מדפסת תלת מימד סקירה התפתחותית בראייה היסטורית חלק 2


04 Feb
04Feb

שאלה: באיזה סוג של "דיו" משתמשת מדפסת תלת מימד תשובה: פלסטיק  ABS!


כאשר מדפסת הזרקת דיו מתיזה דיו נוזלי ומדפסת לייזר משתמשת באבקה מוצקה, מדפסת תלת מימד בעצם עובדת על ידי (extruding) עיצוב חומר  פלסטיק מותך דרך זרבובית זעירה שנע בדיוק רב בשליטת המחשב. הוא מדפיס שכבה אחת, ממתין לייבוש ואז מדפיס את השכבה הבאה מעל. תלוי באיכות המדפסת, מה שתקבל הוא דגם תלת ממדי מדהים למראה או הרבה קווים דו-ממדיים של פלסטיק היושבים בגסות אחד על השני - כמו ציפוי עוגות . הפלסטיק שממנו מודפסים הדגמים הוא ללא ספק חשוב מאוד. כאשר אנו מדברים על פלסטיק, אנו מתכוונים בדרך כלל ל"פלסטיקה " סוגים רבים של פלסטיק, שכולם שונים, מבחינה כימית (במערך המולקולרי שלהם) וגם מבחינה פיזית הדרך בה הם מתנהגים כלפי חום, אור וכו. זה לא מפתיע שמדפסות תלת מימד משתמשות בתרמופלסטיים - פלסטיק שנמס כשמחממים אותו והופך למוצק כשמקררים אותו בחזרה, ובדרך כלל כזה שנקרא ABS אקרילוניטריל בוטאדין סטירן.אולי המוצר המוכר ביותר שממנו עשויים הם לבני LEGO®


אז מדוע משתמשים בחומר זה להדפסת תלת מימד ?

 זה באמת מורכב מפלסטיק קשה וקשיח (אקרילוניטריל) עם גומי סינטטי (בוטאדין סטירן). הוא מושלם להדפסת תלת מימד מכיוון שהוא מוצק בטמפרטורות החדר ונמס בקצת מעל 220 מעלות צלזיוס, הוא קר מספיק כדי לימס בתוך המדפסת בלי יותר מדי חום וחם מספיק כדי שהמודלים המודפסים ממנו לא ימסו בחשיפה לשמש. לאחר הדפסתו, ניתן לשייף אותו בצורה חלקה או לצבוע אותו. מאפיין שימושי נוסף של ABS הוא שמדובר בצבע צהבהב-לבן בצורתו הגולמית, אך ניתן להוסיף פיגמנטים (כימיקלים צבעוניים בצבע ) כדי להפוך אותו למעשה לכל גוון צבע רצוי. הזנת חומר הגלם הפלסטי – פילמנט תלוי בסוג המדפסת בה אתה משתמש, ניתן להזין  בצורה של כדורים קטנים או נימים (חוט ארוך) כמו מיתרי פלסטיק. לרוב נוהגים הדפיס בתלת מימד עם פלסטיק, אך באופן תיאורטי, אתה יכול להדפיס אובייקטים באמצעות כל חומר מותך שמתקשה ומתייצב בצורה סבירה במהירות. ביולי 2011 חשפו חוקרים מאוניברסיטת אקסטר באנגליה מדפסת מזון של אב טיפוס שיכולה להדפיס חפצי תלת מימד באמצעות שוקולד מותך! יצרני מדפסות תלת מימד טוענים שהם מהירים פי 10 משיטות אחרות וזולים פי 5, ולכן הם מציעים יתרונות גדולים לאנשים הזקוקים לאבות טיפוס מהירים המסוגלים להפיק מוצר מוגמר בשעות ולא בימים.


יישומים

 לאיזה צורך אתה יכול להשתמש במדפסת תלת מימד? זה קצת כמו לשאול : בכמה דרכים אתה יכול להשתמש במכונת צילום? בתיאוריה, הגבול היחיד הוא הדמיון שלך. בפועל, המגבלות הן דיוק המודל ממנו מדפיסים, דיוק המדפסת והחומרים שאיתם אתה מדפיס. הדפסת תלת מימד מודרנית הומצאה לפני כ- 25 שנה, אך היא התחילה להמריא רק בעשור האחרון. חלק ניכר מהטכנולוגיה עדיין חדש יחסית; למרות זאת, מגוון השימושים בהדפסת תלת מימד די מדהים.


בשימוש הרפואה

החיים הם מסע חד סטרי; בני אדם מזדקנים גופינו הופכים כפופים ומתפוררים, אנו רואים באופן טבעי הבטחה גדולה בטכנולוגיה שיש בה כדי ליצור חלקי גוף ורקמות תחליפיים. זו הסיבה שהרופאים היו בין האנשים הראשונים שחקרו את נושא הדפסת התלת מימד. מלבד חלקי גוף חלופיים, הדפסת תלת מימד משמשת יותר ויותר לחינוך והכשרה רפואית. בבית החולים לילדים ניקלאוס במיאמי, פלורידה, מנתחים מנתחים ניתוחים בהעתקים מודפסים בתלת ממד של לב ילדים . במקום אחר משתמשים באותה טכניקה לחזרות על ניתוח מוח.


בשימוש חלל והגנה

תכנון ובדיקת מטוסים הוא עסק מורכב ויקר: בבואינג דרימליינר Boeing Dreamliner יש כ -2.3 מיליון רכיבים! למרות שניתן להשתמש במודלים ממוחשבים לבדיקת לא מעט היבטים של אופן התנהלותם של מטוסים, עדיין צריך ליצור אבות טיפוס מדויקים לחלקים כמו בדיקת מנהרת רוח . והדפסת תלת מימד היא דרך פשוטה ויעילה לעשות זאת. בעוד שמטוסים מסחריים בנויים בכמות, יש סיכוי גבוה יותר שמטוסים צבאיים יהיו מותאמים אישית מאוד - והדפסת תלת מימד מאפשרת לתכנן, לבדוק ולייצר חלקים בעלי נפח נמוך או חד פעמי במהירות ובעלות חסכונית. חלליות מורכבות עוד יותר ממטוסים ויש להם חיסרון נוסף שהם "מיוצרים" בכמויות זעירות - לפעמים מיוצר רק אחד, במקום להוציא את ההוצאות של יצירת כלים וציוד ייצור ייחודי, יכול להיות הרבה יותר הגיוני להדפיס רכיבים חד פעמיים בתלת ממד במקום.


רְאִיָה

יצירת אבות טיפוס של מטוסים או רקטות חלל היא דוגמה לשימוש רחב בהרבה להדפסת תלת מימד: על מנת לדמיין כיצד ייראו עיצובים חדשים בתלת מימד. אנו יכולים להשתמש בדברים כמו מציאות מדומה לשם כך, כמובן, אך לעתים קרובות אנשים מעדיפים דברים שהם יכולים לראות ולגעת בהם. יותר ויותר מדפסות תלת מימד משמשות למידול אדריכלי מהיר ומדויק. באותו אופן, הדפסת תלת מימד משמשת כיום גם באופן נרחב לצורך יצירת אב טיפוס ובדיקת מוצרי תעשייה וצרכנות. מכיוון שדברים יומיומיים רבים מעוצבים מפלסטיק, דגם מודפס בתלת מימד יכול להיראות דומה למוצר המוגמר - מושלם לבדיקת קבוצות מיקוד או לחקר שוק.


מוצרים בהתאמה אישית

ממברשות שיניים מפלסטיק ועד עטיפות ממתקים, החיים המודרניים הם כאן-היום, נעלם-מחר - נוחים, זולים וחד פעמיים, צעצועים, דמויות  חלקי פלסטיק כמחזיקי טלפונים, נרתיקי אקדחים או כל רעיון יצירתי שימושי (או לא) ניתן לייצר כחלק מתחביב או דרישה.


העתיד של הדפסת תלת מימד

אנשים רבים מאמינים כי הדפסת תלת מימד לא מבשרת רק גאות של הדפסות פלסטיק, אלא מהפכה בתעשיית הייצור ובכלכלה העולמית שהוא מניע. למרות שהדפסת תלת מימד בהחלט תאפשר לנו להכין דברים משלנו, יש גבול למה שתוכל להשיג בעצמך באמצעות מדפסת זולה וצינור פלסטיק. היתרונות הכלכליים האמיתיים עשויים להגיע כאשר הדפסת תלת מימד תאומץ באופן אוניברסלי על ידי חברות גדולות כעמוד תווך מרכזי בתעשיית הייצור. ראשית, זה יאפשר ליצרנים להציע התאמה אישית רבה יותר של המוצרים הקיימים, כך שהמחיר המשתלם של ייצור המוני מהמדף ישולב עם האטרקטיביות של מלאכה חד פעמית ומותאמת אישית. שנית, הדפסת תלת מימד היא למעשה טכנולוגיה רובוטית, כך שהיא תוזיל את עלות הייצור עד לנקודה בה יהיה שוב חסכוני לייצר פריטים בארץ ולא לרכוש מוצרים שמורכבים כיום בזול  במקומות כמו סין והודו. לבסוף, הדפסת תלת מימד תעלה את פוריות הייצור (מכיוון שיהיה צורך בפחות אנשים בכדי לבצע את אותם הדברים), ותוזיל את עלויות הייצור בסך הכל, מה שאמור להוביל להורדת מחירים ולביקוש גדול יותר - וזה תמיד דבר טוב, עבור הצרכנים, עבור היצרנים והכלכלה. וברמה הצרכן הפרטי במקום הצורך לרכוש חלקי פלסטיק של יצרן, ניתן יהיה לייצר באופן עצמי בבית באמצעות תכנון החלק שנשבר או לחילופין לרכוש רק את הקובץ הרלוונטי ולהדפיסו. (חזון מדפסת תלת מימד בכל בית).

הערות
* כתובת הדואר האלקטרוני לא תוצג באתר.