את כל שרשרת האספקה הבזבזנית שדורשת שינוע ואחסנה. הרי מה יותר פשוט וקל מלשלוח קובץ במייל ולקבל מיד חלק פלסטי בבית. לא צריך הובלה ימית, משאיות ומחסן בשביל זה. נשמע נפלא?  כמובן, בתנאי שאתם גרים בדיוק מעל למצבור דמיוני של פלסטיק טבעי וגולמי הבוקע מהקרקע בצורת חוטים בעובי מדויק של 1.75 מ"מ.  בשביל לייצר קילוגרם אחת של מוצר פלסטי בהדפסה תלת ממדית ביתית תהיו זקוקים לפחות ל- 1.2 קילו של חומר גלם המיוצר אי שם, מגיע ממחסן גדול, נארז ונקשר, שט לו באוניה לנמל,  מועמס על משאית, מאוחסן בחנות ואני חושב שכבר הבנתם עדיף ונכון יותר לשנע כבר את המוצר הסופי ישירות מהמפעל. 

בתוך הבית, עדיף להדפיס שוקולד

מדפסת תלת ממד ביתית היא כלי נהדר לחובבים. כמו מסור חשמלי, רתכת ומחרטה רק הרבה יותר מדליק. זה כלי נהדר לבדוק רעיונות חדשים ולייצר חלקי פלסטיק מיותרים בשביל הפאן. אבל, בטכנולוגיה הקיימת היום, ההשפעות הסביבתיות מקשות על הפיכתה למוצר לכל.     

גל רז
 

יום חמישי, 16 בינואר 2014

שלושה וחצי ממדים

על חצי הממד הנוסף שמתחבא בתוך החומר

הממד הראשון מתאר משטח אין סופי במרחב 
הממד השני מתאר סקיצה
הממד השלישי מתאר גוף
ואת חצי הממד הנוסף,  אני מעניק לנפח שבתוך הגוף.

בתוכנות תיב"ם "סוליד", החומר,  הגוף המלא, ה SOLID, איננו כולל חללים פנמיים. רוצים חלל פנימי או מבנה הדומה לחלת דבש? תכננו אותו בעצמכם קו אחר קו. בתוכנות המקובלות, זה יכול להיות קשה יותר מאשר לייצר את החלק. שיטת הייצור המתוסף (הדפסה תלת ממדית) פותחת לנו אפשרות מלהיבה לייצר כל צורה ותבנית גאומטרית בתוך המבנה או מחוצה לו. התווך, החומר המלא, יכול להיות בנוי כספוג או כחלת דבש ולהכיל הרבה "מלכודות" אוויר, בועות או מבנה מסבך פנימי. הוא לא חייב להיות מלא. דוגמה לחומר כזה המוכרת מענף הבניה היא בלוק איטונג. כל מי שהרים פעם את הבלוק הלבן מכיר את התחושה. המבנה הגדול והמוצק של הבלוק מתגלה במפתיע כבעל משקל נוצה. הבלוק בנוי מחומר מוקצף הכולא בתוכו בועות אוויר ולכן מבודד טוב יותר ומשקלו זעום.
ייצור מתוסף מתבצע כאשר "מגדלים" את החלק שכבה אחר שכבה במכונה הקרויה גם מדפסת. לכן אנו משוחררים מכל מגבלת ייצור גאומטרית הנובעת מצורה מורכבת, שיפועים שליליים, פינות חדות או הצורך להתחשב בחללים פנימיים. 
ההדפסה התלת ממדית מאפשרת לנו להנות משני יתרונות גאומטריים משמעותיים.
1. תכנון גאומטרי ליחס חוזק למשקל טוב יותר לעומת שיטות הייצור האלטרנטיביות כגון הזרקת פלסטיק לתבנית. תכנון נכון של החלל הפנימי של החומר יכול להשפיע דרמטית על תכונות וביצועי המוצר.
2. אפשרות לייצר גופים בעלי צורות גאומטריות מדהימות עם תבניות צורניות המתחלפות ומשתנות כפתח לעולם שלם וחדש של עיצוב ותכנון

חתך עצם של נץ אדום זנב
שימו לב לחתך עצם הציפור בתמונה.  בניגוד לעצמות הדחוסות של ההולכים על שניים, לציפור עצם חלולה שהתווך שלה בנוי כמסבך מרחבי מתוחכם המשתנה בהתאם לאזורי העומס. התכנון ההנדסי המתוחכם הזה התפתח במיליוני שנות אבולוציה ומקנה לעצם יחס חוזק משקל מצוין. מבנה העצם מרתק בזכות הצפיפות המשתנה של החיזוקים בתוך העצם וחלוקת החציצים בחלל.


Generative Design היא גישת תכנון ועיצוב חדשה המייצרת  גאומטריה מרחבית על ידי משוואות מתמטיות פרמטריות. התוצאה היא היווצרות של גופים מרהיבים בתבניות משתנות נפלאות. הגישה הזו כבר משולבת היום בתכנון גופי תאורה, ריהוט, אגרטלים ועוד כאשר אפשרות הייצור המועדפת והכמעט בלעדית היא בעזרת הדפסה תלת ממדית.

http://shapeshifter.io/
מספר כלי תכנון והנדסה חדשים מתאימים ל- Generative Design . שניים מהם סקרתי כאן בבלוג התיב"ם "מצבי תצוגה" תוכנה נוספת היא הShapeshifter המיועדת גם היא ליצירת גאומטריה בתבנית מרחבית. זו תוכנת ענן קלה לשימוש מבית אוטודסק המפותחת בישראל בצוות של דר' איל ניר. התוכנה מייצרת מניפולציה תלת ממדית בגאומטריה מרחבית בעזרת פרמטרים. את התוצאה ניתן לייבא לתוכנת פוליגונים או פשוט להדפיס בתלת ממד.



גל רז



יום שישי, 10 בינואר 2014

להדפיס בצבע לא רק ב Z

יש טכנולוגיות שאני מתגעגע אליהן. מכוניות עם גיר ידני למשל או אופנועים עם קרבורטור ורגלית קיקסטרטר. אבל, למכשירי פקסימיליה וקלטות הווידאו אין לי שום געגועים ועל מדפסות הצבע (דו ממד) בהזרקת דיו, עם האדום שנעלם והכחול שמתיבש. הניירות שנתפסים ומחירי הדיו, ויתרתי מזמן. רק תנו לי צבע בתלת ממד.
בעולם ההדפסה ב 3D אין עדיין הרבה אפשרויות לצבעים. המודלים מגיעים בדרך כלל בצבע אחיד או בשילוב צבעים מוגבל. בטכנולוגית ההדפסה בחוט, FDM , יש אומנם מבחר צבעים גדול אבל, כל מודל מתקבל בגוון אחיד או בצביעה המשתנה רק לאורך ציר הגובה (Z)
שני צבעים המשתנים לאורך ציר הגובה
ללקוחות המדפיסים מוצר סופי ב Rapid Manufacturing, במכונות SLS או SLM אין חשיבות גדולה לנושא הצבע. מוצרים מפוליאמיד מגיעים בדרך כלל בלבן וכאשר נדרש צבע הם נצבעים בהתאם. דגמי המתכת מתקבלים כמובן בצבע המתכת.
פוליאמיד צבוע בהתזה
בהדפסת מודלים לצורכי בחינה או תצוגה יש כמובן משמעות רבה יותר לנושא הצבע. 
נכון להיום היצע המדפסות וסוגי החומרים שניתן לקבל  בהדפסת מודל צבעוני הא מוגבל לשלושה סוגים שונים של מדפסות.
הטכנולוגיה הוותיקה מכולם שייכת למדפסות ה ZPrinter של  Z-corp שנרכשה לפני שנתיים על ידי 3DS . מדפסות ה Z מדפיסות משכבות של גבס ואפוקסי. למדפסת ראש הזרקת דיו המוסיף צבע לכל שיכבה. המודלים יוצאים מהמכונה בצבעים מלאים בגוון הדומה לחול צבעוני,  וציפוי של לק מבריק מעשיר את הצבעים ונותן להם מראה מציאותי יותר. 
מודל גבס מודפס עם צבע
גם הטכנולוגיה של Mcore כבר די ותיקה. חבילת דפי A4 הם חומר הגלם הנכנס למדפסת. ע"י חיתוך כל דף והדבקה שלו לדף שמתחת מתקבלים מודלים עשויים נייר דחוס ובעלי חוזק הדומה לעץ. גם כאן, על כל שכבה ניתן להדפיס באמצעות ראש של מדפסת הזרקת דיו והתוצאה היא מודל בצבעים מלאים. 
צבעים מלאים ותכונות של עץ
בחודשיים האחרונים הציגה 3D Systems שתי מדפסות צבעוניות נוספות. הפרוג'ט 4500 הוצגה בדצמבר בתערוכת Euromold  והיא הראשונה שמדפיסה חלקי פלסטיק בצבעים מלאים. המדפסת עושה שימוש בטכנולוגיה דומה למדפסות ה Z ומדפיסה מחומר גלם פלסטי הייחודי לחברה.

מודל פלסטי בצבעים מלאים
השבוע הכריזה החברה על מדפסת צבע נוספת ה CubeJet  במחיר של 5,000 $ !  סדרת ה CUBE מכוונת למשתמש הביתי/ חובב ועד עכשיו הציעה רק מדפסות בטכנולוגית התכת חוט (FDM) . ה CubeJet  תשתמש בטכנולוגיה שונה הדומה למדפסות הגבס היקרות פי כמה. פרטים מועטים שוחררו על המדפסת שמגיעה לשוק בהמשך השנה.

המדפסת הצבעונית הזולה מכולן ?

גל רז

יום רביעי, 8 בינואר 2014

CES 2014 - כשמדפסות תלת ממד הופכות לאלקטרוניקה בידורית

אז מה משותף לשתי החברות הגדולות בעולם למדפסות תלת ממד?
 - Qube 3  - המדפסות עוברות לסלון

יש יותר מתשובה אחת נכונה. למשל, לשתי החברות, 3D Systems ו Stratasys ,  יש מנכ"ל דובר עברית.
שתיהן גם משקיעות משאבים רבים בשוק מדפסות התלת ממד לחובבים.  3DS הייתה הראשונה לזהות את הפוטנציאל עת רכשה את חברת Bits Form Bytes  הבריטית שהייתה בין הראשונות לייצר ולמכור קיטים להרכבה עצמית של מדפסות הקוד הפתוח.  בשנתיים האחרונות פיתחה מאוד 3DS א, קו המוצרים לצרכנים הביתיים והשיקה לין של מדפסות מעוצבות וקלות לשימוש תחת השם CUBE .
מייקרבוט בימי בעץ
מקיירבוט היום
לפני מספר חודשים הצטרפה גם Stratasys לתחרות על כיסו של הצרכן החובב ורכשה את יצרן המדפסות MakerBot. כמו המתחרה מאנגליה, גם MakerBot  היא בין הראשונות למכור קיטים להרכבה עצמית ומדפסות מורכבות על בסיס ה RepRap. בשנים הראשונות ( 2009),   המראה היחודי של מסגרת המדפסות העשויות עץ שהם מכרו הבדיל אותם מהשאר. כיום המדפסות של MakerBot נפוצות מאוד בעולם ונחשבות לאיכותיות ואמינות. 
תערוכת CES הנערכת בימים אלו בלאס וגאס היא הגדולה והחשובה בעולם לחידושים בתחומי האלקטרוניקה הבידורית. מקום מצוין להציג דור מדפסות חדשות שמתנסות להתחנף ולהתידד כדי להיות ראויות לנדוד מחדר העבודה הצדדי לסלון הבית .
MakerBot הציגה שלוש מדפסות חדשות השנה. שתיים  מיועדות לצרכן הביתי ולטענתן מותאמות במיוחד לעבודה עם PLA. 
Cube PRO
PLA ו ABS הם שני חומרי הגלם המיועדים למדפסות ה"חוט". מדפסות אלו מתיכות את חומר הגלם הפלסטי ומצירות איתו את המודל.  ה ABS הוא חומר הנדסי נפוץ בתעשייה אבל מערים מספר קשיים על המדפיס החובב. ה PLA מגיעה בשלל צבעים כולל שקוף וזרחני וקל להדפיס איתו גופים גדולים שאינם זקוקים לתמיכה אבל, הייתרון הגדול של ה PLA למשתמש הביתי טמון בהיותו עשוי מהצומח. ה PLA  בטוח יותר לשימוש בחלל הבית. הדפסה מ ABS מחממת את החוט ל 220 מעלות ויותר ומנדפת חלקיקי פלסטיק לאוויר. לא הייתי ממליץ לבצע זאת בחדר סגור או בחדר ילדים. כנראה שגם הסלון הוא לא המקום המתאים ביותר להדפיס במדפסת פתוחה מ ABS.
3DS מפציצה השנה עם חידושים. שתי מדפסות ביתיות חדשות שמציגה 3D systems כעת בתערוכת CES מעניינות לצרכן החובב . ה 3 CUBE החדשה מעוצבת בקפידה ותימכר לצרכן בפחות מ 1,000$!  ממשק המשתמש הנוח של 3DS וחבילת היישומים התומכים באתר האיטרנט הופכים את העסקה לאטרקטיבית עוד יותר.  ה Cube Pro הגדולה יותר ארוזה בקופסא מעוצבת וסגורה לשמירה על תנאי הדפסה אחידים וכוללת סוף סוף חיבור WiFi .
Z18
למי שאוהב להשקיעה בפלסטיק התלת ממדי שלו,  יש גם ל MakerBot מדפסת מתאימה עם תא סגור אבל, הוא לא רק סגור, הוא גם מבוקר טמפ. חשוב במיוחד לדגמים גדולים מ ABS. ה Z18 החדשה תמכר ב 6,500$ ומעוצבת כמתאימה מאוד לסלון לצד מסך ה " Led 60 . 
מדפסות ה Cube נמכרות בארץ על ידי היבואן הרשמי 
MakerBot  עדין לא מגיעה לארץ בצורה סדירה. 


גל רז










יום שבת, 4 בינואר 2014

שיטות ההדפסה השונות וכמה ראשי תיבות

בסרטים בלבד, אני מעדיף את גרסת הדו ממד. חוץ ממספר אפקטים, החוויה התלת ממדית יוצאת לי מסורבלת והמשקפיים הם אביזר מעצבן. אבל, בכל האספקטים של הנדסה, תמיד חיפשתי את התלת ממד.  כשסיימתי לימודי הנדסה, אוטוקאד דו ממדי היה השם הנפוץ בשוק (גרסת 12 על דוס).  החלטתי ללמוד לבד. רכשתי ספר הדרכה ואחרי שלושה עמודים ושיעמום טוטלי, דילגתי לפרק האחרון וניסיתי לתכנן בתלת ממד שזה בערך כמו ללמוד לסרוג, אבל עם צמר פלדה. לא ממש מומלץ.  למזלי, ההתנסות הבאה שלי עם תיב"ם כבר הייתה על הגרסה הראשונה של SolidWorks, התוכנה הראשונה שנבנתה מראש בעיקר לתלת ממד.
לפני כשבע שנים, בפרק בו תכננתי חלקי אופניים , גיליתי שחלקים שנראים נפלא בתלת ממד על המחשב הם עדין דו ממד בהשוואה למציאות שהופיע עם אותם חלקים מודפסים בתלת ממד בגודל מלא ומחומר קשיח. הדפסת החלקים בגבס במדפסת של Z-corp ובפוטו-פולימר אצל אובג'ט לימדה אותי מונחים חדשים ומספר ראשי תיבות המתייחסים לסוגי קבצים ושיטות הדפסה. 
ברשימה הבאה אסביר בקצרה על שיטות ההדפסה הנפוצות בשוק ומה עומד מאחורי קיצורי השמות .

הראשון והנפוץ מכולם הוא צרוף של שלוש אותיות המופיע בסוף שם קובץ ומתייחס לפורמט של קובץ מחשב. חשוב להכיר את ה STL מכיוון שזה הפורמט הסטנדרטי שמכירות כל המדפסות משנת 1986
STL - לכל מדפסת תלת ממד יש תוכנה ייעודית שנותנת הוראות למדפסת כיצד להדפיס. הקובץ התלת ממדי אותו מקבלת התוכנה מגיע בפורמט סטנדרטי המכונה STL. הפורמט פותח ע"י יצרן המדפסות הגדול בעולם , 3D Systems והוא מכונה על שם שיטת ההדפסה הראשונה -  stereolithography . הקובץ הוא תיאור תלת ממדי של המודל בעזרת פוליגונים (משולשים) תלת ממדיים. גודל הקובץ ואיכות ההדפסה נקבעים על פי צפיפות הפוליגונים. יותר צפוף - יותר טוב. הפורמט STL הוא מיושן. הקבצים מנופחים, קשה לבצע בהם שינויים והמידע שהם שומרים הוא חלקי. אבל, נכון לעכשיו זה הפורמט הסטנדרטי היחידי שכל תוכנת תלת ממד יודעת להוציא וכל מדפסת לקרוא.

SLA -   סטראוליטוגראפי (stereolithography) שיטת ההדפסה המסחרית והוותיקה ביותר. נמצאת בשימוש כבר 25  שנים. הבסיס לשיטה זו הוא נוזל מסוג פוטופולימר ההופך למוצק בחשיפה לאור. ב SLA משתמשים בקרן לייזר או במקרן DLP כדי למצק את הנוזל שיכבה אחר שיכבה. מתקבל מודל מאוד מדויק ובעל פרטים ברורים. כאשר התוצאה יכולה להיות גם שקופה. אבל,  התכונות המכניות של  המודל  אינן טובות. הוא קשה, שביר ומושפע לאורך זמן מתנאי הסביבה כגון לחות, חום או אור. 
כמה מהפטנטים המקורים של שיטה זו יפוגו בחודשים הקרובים ולכן יש סיכוי שנראה יצרנים חדשים מנסים כוחם עם מדפסות SLA

FDM - התכה ומיזוג לצורך מידול (fused deposition modelling) , זאת שיטת ההדפסה הנפוצה ביותר. Stratasys הציגה אותה לעולם עוד ב 1991 וב 2005 הוקם על בסיס אותו הרעיון פרויקט ה  Reprap  לבניית מדפסת ביתית בקוד פתוח. בשיטת ה FDM  חוט פלסטיק מועבר דרך ראש הזרקה מחומם שמוציא חוט דקיק ומצייר איתו בצירים X וY (דמינו אקדח דבק חם) כאשר גובה הבסיס, ציר Y , משתנה לאחר כל ציור של שיכבה. יתרונות השיטה הן בפשטות, במגוון סוגי החומרים שניתן להדפיס איתם, בהחלפה הקלה של חומרי הגלם ובעלותם הנמוכה. החסרונות - בגלל הדבקת השכבות החלקים חלשים מאוד בציר Z . פרטים לא מתקבלים ברור. ההדפסה איטית מאוד כאשר מדפיסים מספר חלקים עם תמיכה ולא ניתן לסדר חלקים אחד מעל השני כדי למקסם את שטח ההדפסה. 

  בארן מו"פ בקיסריה   SLS
SLS - סינטור בעזרת לייזר סלקטיבי (   ( Selective laser sintering בשימוש מ 1992. כמו ב SLA גם בשיטה זו יש קרן לייזר שמציירת שכבה חדשה כל פעם. רק שב SLS חומר הגלם הוא אבקת פלסטיק ולא נוזל. התהליך מתבצע בתא סגור ומחומם והתוצאה היא חלקים בעלי תכונות מכניות מצוינות כמו של חלקים המתקבלים בהזרקת פלסטיק לתבנית. החוזק מתקבל דומה בכל הצירים והחלקים עמידים וניתנים לעיבוד משלים. ניתן להשתמש בתערובות אבקה שונות כגון ניילון 12 עם כדורי זכוכית או בתוספת אלומיניום, קרבון וכו'. בשיטה זו ניתן לקבל חלקים מוכנים לשימוש מידי והיא משמשת כשיטת ייצור מקובלת במקומות רבים.
חסרונות - חומר הגלם יקר, פני השטח טיפה גסים, לא ניתן לקבל חלקים שקופים. 

SLM
SLM - התכה בעזרת לייזר סלקטיבי ( Selective laser melting) כמו ב SLS אבל חומר הגלם הוא אבקת מתכת אשר קרן לייזר מתיכה אותה לשכבה דקה כל פעם. התהליך מתבצע בתא קר סגור ומרוקן מחמצן ע"י הזרמה של גז אינרטי . התוצר הוא אחד מהמרשימים שניתן לקבל בהדפסה תלת ממדית. מתקבלים חלקי מתכת, בדרך כלל טיטניום או אלומיניום חזקים ומוכנים לשימוש. השימוש במדפסות כאלו נפוץ מאוד בתחום רפואת השיניים ליצירת בסיס לכתרים מטיטניום.

EBM - התכה בעזרת אלומת אלקטרונים ( Electron beam melting) . הדפסת מודלים ממתכת כמו ב SLM אבל באמצעות אלומת אלקטרונים במקום הלייזר

שיטות נוספות: 
שימוש באור UV כדי למצק נוזל מסוג פוטו-פולימר. חברת אובג'ט הישראלית (היום חלק מ Stratasys) משתמשת בראשי הדפסה, כמו במדפסת הזרקת דיו\ כדי להזריק נוזל ומיד להאיר ולמצק אותו. בשיטה ייחודית זו ניתן להדפיס ממספר חומרים בעלי תכונות שונות בו זמנית. לאובג'ט קרוב ל 70 חומרים שונים בעלי תכונות, צבעים ושקיפות שונים. 
סולידו - המדפסת השולחנית הראשונה
הדפסה עם גבס - חברת Z-corp (כיום חלק מ 3D System) פיתחה את סדרת מדפסות ה Z המשתמשות באבקת גבס אותה הם ממצקים בעזרת מריחת שכבת אפוקסי דקה.  התוצאה מתאימה למודלים גדולים כמו מבנים אדריכליים. Z-Corp הייתה גם הראשונה לשלב ראשי צבע במדפסת ולהדפיס מודלים בצבעים מלאים.
שיטת הדפס נוספת היא ע"י  הדבקת שכבות דקות של נייר או פלסטיק גזור. MCOR יודעת לעשות זאת עם גיליונות של דפי A4 רגילים ואפילו להוסיף צבע. Solido הישראלית ידעה לעשות זאת מגליל של פלסטיק דק וצהבהב.

מודל גבס צבעוני










גל רז






יום רביעי, 1 בינואר 2014

ייצור בהדפסה תלת ממדית

בלוג חדש העוסק בדרך המעניינת ביותר ליישם את קבצי התיב"ם, להדפיס אותם

מה זה ראפיד ומתי הדפסה היא בתלת ממד?

מדפסת התלת ממד הראשונה
רק תגידו במפגש החברתי  הקרוב "מדפסת תלת מימדית" ומיד מתפתח דיון סוער על האפשרויות שזמינות מחר לכולנו. כמובן שאי אפשר בלי החזון האפוקליפטי על האקדחים שכל חובב טרור יכול להדפיס בבית ומה יהיה ועל הסכנות שהתחום מביא לעולמינו ועוד ועוד. מחוץ לעולם ההנדסה, מעטים יודעים שמדפסות תלת ממדיות מסחריות זו טכנולוגיה ותיקה הנמצאות איתנו מסוף שנות השמונים!  כבר בשנת 1988 מכרה חברת 3D System לציבור מדפסת תלת ממדית שיצרה חלקי פלסטיק מקובץ מחשב תלת ממדי.
בפוסטים הבאים,  אסקור את המונחים המקובלים בתחום, שיטות ההדפסה הנפוצות ואת החידושים המעניינים בתעשייה .

נותנים שמות 

האתגר הראשון הוא למצוא את השם הנכון לתחום המוכר בכינויו העממי "הדפסה תלת ממדית". 
בעולם המקצועי מוכרים מספר שמות שמתייחסים בסופו של דבר לאותו הדבר:
Rapid manufacturing  - RM כלומר ייצור מהיר
Rapid Prototyping - RP כלומר דיגום מהיר של אבי טיפוס
STL - על שם סוג קובץ  התלת ממד המשמש את המכונות (מתייחס גם לאחת משיטות ההדפסה הוותיקות- Stereolithography)

ייצור מתוסף במוד ידני
הכינוי "הדפסה תלת ממדית" או "מדפסת תלת ממדית" מתאים  יותר למכונות הביתיות הזולות המשתמשות  בדיו עשוי מחוט פלסטיק מומס ומצירות שיכבה אחר שיכבה כדי לקבל חלק פלסטיק תלת ממדי. 
המקצוענים קוראים לתחום  Additive Manufacturing כלומר, ייצור בעזרת הוספת חומר או ייצור מתוסף ובקיצור AM. זוכרים את המשחקים על חוף הים עם חול רטוב? איך בונים ארמון בעזרת חופן חול ים רטוב המגיר טיפות חומות מתערובת של מי ים וחול שנאספות אחת על השניה לארמון אבסטרקטי? זה ייצור מתוסף! החול הרטוב והנוזלי הוא חומר הגלם.  שמש והחום מקשים את החול והופכים אותו למוצג מוצק ופריך. 

  Additive Manufacturing 

ייצור חלקים ה"מודפסים" ב 3D בחברת ארן מו"פ
עד לאחרונה, רוב השימוש בטכנולוגיה לייצור מהיר בתלת ממד הייתה מוגבלת לדגמים בלבד כלומר, חלקים בודדים או הרכבות חד פעמיות שנועדו לדמות כיצד יראה המוצר הסופי באחד על אחד. במונח AM המופיעה למעלה, המילה Manufacturing או ייצור, מתייחסת ליכולת לייצר מוצר בעזרת הוספת חומר . התוצר הוא חלק או הרכבה בעלי חוזק ותכונות מכניות טובות ועם אפשרות מהירה ליצור סידרה קטנה של מוצרים זהים באותה מכונה
בפוסט הבא אסקור את השיטות הנפוצות להדפסה ולייצור מתוסף ואת ההבדלים ביניהן.



גל רז