X

מגוון חבילות במחירים מיוחדים! לחצו לפרטים

ראשי > הדרכה טכנית > המדריך למתעניין בהדפסת תלת מימד

המדריך למתעניין בהדפסת תלת מימד

נחשפתם לעולם הדפסות תלת מימד והחלטתם שזה מעניין אתכם? מעולה !! עכשיו נשאר רק לגלות כמה מהר אתם מוכנים להיכנס לתחום מרתק זה....

שימו לב – זוהי אינה סקירה טכנית או מקצועית, אלא הסבר כללי וקליל למי שמתעניין בתחום זה.

 

במאמר זה נסביר בקלילות את תהליך ההדפסה משלב התכנון ועד הפריט המוגמר ונענה על כמה שאלות בסיסיות:

  • מה היא הדפסה בתלת מימד?
  • איך מדפסת תלת מימד עובדת?
  • מה ניתן להדפיס?
  • מה הוא תהליך יצירת מודל והעברה להדפסה?
  • היכן עוד אפשר למצוא הדפסות תלת מימד ובאיזה תחומים? (תתפלאו אבל יש הרבה תחומים בחיינו שמשתמשים בטכנולוגיה הזאת!)

אז הישארו, קראו החכימו והחליטו מתי וכמה מהר לרכוש את המדפסת הראשונה שלכם !

אז מה היא בעצם הדפסה בתלת מימד?

הדפסה בתלת מימד הינה תהליך ייצור בשכבות דקות (ברוב המקרים בפלסטיק) שתוצאתו היא אובייקט פיזי שהוא בעצם פריט תלת מימדי.

בבסיס הטכנולוגיה עומדים קובץ דיגיטלי ומדפסת. הקובץ ממחיש איך יראה המודל המודפס שלנו, כיצד יראו השכבות, מה ימלא אותו וכמה? האם נרצה אותו ריק או מעט חלול? ואחרי שהוחלט על מאפייניו של המודל הקובץ מועבר למדפסת אשר בה נדפיס את האובייקט המיועד.

בתהליך ההדפסה, המדפסת תניח שכבות דקות זו על גבי זו עד שיווצר פריט פיזי תלת מימדי. הדפסה כזאת מאפשרת ייצור של פריטים ומודלים בעלי צורות מורכבות יותר ומורכבות פחות.

הצצה אל העבר לרגע... כדי שנבין כיצד הכל התחיל:

למרות שהדפסת תלת מימד הומצאה כבר בשנות ה70, הרי שרק בשנות ה90 היא תפסה תאוצה בעיקר בשל התפתחויות במחקר של הדפסת חלקי רקמות ואיברים אנושיים שמתפקדים להשתלה בחולים צעירים, מה שהביא לפריצות דרך יחודיות בתחום הרפואה בכלל ובתחום ההדפסה התלת מימדית בפרט.

בשנת 2012 עם פקיעתם של מספר פטנטים וכניסתו של הפלסטיק וחומרים שונים לתחום, עולם הפיתוח והייצור הגיעו להכרה כי הדפסת תלת מימד יכולה להביא לשינוי אדיר בעולמנו. במשך השנים הבינו יצרנים, מפתחים וממציאים רבים כי שיטה זו מהירה וזולה משיטות אחרות המשמשות להכנת מודלים פלסטיים, ומי שזקוק לאב טיפוס ואף פריט סופי יכול לייצר פריטים אלו ממש בקלות.

היום ישנו מגוון של מדפסות תלת מימד ומספר רב של חברות שמייצרות ומשווקות אותן לשוק הפרטי ולתעשייה. מדפסות תלת מימד פופולריות כיום כמעט בכל תחום - מהנדסים, מייקרים, יצרנים, מתכננים, חובבים ואף תלמידי ומורי בתי ספר.

אז איך זה בכלל עובד?

להדפסה תצטרכו בעיקרון שלושה רכיבים: תוכנות מחשב למידול/עיבוד, מדפסת וחומר פלסטי.

מדפסת:

נתמקד כאן בדיון במדפסת הFDM  הנפוצה ביותר בקרב משתמשים ביתיים. המדפסת בעצם מתרגמת את מה שהגדרנו בתוכנת מידול ועיבוד קבצי ההדפסה, למיזוג של שכבות אחת על השניה עד לסיום הבניה של האובייקט שלנו. בכל סוג חומר שתדפיסו העיקרון הוא דומה, ומה ששונה הם עלויות  החומר המודפס, סוגו ורמת גימור ההדפסה.

ישנן אפשרויות רבות לבחירת מדפסת וישנם יצרנים ומשווקים רבים של מדפסות תלת מימד. בבואכם לבחור מדפסת שמתאימה לצרכים ולתקציב שלכם תצטרכו להשוות בין דגמים, משווקים ומחירים שונים ועליכם לבדוק כמובן באם המדפסת תתאים למה שאתם רוצים להדפיס. כך לדוגמא: ישנן מדפסות שהן סבירות במחירן וקטנות בגודלן אבל אז תצטרכו לקחת בחשבון שתוכלו להכין רק דגמים קטנים. לעיתים אמנם תוכלו להדפיס מודל במספר חלקים ולהדביקם או להרכיבם ליחידה אחת, אך אם אתם מתכננים להדפיס מודלים גדולים באופן שוטף, יתכן ותחליטו לבחור במדפסת יקרה וגדולה יותר. כדוגמא נוספת נציין כי ככלל, ההדפסה נעשית בצבע יחיד, אך ישנן כיום מדפסות המסופקות עם שני ואף שלושה ראשים להדפסה בשני צבעים ויותר, בו זמנית ואף ליצירת מגוון גוונים על ידי ערבוב של צבעים במהלך ההדפסה. אי לכך, אם אתם מעוניינים במודלים מורכבים ועם צבעים שונים, יתכן ותחליטו לבחור במדפסת מורכבת המאפשרת הדפסה מעין זו.

חומרי פלסטיק:

החומרים שהכי נפוצים בהדפסה הזאת הם ה PLA ו PETG. הם מסופקים כגליל של פילמנט ("חוט") פלסטי. ישנם יצרנים רבים המציעים חומרים מסוגים, צבעים ואיכויות שונות ויצרנים שונים ממשיכים לפתח חומרי פלסטיק יחודיים וחדשניים. לסקירה אודות סוגי הפלסטיק השונים, לחצו כאן.

תוכנות מידול ועיבוד:

ישנן מספר תוכנות מידול ועיבוד חינמיות ברשת באינטרנט וכן מגוון רחב של מודלים חינמיים, כפי שנתאר למטה.

 

אז מה הם השלבים להכנת מודל והדפסתו?

1.     יוצרים קובץ CAD  בתוכנת מידול במחשב.

בכדי ליצור מוצר בתלת מימד תהיו חייבים להתחיל בתוכנת מידול כלשהיא. חברות  ואתרי אינטרנט שונים מאפשרים לכם לעבוד עם תכנות מידול חינמיות . חפשו תוכנה שתהייה ידידותית למשתמש ותהייה בעלת תכונות מתקדמות מותאמות אישית. הכי חשוב, לדעתנו, הוא לוודא שהתוכנה תומכת בשפות ,רמות עיצוב שונות ובאפשרות שמירה מקומית של המודלים שפיתחתם.

הצעד הראשון אם כן הוא יצירה של אובייקט וירטואלי שמשקף לנו כיצד המודל שלנו יראה בסיום ההדפסה.

לא יודעים למדל ?

אל תחששו, תמיד תוכלו להשתמש בשירותים של ממדלים חיצוניים, או לחילופין, תוכלו לבחור ממגוון רב של מודלים מוכנים המוצעים במספר רב של אתרים. ברוב המקרים, הקבצים המוצעים באתרים אלו כבר מומרים לקבצי STL (ראו סעיף 2).

2.     ממירים את קובץ ה CAD

כדי שהמדפסת תלת מימד שלנו תוכל לפענח את הוראות יצירת המודל, עלינו עליכם להמיר תחילה את פורמט ה CAD לפורמט ל STL שהוא בעצם שפה שתכנה נוספת, המיועדת להכנת הקובץ לקריאה על ידי המדפסת, מבינה. ישנן תכנות שונות היודעות לקרוא ולעבד קבצי STL, והנפוצות והנוחות ביותר  ביותר הן ה CURA וה PRUSA SLICER.

3.     מבצעים מניפולציות על קובץ STL

לאחר שיצרנו את STL  ויש לתרגמו לשפת GCODE שהיא השפה שהמדפסת מבינה. לשם כך יש להגדיר את הכיוון והגודל של האובייקט שיודפס, תוך התחשבות בגורמים טכניים ופיזיקליים. יש לקבוע את תנאי ההדפסה, סוג המדפסת, סוג החומר, טמפרטורת ההדפסה, קוטר חריר הדיזה בהתאם לחומר שבו נשתמש, טמפרטורת מיטת ההדפסה ועוד, כלומר: כלל הגורמים שמשפיעים על איכות, ומהירות ההדפסה. לעיתים נצטרך גם להוסיף תמיכות למודל שלנו בכדי שהמודל לא יקרוס במהלך ההדפסה (את התמיכות מפרקים בסוף התהליך ויש לקחת בחשבון שזה מוסיף זמן הדפסה וצורך חומר גלם נוסף).

 4.     מכינים את המדפסת להדפסה

לאחר שקובץ הGCODE  שלנו מוכן להדפסה והוטען למדפסת, יש להכין את המדפסת והפילמנטים. יש  להטעין את החומר שאיתו נרצה להדפיס, לבדוק שכיילנו את המדפסת בהתאם להוראות היצרן וזאת בכדי למנוע תקלות בהדפסה, יש לנקות את משטח ההדפסה שעליו יודפס האובייקט (למרות שיש לא מעט רעיונות כיצד להתמודד עם ניקוי המיטה אנחנו מציעים לנקות עם 70% אלכוהול בתור התחלה) יש לדאוג שתנאי הסביבה יתאימו להדפסה (ככלל - חדר מאוורר, לא לח ולא קר מידי).

 5.     ההדפסה

לאחר שכל הפרמטרים שהזכרנו למעלה מוכנים תהליך ההדפסה יכול להתחיל. לחצו על "התחל" וצפו כיצד המדפסת שלכם בונה את המודל. הדפסות מסויימות יכולות לקחת זמן וזה תלוי בעיקר בגודל ובמורכבות של האובייקט הסופי ומדפסות שונות מציגות מהירות הדפסה שונות.

6.     עיבוד היצירה הסופית.

לאחר שהאובייקט מוכן מומלץ לטפל בו בזהירות ולנקות אותו משאריות של חומר או סיבים שלעיתים נוצרים בתהליך ההדפסה. אחד מיתרונות ההדפסה בתלת מימד הוא שניתן ליצור יצירה תוך שעות בהשוואה לתהליכי ייצור מסורתיים אחרים.

מה ניתן להדפיס בתלת מימד?

הדפסה בתלת מימד מעורבת באופן פעיל בכל תחום חשוב שתגעו בו ויש לו השפעה מאוד משמעותית על פיתוח מוצרים, מחקר, חינוך ומומחים צופים כי הדפסה בתלת מימד תשנה את כללי המשחק כמעט בכל תחום תעשייה שאנחנו מכירים. היום ניתן להדפיס כל דבר כמעט גם במדפסת הביתית וזה אומר צעצועים, כלי אוכל (אם כי יש להשתמש בחומרים המאושרים למזון), כלי עבודה, חלקי חילוף למכשירים ביתיים, ובעצם כל דבר שבא לכם, כמובן רק עם החומר המתאים.

תעשיית התלת מימד פורחת ונכנסת עמוק לכל תחום בחיינו נשאר רק לבחור האם להצטרף לחגיגה או להישאר מאחור!

מקווים שהצלחנו להאיר את עיניכם עם המידע שתואר לעיל ושתעשו את ההחלטה הכי טובה בשבילכם.

 

מעוניינים לדעת עוד על התחום  והאפשרויות הטמונות בו, המשיכו לקרוא הלאה !

 

הדפסת תלת מימד בענף מוצרי הצריכה

חברות רבות היום משתמשות במדפסות תלת מימד כדי לעצב את המוצר שלהם מחדש ולהתעדכן בשוק הצרכני המשתנה במהירות רבה על ידי ייצור חלקים מהיר יותר וכך לחשוף אותם לשוק במהירות. חלק מהחברות משתמשות בהדפסת תלת מימד לייצור אבי טיפוס ואף מוצרים סופיים כגון, משקפיים, פריטי הנעלה, רכיבי תאורה, רהיטים ועוד.

בין המובילות בתחום תמצאו לדוגמא את אדידס ונייק שהכניסו רכיבים מודפסים לנעליים שלהם, פחות בשיטה של FDM  שקיימת ברוב הבתים אלא יותר בשיטת ה SDM, שיטה שלא הרחבנו עליה כי היא פחות נפוצה בהדפסה ביתית.

הדפסת תלת מימד נפוצה גם בתעשיית התכשיטים שם היא משמשת לייצירת מודלים ותבניות ליצירה איכותית של המוצר הסופי ואף לייצור של רכיבי ותכשיטים מוגמרים.

 הדפסת תלת מימד בתעשייה הרפואית

למדפסת התלת מימד יש פוטנציאל ושימוש רב בתחום התעשייה הרפואית. מחלקת ההנדסה של המכוון הטכנולוגי של רוצ'סטר, לדוגמא, חוקרת טכניקות הדפסה תלת מימדיות חדשות שיוכלו לשמש להדפסת איברים חיים עבור חולים ושיהיו מותאמים למושתל.

בימינו כבר מיישמים ייצור נרחב של מדפסות תלת מימיד למטרות רפואיות אחרות כמו עיצוב שתלים ותותבות חיצוניות, ונכון להיום יש אנשים שמדפיסים מסכות שיכולות להקטין את החשיפה לוירוס הקורונה.

רופאים משתמשים היום גם במודלים מודפסים בכדי להתאמן על תהליכים כירורגיים.

 הדפסת תלת מימד בתעשיית הרכב

הדפסת תלת מימד בתעשיית הרכב משמשת במגוון רחב של אפליקציות: מהדפסה של אבות טיפוס לחלקים שונים ועד לעיצוב של מכוניות שלמות.

כיום ניתן גם להדפיס חלקי רכב פונקציונליים. לעיתים, מדפיסים רק רכיב קטן בכדי לבחון כיצד הוא פועל, ורק אז עוברים להדפסה או ייצרור מסחרי של המוצר המוגמר. ההדפסה מאפשרת לחברות הרכב לפתח ולייצר בזמן קצר חלקים מיוחדים שבטכניקה אחרת היו דורשים זמני פיתוח וייצור ממושכים.

הדפסת תלת מימד בחלל

בתעשיה זאת תמצאו שימוש נרחב ויוצא דופן. במטוסי ניסוי מסחריים תמצאו חלקי פלסטיק מודפסים, חלקי מתכת עבור לוחות כנפיים, צירים ועוד. הפיתוח והייצור פשוטים, קלים ומהירים יותר, והפריטים לעתים קלים וחזקים יותר בהשוואה לאמצעי ייצור אחרים. סוכנות החלל האמריקאית, אף מחזיקה מדפסת תלת מימד בתחנת החלל שלה, המשמשת להדפסת של כלים יעודיים וחוסכת הוצאות הובלה של כלים אלו לחלל.

הדפסת תלת מימד בתעשיית השיניים

מחקרים מראים כי תעשייה זאת הולכת לגדול בשנים הקרובות באופן משמעותי וזאת משום שקל יותר להדפיס כתרים, דגמי גשרים, מחזקים ואפילו מודלים אורטודנטיים מאשר לייצרם בשיטות יצור מסורתיות.

הדפסת תלת מימד באדריכלות

כאן נוכל ליצור ממש בקלות ובמהירות מודל ארכיטקטוני. מעבר לשימוש הפרקטי שבמודל מעין זה, המודל פשוט נוח ונחמד יותר כי לאנשים קל יותר להביט בדגם מוחשי מאשר במחשב או בשרטוט על נייר. בנוסף, כמעט כל יישום אדריכלי יכול בקלות להיות מודפס ובמהירות. כך לדוגמא, בספרד הודפס הגשר הראשון להולכי רגל בתלת מימד. מבנה זה, שהוא באורך 12 מטר ורוחב 1.75 מטר וחוצה נחל בפארק קסטיליה-לה מנצ'ה, הודפס באמצעות מדפסת בטון.

הדפסת תלת מימד בארכיאולוגיה

הדפסת תלת מימד עבור מוזיאונים וארכיאולוגיה יכולה לעזור ביצירת עותקים מדוייקים של חפצים שיכולים להשלח למוסדות אחרים בעולם בכדי לסייע במחקרים ארכיאולוגיים. ניתן גם לסרוק יצירות ארכיאולוגיות ולהדפיסן עבור תלמידים לצרכי מחקר.

טכנולוגיה זאת מתחילה לתפוס תאוצה במוזיאונים כי חלקים עתיקים שונים נמצאים בסיכון גבוה כי הם יכולים להישבר ולהינזק בעת ההובלה. על ידי שימוש בסריקה והדפסה תלת מימדית ניתן לשחזר חפצים שונים, כולל שיחזור מאובנים וכן להציגם לקהל הרחב.

הדפסת תלת מימד בשחזור אומנות

ניתן להשתמש בהדפסת תלת מימד לשחזור יצירות אומנות. שיטה זו נוסתה באיטליה, והציפיה היא שהיא תתפשט למדינות שונות בעולם. נציין לדוגמא את פרוייקט ה Elastic Minds”  של ה- MOMA במוזיאון לאמנות מודרנית בניו יורק. בפרוייקט זה, האמנים השתמשו בהדפסת תלת מימד לבניית יצירות אומנות ורהיטים, כגון כיסאות בקנה מידה שלם. הרהיטים נוצרו על ידי סקיצות באוויר בטכנולוגיית לייזר ולאחר מכן השתמשו במצלמה סורקת בכדי ללכוד את התנועה ולהעבירה כסרטוט שנשלח לאחר מכן למדפסת תלת מימד.

הדפסת תלת מימד בזיהוי פלילי

בתחום זה תמצאו את המדפסת כאשר רוצים לפתור תיקי מקרים שונים, על ידי הדפסת של גולגלות, הדפסות נעליים ועוד. דריל ריקטסל, לדוגמה, הוא אנתרופולוג משפטי ופרופסור לאנתרופולוגיה באוניברסיטת אינדיאנה שמשתמש בהדפסת תלת מימד למטרות חינוך ומחקר. הוא משתמש במשאבים של הדפסת תלת מימד כדי ליצור יצירות משפטיות עבור תלמידיו. על ידי שימוש בסריקות CT, דגימות עובר, שלדי עובר לביצוע נתיחות וירטואליות. הוא גם משתמש בהדפסת פנים תלת מימדית לשחזור פנים מהומינידים שונים. באוניברסיטת דרום פלורידה לקחו זאת צעד אחד קדימה ואומנים לזיהוי פלילי פיסלו גוגולות בתלת מימד של יותר מ-900 קורבנות רצח שהוגדרו כנעדרים או לא מזוהים.

הדפסת תלת מימד בתעשיית הסרטים

מעבדות הסרטים משתמשות כעת באופן נרחב יותר בטכנולוגיה של הדפסה בתלת מימד להכנות של איפור ואפקטים מיוחדים וליצירת דמויות מורכבות. לדוגמא : האומנים סטיב יאנג ואדי וואג מסטודיו  ALLIANCE משתמשים בהדפסה לעידן חדש של אפקטים מיוחדים ויצירת פסלים. הם מספרים לכול מי שרוצה לשמוע איך הטכנולוגיה שינתה את הדרך שלהם ליצירת דברים בצורה שלא נראתה בעבר.

ריק בייקר האומן של מלחמת הכוכבים משתמש בהדפסה ליצירת מפלצות ואביזרים, הוא אפילו הצליח להפחית את זמן הייצור של מה שהוא רצה ליצור לסרטים שבהם הוא השתתף.

לסיכום:

חברות רבות היום משתמשות בהדפסת תלת מימד ליצירה של דגמים ואב טיפוס או מודלים בפרוייקטים גדולים, בשיטה זאת הם חוסכים בזמן במשאבים והתהליך הופך להיות הרבה יותר מהיר בהשוואה לטכניקות ישנות.

בשנים האחרונות אנחנו רואים אפילו במערכת החינוך את השינוי, יותר ויותר בתי ספר קונים מדפסות תלת מימד ומלמדות את התלמידים בשיעורי העשרה כיצד לעשות מידול של דגמים אפילו פשוטים מאוד, ככה הילדים נחשפים ויוצאים הביתה עם דגם שהם הדפיסו הביתה.

 

תעשיית התלת מימד פורחת ונכנסת עמוק לכל תחום בחיינו נשאר רק לבחור האם להצטרף לחגיגה או להישאר מאחור!

מקווים שהצלחנו להאיר את עיניכם עם המידע שתואר לעיל ושתעשו את ההחלטה הכי טובה בשבילכם.

 

 

איפה תוכלו למצוא קבצי תלת מימד?

 יש בחינם ויש בתשלום

יש פה רשימה של כמה אתרים וקישורים לנוחיותכם:

ALL3DP לגישה לחצו כאן

קבצים בחינם לחצו כאן

Pinshape לחצו כאן

thingiverse לחצו כאן

 

 

סקירה זו מובאת כשירות בלבד ואין לראות בה כהמלצה כלשהיא.  

הכותבים אינם אחראיים לדיוק המידע המוצג בסקירה זו.

מצאתם טעות? מעוניינים לתרום לשיפור הסקירה? נשמח לשמוע ממכם במייל.

המידע לעיל אומץ בחלקו מ https://www.raise3d.com/academy/a-beginners-guide-to-3d-printing/
 
  • המדריך למתעניין בהדפסת תלת מימד