אחת התלונות הנפוצות ביותר שאנחנו שומעים מיזמים היא שהחלק שיצא מהמדפסת פשוט לא מתאים: הבורג לא נכנס, המכסה לא נסגר, הציר משחק. דיוק מידות בהדפסה תלת ממדית הוא נושא שמתסכל כמעט כל מי שמתחיל לבנות אב-טיפוס, אבל ברוב המקרים מדובר בהתנהגות צפויה לחלוטין של התהליך ולא בתקלה. במאמר הזה נסביר מאיפה מגיעות הסטיות, כמה הן גדולות בפועל, ואיך מתכננים חלק שיוצא נכון כבר בפעם הראשונה.
למה החלק יוצא שונה מהמודל
הדפסה תלת ממדית בונה חומר שכבה על שכבה, ובכל אחד מהשלבים האלה נכנסת סטייה קטנה. בטכנולוגיות התכה החומר מתכווץ בזמן הקירור, ושיעור ההתכווצות משתנה בין חומר לחומר ואף בין גלילים שונים של אותו חומר. עובי הקו שיוצא מהפיה רחב מעט מהמסלול התיאורטי, ולכן קירות יוצאים עבים יותר וחורים יוצאים צרים יותר. בטכנולוגיות שרף נוספת הצטמקות בזמן ההקשייה ולחץ המשיכה מהמגש, ובטכנולוגיות אבקה יש שקיעה תרמית של החלק בתוך המצע החם. כל אלה תהליכים פיזיקליים מובנים, ולכן דיוק מידות בהדפסה תלת ממדית נמדד תמיד כטווח ולא כערך יחיד.
מה מספרי הדיוק באמת אומרים
יצרני מדפסות מפרסמים לרוב דיוק בסדר גודל של עשיריות מילימטר או של אחוז בודד מהמידה, לפי הגדול מביניהם. המשמעות המעשית: חלק באורך עשרה סנטימטרים יכול לצאת עם סטייה מוחשית לגמרי, וחור בקוטר קטן כמעט תמיד יצא צר מהמתוכנן. חשוב גם להבין שהדיוק אינו זהה בכל הצירים — הרזולוציה במישור האופקי נקבעת על ידי המערכת המכנית, ואילו בציר האנכי היא נקבעת על ידי עובי השכבה. השוואה בין הטכנולוגיות מופיעה במאמר על אפשרויות הטכנולוגיה בהדפסה תלת ממדית, וההשפעה של החומר עצמו מפורטת במאמר על חומרים להדפסה תלת ממדית.
הגורמים שמשפיעים בפועל
- כיוון ההדפסה — אותו חלק שיודפס בשכיבה ובעמידה יקבל מידות שונות ואף חוזק שונה.
- עובי השכבה — שכבה עבה מקצרת זמן הדפסה אך פוגעת בנאמנות המשטחים המשופעים.
- תומכות — נקודות ההשענה משאירות סימנים ומעוותות משטחים תחתונים.
- גודל החלק — ככל שהחלק גדול יותר, ההתכווצות המצטברת גדולה יותר.
- עיבוד לאחר הדפסה — ניקוי, ליטוש או הקשייה נוספת משנים מידות בעשיריות.
איך מתכננים חלק שיוצא נכון
הפתרון אינו לצפות שהמדפסת תהיה מדויקת יותר, אלא לתכנן מתוך ידיעה שהיא לא. אנחנו בפרוג'קטס האוס נוהגים להגדיל חורים קריטיים במעט, לתכנן מרווחים מכוונים בין חלקים מתחברים, ולהימנע מהצמדה הדוקה שדורשת שני משטחים מדויקים זה מול זה. עיקרון עוד יותר חשוב הוא לרכז את הדיוק במקומות ספציפיים בלבד: להשאיר את רוב החלק בסבילות חופשית ולהקפיד רק במקומות שבהם ההרכבה תלויה בכך. הנושא מפורט במאמרים על סבילויות ותכנון מידות ועל קביעת טולרנסים בלי לייקר את הייצור. כשהחלק חייב לעמוד במידה מדויקת באמת, לרוב עדיף לשלב בו תותב מתכת או להעביר אותו לעיבוד שבבי.
שיטת עבודה שחוסכת זמן רב היא הדפסת קופון בדיקה קטן לפני החלק המלא: לוח קטן עם סדרת חורים ופינים בקטרים עולים, שמודפס באותו חומר ובאותן הגדרות. מדידה שלו מגלה תוך חצי שעה מהו המרווח שבאמת מתאים למדפסת ולחומר הספציפיים, ומייתרת שלושה או ארבעה סבבי הדפסה של חלק גדול ויקר. את הערכים שהתקבלו כדאי לתעד ולשמור, מפני שהם חוזרים ומשרתים כל פרויקט עתידי באותה טכנולוגיה.
מדידה, אימות והמשך הדרך
אב-טיפוס טוב הוא כזה שמודדים אחריו. מדידה של החלק המודפס מול המודל מגלה תוך דקות אם הסטייה שיטתית — ואם כן, אפשר לפצות עליה במודל הבא. שיטות המדידה המקובלות מפורטות במאמר על מדידות ומטרולוגיה בבקרת איכות, ומידע נוסף על התחום כולו תמצאו בעמוד ההדפסה התלת ממדית שלנו. הבנה של דיוק מידות בהדפסה תלת ממדית חוסכת סבבים מיותרים וממקדת את ההשקעה במקומות שבאמת חשובים.
יש לכם חלק שלא מתאים ואתם לא בטוחים אם הבעיה בתכנון או בהדפסה? אנחנו נשמח להסתכל על הקובץ ולהמליץ על הדרך הנכונה. קבעו פגישה ראשונית עם צוות פרוג'קטס האוס.
רוצים להפוך רעיון למוצר? צרו קשר עם צוות פרוג'קטס האוס בע"מ – טלפון: 054-8936922 | דוא"ל: info@projects-house.com – ונשמח ללוות אתכם משלב הרעיון ועד המדף.
