גורמים רבים משפיעים על תהליך ההדפסה בתלת מימד ועל איכות המוצר המודפס. אחד מהם הוא סוג הדיזה המורכבת בקצה ראש המדפסת.
להלן סקירה קצרה אודות סוגי הדיזות השונות המשמשות בהדפסת תחת מימד.
דיזה היא למעשה החלק האחרון בראש המדפסת שהפילמנט הגולמי נמצא במגע ישיר עימו.
הדיזה היא חלק מכני של מדפסת התלת מימד ודרכה נדחס הפילמנט אל משטח ההדפסה. הדיזה מוליכה את החום מגוף ובלוק החימום אל הפילמנט וממיסה אותו לפני האקסטרוזיה (שיחול, Extrusion).
גודל הדיזה – ככלל, ככל שהדיזה גדולה יותר, כך היא מאפשרת מעבר חום יעיל יותר, מה שעשוי להשפיע על מהירות האקסטרוזיה וההדפסה (אשר תלוייה כמובן, גם בסוג החומר המודפס).
החומר ממנו הדיזה עשוייה – דיזות מיוצרות ממגוון מתכות כאשר למאפייני ההולכה התרמית של המתכת יש השפעה לא רק על מהירות האקסטרוזיה וההדפסה אלא גם על תהליך ההדפסה ואיכותה.
קוטר החריר – קובע את קצב זרימת החומר דרך ראש ההדפסה (כמות החומר הנדחסת לשניה) ומשפיע ישירות על הרזולוצייה, האיכות והמהירות של ההדפסה. ככלל, ככל שקוטר הדיזה קטן יותר, כך גדלה רזולוציית ההדפסה.
אנו רואים אם כן, כי שלושת מאפייני הדיזה משפיעים על זמן, איכות ורזולוציית ההדפסה, ולעיתים יש צורך להגיע ל"פשרה" בין המאפיינים השונים, תוך כדי בחינה עצמית של התאמת הדיזה לחומר הגלם ולתוצאת ההדפסה המבוקשת.
להלן נדון במאפייני דיזות נפוצות לתחום הדפסות התלת מימד – גודל הדיזה, חומר הדיזה וקוטר החריר.
כפי שציינו לעיל, הגודל הכללי של הדיזה משפיע על יעילות חימום הפילמנט במהלך האקסטרוזיה. נשים לב כי בגודל הדיזה אנו מתייחסים למסה הפיזית ולאורכה של הדיזה (ולא לחלל הפנימי שדרכו זורם הפילמנט).
מכיוון שמרבית יצרני המדפסות משתמשים בבלוקי חימום בגודל דומה, ומכיוון שמימדי וסוג הבלוק מכתיבים את גודל הדיזה, הרי שמרבית מהדיזות הסטנדרטיות (אך לא כולן !!) מתאימות בגודלן לראשי ההדפסה הנפוצים מסוג V6 או MK8 (נדגיש כי ישנם גם ראשי הדפסה יחודיים למדפסות מסויימות, כגון Ultimaker, BCN3D , (Raise 3.
התבריג (thread) הנפוץ בראשי מדפסת מסוג V6 או MK8 הוא מטיפוס M6. אורך הדיזות לראשים מטיפוס MK8 הוא 8 ממ לעומת 6 מ"מ לראשי V6. נתון זה חשוב במיוחד במדפסות בהן חיישן הגובה (level sensor) ממוקם על ראש ההדפסה. במקרה זה שימוש בדיזה באורך שונה מהמקובל לראש ההדפסה עשוי לפגום בפעולת המדפסת ולמרות שניתן לבצע שינויים מבניים במדפסת, מומלץ להשתמש בדיזה עם התאמה מקורית לראש ההדפסה.
דיזה באורך תבריג מטיפוס M6 של 16 מ"מ (אורכה הכולל של הדיזה הוא כ 21 מ"מ). מיועדת לראשי הדפסה מסוג וולקנו (Volcano) (נפוצים במדפסות Artillery ואחרות). ההולכה התרמית בדיזות מעין זה היא טובה לאין ערוך ביחס לדיזות קצרות, ולטענת מפתחי ראשי הוולקנו, השימוש בראש מעין זה מאפשר הדפסה במהירויות של עד פי שלושה בהשוואה לראש רגיל.
דיזה בתבריג מסוג M6 באורך כולל כ 50 מ"מ. הדיזה מיועדת לראש הדפסה מסוג SuperVolcano. בשל מימדיה העצומים, בלוק החימום יכול להגיע ל כ 500 מעלות צלזיוס בהספק עבודה של למעלה מ 80 וואט. דיזה זו נדירה ומיועדת על פי רוב למדפסות בבנייה עצמית.
הדיזות מיוצרות ממתכות שונות, וזאת בשל הדרישה למוליכות חום ורמת דיוק גבוהה בתהליך ייצורן. לכל מתכת מאפייני יחודיים המשפיעים על פעולתה של הדיזה ועל תהליך הדפסת המוצר והתוצאה הסופית.
דיזות פליז (סגסוגת נחושת-אבץ) הן הדיזות הנפוצות ביותר. הן מציעות יכולת העברת חום מעולה במחירים זולים יחסית. חולשתן העיקרית של דיזות פליז היא עמידותן הנמוכה לשחיקה. למעשה, דיזות פליז רגישות מאוד לשריטות ופגיעות במהלך ההדפסה והבלאי שמצטבר בדיזה עם הזמן, עשוי לפגוע במימדיה החיצוניים והפנימיים, החשובים כל כך להדפסה איכותית ויעילה.
פילמנטי הדפסה מיוחדים, כגון סיבי פחמן, עץ, צבעים יחודיים, זוהרים בחשיכה, מכילים לעיתים חלקיקים שוחקים הפוגמים במבנה הפנימי של הדיזה. פגמים מעין אלו קשים לאיתור, וההמלצה הכללית, בהדפסה של פילמנטים שוחקים מעין אלו, היא להחליף את הדיזה לעיתים קרובות.
דיזות פליז מתאימות בעיקר לטמפרטורות של עד 300 מעלות צלזיוס ולפילמנטים שאינם שוחקים, כגון, PLA, ABS, PETG, ניילון ו- TPE.
נציין כי בכדי להגביר את עמידותם המיכנית, יש המוסיפים לפליז מעט עופרת. אי לכך, דיזות פליז אינן מומלצות להדפסת פריטים המיועדים למגע עם מזון, שימוש רפואי, צעצועים, ילדים ובעלי חיים.
ציפוי דיזות פליז במשטח ניקל דק מעניק לדיזה עמידות גבוהה יותר לבלאי, מקדם חיכוך נמוך ועמידות גבוהה לקורוזיה. דיזות אלו יקרות יותר בהשוואה לדיזות פליז ואינן כה נפוצות כדיזות פליז, נירוסטה ופלדה מחושלת.
דיזות נירוסטה פופולריות בשל עמידותן הגבוהה יותר ביחס לדיזות פליז. דיזות נירוסטה אינן מכילות עופרת, מאפשרות זרימה אחידה יותר של פילמנט הפלסטיק, אך מוליכותן התרמית נמוכה יותר מזו של פליז.
בניגוד לפליז, דיזות נירוסטה עמידות יותר לחומרים שוחקים, אך גם כאן, ההמלצה הכללית היא להחליף את הדיזה לעיתים קרובות בהדפסה של פילמנטים שוחקים.
דיזות נירוסטה יכולות לעמוד בטמפרטורות של עד 500 מעלות צלזיוס (בהתאם להוראות היצרן) ומתאימות לפילמנטים שאינן שוחקים, או בשימוש קל לחומרים שוחקים כגון NylonX, סיבי פחמן, חוטים זוהרים בחשיכה, פילמנטים עם חלקיקי מתכת, עץ או קרמיקה.
דיזות פלדה מחושלת הן שדרוג משמעותי בהשוואה לדיזות נירוסטה ופליז והן מציעות עמידות גבוהה לפילמנטים שוחקים. חולשתן העיקרית היא מוליכותן התרמית הנמוכה אשר עשויה להשפיע על קצב ההדפסה. נציין גם כי בשל קשיותה של המתכת, העיבוד המיכני של המתכת קשה יותר ועל כן חלקיה הפנימיים של הדיזה אינם חלקים דיים בהשוואה לחומרים רכים אחרים, מה שעשוי לפגום באיכותה של ההדפסה.
דיזות פלדה מחושלת יקרות יותר מדיזות פליז ונירוסטה. הן מתאימות לעבודה בטמפרטורות של עד 500 מעלות צלזיוס (בהתאם להוראות היצרן) ומתאימות לשימוש שוטף בחומרים שוחקים.
דיזות רובי הן דיזות פליז או נחושת עם קצה של אבן אודם (rubi) קשיחה. קצה אבן האודם מעניק לקצה הדיזה קשיות גבוהה במיוחד, אך נדגיש כי גוף הדיזה עדיין עשוי לסבול מבלאי בתהליך ההדפסה עם חומרים שוחקים ושימוש מוגבר בדיזה עשוי לגרום להיפרדות קצה האודם מהדיזה. עיקר השימוש בדיזת אודם היא לעבודה עם חומרים שוחקים, לזמן מוגבל לשם קבלת הדפסה מהירה ואיכותית ככל שניתן.
דיזות טונגסטן הן דיזות עמידות במיוחד, עשויות ממתכת טונגסטן בעל קשיחות גבוהה מאוד. דיזות אלו יקרות מאוד ומגיעות עם מגוון חרירים מצומצם. עיקר השימוש בדיזת טונגסטן היא לעבודה עם חומרים שוחקים, לזמן ארוך ולקבלת איכות הדפסה גבוהה ושחיקה נמוכה במהלך ההדפסה.
טווח קוטר חריר הדיזה הוא בין 0.1 מ"מ עד 1.0 מ"מ (אם כי ניתן למצוא גם מיקרו דיזות עם חריר קטן מ 1 מ"מ). טווח זה מאפשר גמישות רבה למשתמש, אך גם דורש מהמשתמש לבחור את הדיזה המתאימה באופן נסיוני היות והבחירה תלוייה במספר גורמים: קצב זרימת הפילמנט, הדיוק המבוקש, סוג הפילמנט, סוג המדפסת ואיכות ההדפסה.
הסטנדרט הכללי והמקובל ברוב המדפסות הפופולריות הוא דיזה עם קוטר חריר של 0.4 מ"מ, קוטר המספק איזון סביר בין איכות למהירות ההדפסה. חרירים גדולים יותר יאפשרו אקסטרוזציה של הפילמנט למימדי גובה ורוחב גדולים יותר, וחרירים קטנים יאפשרו הדפסים מפורטים עם סימני שיכבה מינימליים. נציין כמובן, כי הקטנת קוטר החריר מעלה אמנם את איכות ההדפסה, אך גם את הסיכוי לסתימות.
באופן כללי, גובה שכבת ההדפסה תלוייה בקוטר החריר, ונהוג לטעון כי על גובה השכבה המקסימלית להיות לכל היותר 80% מקוטר החריר. כך לדוגמא, גובה השכבה המקסימלי המומלץ לחריר של 0.4 מ"מ הוא 0.32 מ"מ.
כולנו התאהבנו במדפסת במבו ורצנו לרכוש לנו אחת כזאת.
אבל לא כל גליל שנרצה להשתמש בו יתאים.
בשנים האחרונות נהיה הרבה יותר קל להדפיס מודלים רפואיים למטופלים בהדפסת תלת מימד..איך?
ה-FDA האמריקאי מאשר פתרון תוכנת AI מבוסס ענן ליצירת מודלים אנטומיים תלת מימדיים מותאמים אישית המשמשים באבחון ובתכנון ניתוחי.
בואו נבחן את זה קצת.
מבני התמיכה האורגניים החדשים של PrusaSlicer הפכו פופולריים למדי מאז הצגתם. המשיכו לקרוא כדי ללמוד עליהם הכל!
אחד הפורסים הנפוצים ביותר בעולם ההדפסה התלת מימדית הוא ללא ספק PrusaSlicer. התוכנה פותחה במקור על ידי Prusa Research עבור המדפסות שלה, והיא צברה פופולריות עם השנים, הודות לאופי הקוד הפתוח שלה ולמגוון הגדול של פרופילי המדפסת שלה.
