מהי מדפסת תלת ממדית

אחד התחומים המבטיחים ביותר בעולם המודרני הוא יצירת חפצים תלת מימדיים באמצעות הדפסת תלת מימד. טכנולוגיית הדפסה מאפשרת לך ליצור מוצרים מורכבים ומפורטים למדי. כיום השימוש בהדפסה תלת מימדית אפשרי לא רק באתרי הייצור, אלא גם בבית: לשם כך די ברכישת מדפסת תלת מימדית.

מהי מדפסת תלת ממדית?

מדפסת תלת מימדית היא מכשיר המסוגל ליצור עצמים על בסיס דגמי תלת מימד דיגיטליים שנוצרו. מוצרים מתקבלים על ידי שכבת החומר. שרפים תרמופלסטיים ופוטופולימרים משמשים כבסיס, אך עם התפתחות הטכנולוגיה עולה כמות החומרים המשמשים בתפקיד חומרי הגלם.

הנוהל לייצור מוצרים נראה כך:

1. תהליך יצירת מודל תלת מימד, כלומר מפתחת תמונה חזותית של המוצר העתידי תוך שמירה על כל הפרופורציות. המודל נוצר באמצעות תוכנה ייעודית.
2. לאחר יצירת המודל, עליכם לעבד את הקובץ. עיבוד כרוך בהמרת קובץ לקוד דיגיטלי המחלק את הדגם כולו למספר שכבות מקבילות. כך נוצרות פקודות למכשיר התלת ממד, המפיץ את החומר ליצירת האובייקט.
3. השלב האחרון הוא הדפסת התלת מימד של המוצר, כלומר תהליך יצירת מוצרים באמצעות שכבת החומר. התהליך מתבצע באמצעות ראש ההדפסה (מכבש), הנע לאורך צירי 0Y ו- 0X, כלומר החומר מוזן רק לאורך המישור האופקי בהתאם לקוד התוכנית של השכבה. כדי ליישם את השכבה הבאה מכבש המכבש לאורך מדריך אנכי (לאורך ציר 0Z) במרחק השווה לגודל השכבה. לאחר מכן מתחילים ליישם את השכבה האופקית הבאה.

עזרה: תהליך ההדפסה עשוי להשתנות בהתאם לטכנולוגיית הייצור, אך התהליך הכולל של יצירת מוצרים מורכב בשכבות החומר.

סוגי מדפסות תלת מימד

המכשירים מחולקים לפי הייחודיות של תהליך ההדפסה, כלומר מהטכנולוגיה המשמשת. שיטות ההדפסה הנפוצות ביותר הן FDM (דוגמנות למצב של מיקום התמזגות / דוגמנות כיוון) ו- SLA (סטריאוליטוגרפיה בלייזר / סטריאוליוגרפיה בלייזר)

טכנולוגיית דוגמנות כיוונית היא אחת משיטות ההדפסה הראשונות שהופיעו. כעניין לייצור חפצים המשמשים תרמופלסטיים בצורה של חישורי פצע או חוטים על הסליל. שיטת ההדפסה היא כדלקמן:

1. הסליל או החוט מותקן במכבש. תחת פעולת מכשיר החימום, החומר מתחיל להימס, ובאמצעות התעלה נכנס למשטח העבודה.
2. המכבש מבצע את התנועה בקואורדינטות הנתונות בהתאם לקוד הדיגיטלי. הייצור מתרחש בשכבות יחסית למישור האופקי.
3. בייצור מוצרים מורכבים השתמשו בשני חומרים: העיקרי ועזר. המוצר נוצר באמצעות חומר הבסיס. חומר עזר נועד ליצור תומכים זמניים, כמו גם למלא את החלל החלול של המוצר. כי המדפסת אינה יכולה להדפיס אובייקט באוויר ללא סיבה.

עזרה: לאחר מכן מסירים את חומר העזר בעזרת ממס מיוחד, או מתנתק בקלות.

מוצרים המיוצרים בטכנולוגיית FDM הם בעלי חוזק מכני וכימי טוב. תכונות כאלה מושגות באמצעות מחלקת ייצור תרמופלסטית. כמו כן, טכנולוגיה זו קלה ומתאימה לשימוש בתנאים ביתיים.

טכנולוגיית SLA או סטריאוליטוגרפיה מדפיסים מוצרים באמצעות שרפים פוטופולימרים נוזליים, שקופאים תחת השפעת מקור אנרגיה בצורה של לייזר. בשיטה זו, למוצרים יש דיוק גבוה (עד 15 מיקרון). הדפסת אובייקטים היא כדלקמן:

1. משטח העבודה מורד למיכל עם נוזל פוטופולימר לעומק שכבה אחת;
2. מקור האנרגיה (לייזר) חותך את צורת האובייקט בהתאם לקואורדינטות הנתונות של האובייקט;
3. תהליך הפילמור מתרחש כתוצאה ממנו התמצקות בנקודות המגע;
4. הנוהל חוזר על עצמו על כל שכבה עד לייצור האובייקט;
5. לאחר הייצור, הדגם טובל במיכל עם פתרון מיוחד לניקוי מאלמנטים עזר;
6. השלב האחרון הוא קרינה אולטרה סגולה על מנת להאיץ את תהליך היווצרות המוצר.

סטראוליתוגרפיה היא אחת הטכנולוגיות המודרניות ביותר, אך היא זקוקה לחומרים יקרים. ישנם גם סוגים פחות ידועים של הדפסה:

ה- SlS (סינטר לייזר סלקטיבי) העיקרון של יצירת אובייקט הוא להזין שכבת חומר דקה בצורת אבקה לאזור העבודה, המסונן תחת פעולת לייזר. היתרונות העיקריים של שיטה זו הוא היעדר הצורך להשתמש באלמנטים עזר, אך היא מצריכה טיפול בחום נוסף. אינו מספק לשימוש בתנאים ביתיים.

EBM (התכת קרן אלקטרונים). הטכנולוגיה דומה לסינון לייזר סלקטיבי, אך המוצר נוצר בוואקום ואינו דורש טיפול בחום נוסף.

על ידי הדפסת תלת מימד ניתן לייחס עט-תלת-ממד. עיקרון פעולתו דומה לטכנולוגיית FDM, אך יש לו מראה קטן יותר ומשמש ליצירת רישומים בעלי אפקט תלת מימדי.

מה יכולה מדפסת תלת ממדית?

הדפסה תלת ממדית כיום משמשת כמעט בכל תחומי החיים. יש דוגמאות ליצירת מנות קולינריות באמצעות הדפסת תלת מימד. פרטים על כל מורכבות נוצרים עבור מבנים מורכבים יותר בכל הענפים. אבל התחום הרלוונטי וההכרחי ביותר הוא עדיין הרפואה.

מספר חברות מפתחות חיקויים אורגניים שיכולים להחליף למעשה בדים טבעיים. כמו כן, הדפסת תלת מימד מאפשרת לך לעזור בסביבה התותבת של המפרקים. השימוש הנפוץ ביותר בייצור תלת ממדי קיבל ברפואת שיניים. בנוסף לתותבות, מדפסות משמשות לייצור איברי לעג. האפשרויות של הדפסה תלת ממדית הולכות וגדלות מדי יום והופכות לנגישות יותר.

מדפסות תלת מימד עוזרות לא רק לאנשים, אלא גם לבעלי חיים. אחד המקרים הידועים הוא יצירת פגז צב שנפצע בשריפת יער. לפיכך, מעטפת חדשה הצילה את חייה של בעל חיים, וישנם מקרים רבים כאלה. מקרה ייחודי נוסף הוא הרגל התותבת עבור פיל. ייחודו של המקרה נעוץ בעובדה כי פרוטזות לפיל כמעט ולא נעשות בגלל המשקל הגדול של בעל החיים.

טכנולוגיית הדפוס המודרנית מאפשרת ליצור אפילו בניין שלם. במהלך בניית בית קטן (37 מ"ר) בילו החוקרים 24 שעות בלבד, והתברר שהוא זול פי שניים מהשיטה המקובלת.