הדפסת תלת מימד (additive manufacturing בשמה התעשייתי) הוא תחום חם בשנים האחרונות.
קיים שפע של פתרונות בשוק: החל ממדפסות בגדלים שונים, סורקים, חומרי גלם מתקדמים, אביזרים ועד לשירותי ייעוץ שמסבירים איך להשתמש בטכנולוגיה כדי לשפר ולייעל את תהליכי הייצור.
היתרונות העיקריים בשימוש בהדפסת תלת מימד עבור כמויות מאוד קטנות הם זמן ועלות, מכיוון שאין צורך להשקיע זמן וכסף בתבנית הזרקה, והחיסרון הבולט הוא שלא ניתן לבחון בעזרת דגם שנוצר בהדפסת תלת מימד את התכונות הפיסיות האמיתיות של המוצר, עמידותו לקור וחום, גמישות החומר וכדומה, ביחס למוצר שיוצר בהזרקה, משתי סיבות:
אם משתמשים בחומר שרק מדמה את החומר הסופי (למשל חומר שמדמה PP במדפסת SLA) תכונות החומר אינן זהות לגמרי, ויהיה שוני ביחס למוצר שניצר מ PP אמיתי.
אם מדפיסים את החלק בטכנולוגיה שמאפשרת שימוש בחומר הפלסטי הסופי, החיבור בין השכבות לא מושלם, ומקבלים מוצר שהוא חלש יותר לעומת מוצר שמיוצר בטכנולוגיית הזרקת פלסטיק.
אפשרות נוספת של שימוש בהדפסה בתלת מימד בשרשרת הייצור של מוצרי פלסטיק היא הדפסת תבניות מחומר פלסטי בתלת מימד.
למרות שהדפסה בתלת מימד התפתחה מאוד בשנים האחרונות בכל הקשור למוצרים ודגמים, חברות אשר מייצרות תבניות למוצרי פלסטיק עדיין חוששות להשתמש בטכנולוגיה לייצור התבניות עצמן.
יתרונות להדפסת תבניות להזרקת פלסטיק בהדפסת תלת מימד
מהירות
כאמור השימוש בהדפסת תלת מימד בייצור מוצרים בכמות קטנה, חוסך זמן וכסף. אם משך הזמן לייצור תבנית רגילה הוא ארבעה עד שמונה שבועות, משך הייצור של תבנית במדפסת תלת מימד יכול להסתכם בכמה ימים ובעלות זולה משמעותית.
חומר גלם סופי
ייצור תבניות בתלת מימד מאפשר ייצור מוצרים מחומר הגלם ממנו ייוצר המוצר הסופי ואז ניתן לנסות אותו בתנאים אמיתיים.
בחינת כמה אופציות בזמן קצר
ייצור תבניות בתלת מימד מאפשר מצד אחד ייצור מספר תבניות זהות או שונות במקצת בו זמנית, ונותן ליצרן אפשרות לבחון שימוש במספר חומרי גלם שונים, ובשינויים עיצוביים קלים של המוצר.
הוזלת עלויות וקיצור זמנים פיתוח מוצרים רפואיים
תחום הציוד הרפואי כולל רגולציה מחמירה על המוצרים, וחלק מתהליך הפיתוח הוא ייצור כמות קטנה של מוצרים שצריכים לעבור תהליך ארוך של אישורים רגולטוריים, כלומר המטרה היא לייצר כמות קטנה של מוצרים בזמן קצר, בהשקעה קטנה, לצורך הגשה לגופים הרגולטוריים כמו ה FDA, זהו יתרון משמעותי.
חסרונות הדפסת תבניות
מתאים למוצרים פשוטים
יש מגבלה למורכבות המוצר שניתן לייצר באמצעות התבנית, למשל אזורים דקים, או אנדרקטים מסובכים יהיו קשים לייצור.
מתאים לחומרים פשוטים
ניתן להזריק בתבניות אלה חומרים פשוטים וקלים לעיבוד כמו פוליפרופילן או פוליאתילן בקלות יחסית, בכל מקרה מדובר על תבניות עם אורך חיים של כמה עשרות יחידות, יותר מכך, חומרים הנדסיים כמו ניילון, או חומרים משוריינים בסיבי זכוכית, מקטינים בצורה משמעותית את איכות וכמות המוצרים שניתן לייצר מהתבנית, לעיתים עד לכמה יחידות בודדות בלבד.
השאלה האמיתית שצריך לשאול היא האם תבנית מודפסת נותנת פתרון הולם?
לדעתי כשזה מגיע לייצור תבניות למוצרים מורכבים, התשובה היא עדיין: לא.
חומר הגלם ממנו עשוייה התבנית
החומר עדיין מהווה את המכשול העיקרי: חומרי הגלם המצויים היום בשוק אינם חזקים דיים לייצור תבניות מורכבות ומתאימים לתבניות של מוצרים פשוטים יחסית שחומר הגלם שלהם לא חזק במיוחד ולא דורש טמפרטורה גבוהה מידי ושעיצובם פשוט, בלי אנדרקטים מסובכים. אך ככל שהמוצר מורכב יותר כך התבנית התלת מימדית פחות מתאימה. היא תוכל לייצר רק כמות מאוד קטנה של מוצר סופי לפני שהיא נשחקת, לפעמים אפילו רק 5 יחידות ובמקרים קיצוניים אפילו פחות!
למעשה תבניות שהודפסו בתלת מימד מתאימות יותר כתבנית ניסיונית או כתבניות לסדרות קטנות מאוד של מוצרים, ולמרות שייצרניות חומר הגלם להדפסה, בניסיון לעודד חברות לאמץ את הטכנולוגיה, מדגישות את ההתפתחות המשמעותית והשיפור הניכר בחומר הגלם, לצערי אנחנו עדיין לא שם.
הדפסת תבניות ממתכת- האם כאן נמצאת התשובה?
אפליקציה נוספת לשימוש בתבניות להזרקת פלסטיק בהדפסת תלת מימד היא הדפסת תבניות ממתכת.
הטכנולוגיה קיימת אבל השאלה היא האם ניתן בעזרתה לייצר תבנית טובה ובמחיר אטרקטיבי?
ייצור חלקי תבנית דורש דיוק גבוה, אבל ההדפסה לא מספיק מדויקת לצורך הזה, וצריך בכל מקרה לבצע עיבוד שבבי משלים לאחר ההדפסה, בנוסף עלות הדפסת מתכת יקרה, לכן ייצור של תבנית רגילה לא משתלם בהדפסת תלת מימד.
קירור אחיד - CONFORMAL COOLING
הגמישות שיש בתכנון המוצרים בהדפסה מאפשרת לייצר חלקי תבניות (אינסרטים) שיש בהם תעלות קירור שעוברות במרחק אחיד ואופטימלי מהמוצר, ומקררות את התבנית בצורה מעולה, דבר שמשפר את איכות המוצר ומקטין את העיוותים במידות, וגם יכול להקטין את זמן המחזור של הייצור, ואת עלות היצור בהתאם.
כמו שציינתי קודם אחרי ההדפסה יש צורך לבצע עיבוד שבבי משלים.
לכן אנחנו ממליצים להדפיס חלקי תבניות ממתכת, רק כשרוצים לייצר חלקים בעלי קירור אחיד בצורה מושלמת.
אם אתם רוצים לבדוק אפשרות לייצור תבניות ניסיוניות,
מוזמנים לכתוב לנו, ונחזור אליכם.
שלכם,
בועז וצוות פלסטומולד
댓글