איך מדפסת תלת ממדית עובדת? - מוסבר בבירור
מדפסות תלת מימד הופכות זולות יותר ומעניינות יותר עבור משתמשים פרטיים. אנו מסבירים כיצד מדפסת תלת מימד עובדת ואילו שיטות הדפסה שונות זמינות.
פונקציונליות בסיסית של מדפסות תלת מימד
קיימות כיום שלוש טכניקות שונות להדפסת תלת מימד. הם נבדלים זה מזה בחומר המוצא בו משתמשים ובטכניקת הדוגמנות. העיקרון הבסיסי הוא תמיד זהה:
- התבנית להדפסת תלת מימד אינה קובץ טקסט כמו במדפסות רגילות, אלא תבנית תלת-ממדית כפי שהיא יכולה להיות מעוצבת עם תוכנת CAD.
- סוגי הקבצים הנפוצים ביותר הם STL (Standard Triangulation Language), VRML (שפת דוגמנות מציאות מדומה) ו- X3D (3D Extensible 3D).
- מדפסת תלת מימד "מוזנת" עם תבניות אלה. לאחר מכן בנוי הדגם מחומרים ניתנים להמסה, אבקה או נוזל מסוים.
- כל שלושת סוגי המדפסות התלת-ממדיות הנפוצות מחילות שכבות דקות המותקשות בנפרד.
מדפסת תלת מימד: כיצד הסטריאוליטוגרפיה עובדת?
Stereolithography (SLA) פותחה בשנות השמונים והיא הטכנולוגיה העתיקה ביותר להדפסת תלת מימד.
- חומר שרף אפוקסי נוזלי שנמצא באגן משמש כחומר המוצא.
- יש במשטח הרמה בריכה שניתן להזיז למעלה ולמטה. מודל התלת מימד נוצר על זה.
- עם תחילת ההדפסה, המעלית נמצאת ממש מתחת לפני השטח של השרף - בערך 0.05 עד 0.25 מ"מ.
- לייזר, המחובר מעל האגן, מקשה את השכבה הראשונה של הדגם.
- עכשיו המעלית נעה קצת למטה. תלוי בסוג המדפסת ובאופי הפילי של הדגם, השכבות עוביות 0.05 עד 0.25 מ"מ. שרף האפוקסי פועל יחד על פני השכבה הראשונה והקשה כבר.
- עכשיו השכבה הבאה של האובייקט מתקשה ומתאימה בצורה חלקה לשכבה הראשונה, הבסיסית.
- המודל התלת-ממדי בנוי שכבה אחר שכבה מלמטה למעלה.
- היתרון בתהליך ה- SLA הוא המשטח החלק של הדגם. עם זאת, הנוזל אינו נושא חלקים תלויים כל עוד אינם מתקשים לחלוטין. מסיבה זו יתכן שיהיה צורך להשתמש במבני תמיכה.
איך מדפסת תלת מימד עובדת?: סינטת לייזר
Sintering Laser Sintering (SLS) או Selective Laser Melting (SLM) משתמשים באבקה כחומר הגלם. אבקת פוליאמיד 12 משמשת בעיקר. עם זאת, דפוס חול המצופה פלסטיק ואבקת מתכת או קרמיקה אפשרי גם כחומר המוצא.
- סינטרת לייזר משתמשת לא רק באגן אחד, אלא בשני אגנים המסודרים אחד ליד השני, לכל אחד מהם משטח הרמה.
- האבקה היא חומר הגלם באגן (משמאל בתמונה).
- גלגלת מרימה את האבקה ומגלגלת אותה מעל המעלית בבריכה השכנה, שנמצאת בחלקה בראשיתה.
- לייזר ממיס או מחמיא את האבקה (במקרה של קרמיקה) כך שהוא נקשר ומתקשה. הרובד הראשון של האובייקט נוצר.
- המעלית באגן האבקה נעה מעט מעלה, זו שבאגן החפצים יורדת מעט.
- הגליל מרחיב את שכבת האבקה הבאה על השכבה הראשונה והקשה של האובייקט והלייזר מתחיל להתקשות שוב.
- אז הדגם בנוי שכבה אחר שכבה מלמטה למעלה.
- היתרון בתהליך הוא בחירת החומרים המגוונת. בנוסף, אין צורך לסדר תומכים, מכיוון שהאבקה מתקשה מיידית ונושאת עומס.
- בניגוד לסטריאוליטוגרפיה, לאובייקטים יש משטח מחוספס במהלך סינטת לייזר. המדפסות גם יקרות מאוד ולכן מפותחות יותר לתעשייה.
דוגמנות הדחה ממולאת (FDM): מדפסות תלת מימד למשתמשים פרטיים
דוגמנות לתצהיר ממולא (FDM) היא השיטה הנפוצה ביותר.
- משתמשים בחומרים ההופכים לנוזלים או מעצבים תחת חום - למשל חומרים תרמופלסטיים כמו PVA, PET וניילון, אך גם שוקולד ושעווה.
- החומר מחומם בתוך זרבובית ומונזל. ואז הוא מוחל על שכבה בנקודות מסוימות - דומה מאוד להדפסה קלאסית - ואז מקורר כך שיתקשה.
- כמו בתהליכים האחרים, זה יוצר שכבה אחת אחרי השנייה.
- חיסרון נוסף הוא שהדגם אינו מתקשה לחלוטין באופן מיידי. מסיבה זו יתכן ותצטרך לתכנן מבני תמיכה ב-.
- אבל מדפסות וחומרים זולים יחסית, ולכן הם מתאימים גם למשתמשים פרטיים.