רוב האנשים מכירים הדפסת תלת ממד כדרך לייצר חלקים קשיחים, אבל אחת היכולות השימושיות ביותר בפועל היא הדפסת חלקים גמישים TPU. מדובר בפוליאוריתן תרמופלסטי, חומר שמתנהג כמו גומי אך נטען לתוך מדפסת רגילה בדיוק כמו כל גליל אחר. אנחנו בפרוג'קטס האוס משתמשים בו כמעט בכל פרויקט שדורש אטימה, בלימת רעידות או מגע נעים עם המשתמש, והוא חוסך שבועות של המתנה לתבנית סיליקון.

מה זה TPU ומתי הוא הבחירה הנכונה

TPU מגיע בדרגות קשיחות שונות, הנמדדות בסולם שור. חומר בדרגה 85A רך וגמיש מאוד, בעוד חומר בדרגה 95A נוקשה יותר ומזכיר גומי טכני. הבחירה בדרגה משנה לגמרי את התנהגות החלק, ולכן כדאי להדפיס דוגמאות בשתי דרגות לפני שמחליטים. היתרון המרכזי של הדפסת חלקים גמישים TPU הוא שאפשר לעבור מקובץ תלת ממד לחלק גמיש ביד תוך יום עבודה, בלי תבנית ובלי מינימום הזמנה. השימושים הנפוצים כוללים:

  • אטמים ואטימות - גומיות, רולרים ומגני חדירה, בשילוב עם עקרונות אטימות למים ולאבק.
  • בולמי רעידות - רגליות, תותבים ומחברים שמפחיתים רעש ותנודות.
  • ממשק עם הגוף - רצועות, ידיות אחיזה ומשטחי מגע במוצרים לבישים.
  • מגן זעזועים - פינות וכיסויים שסופגים נפילות במקום הזיווד הקשיח.
  • ציוד עזר בייצור - לסתות תפיסה רכות ומתקנים שלא שורטים את המוצר.

איך מדפיסים TPU בלי כאב ראש

החומר גמיש, ולכן הוא מתעקל בתוך מסלול ההזנה במקום להידחף קדימה. כמה כללים חוסכים את רוב הכישלונות: מדפסת עם מנגנון הזנה ישיר עדיפה בבירור על הזנה מרוחקת; מהירות הדפסה נמוכה, לרוב בטווח של עשרות מילימטרים בשנייה בלבד; משיכה חוזרת מינימלית או ביטולה כדי למנוע פקקים; וייבוש הגליל לפני השימוש, מכיוון שהחומר סופג לחות ומייצר בועות ומרקם גס. כדאי גם להימנע מתומכות, שכן הפרדתן מחומר רך היא עבודה מייגעת שמשאירה סימנים. שני פרטים נוספים משפרים מאוד את התוצאה: הגדלה קלה של כמות החומר המוזרם, מכיוון ש-TPU נדחס בתוך הפייה ומייצר לעיתים דפנות חלשות, והפחתת הקירור האקטיבי כדי לשפר הדבקות בין השכבות. משטח הדפסה נקי חשוב אף הוא, כי החומר נדבק חזק ועלול לתלוש שכבה בעת ההסרה. סקירת חומרים רחבה, כולל השוואה לחלופות הקשיחות, מופיעה במאמר על חומרים להדפסה תלת ממדית.

הגמישות מגיעה מהגיאומטריה, לא רק מהחומר

הטעות הנפוצה ביותר היא לבחור חומר רך יותר כשהחלק נוקשה מדי. בפועל, שני פרמטרים גיאומטריים משפיעים חזק יותר מדרגת השור: עובי הדופן ואחוז המילוי. חלק עם דופן דקה ומילוי נמוך יתנהג כספוג רך גם בחומר קשיח יחסית, וחלק מלא לחלוטין יהיה כמעט בלתי לחיץ גם בחומר רך. תבנית מילוי פתוחה מאפשרת דחיסה בכל הכיוונים, ולכן היא מתאימה לבולמים. בפרויקטים שלנו מקובל להדפיס שלוש גרסאות של אותו חלק עם עוביי דופן שונים ולבחור לפי תחושה ומדידה, במקום לנחש. חשוב לזכור שגם כאן החוזק אינו אחיד בכל הכיוונים: חלק גמיש שנמתח בניצב לשכבות ייקרע בקלות רבה יותר מאשר חלק שנמתח לאורכן, נושא שהרחבנו עליו במאמר על כיוון הדפסה וחוזק החלק. לכן כיוון ההצבה במדפסת הוא החלטה תכנונית ולא טכנית בלבד, במיוחד ברצועות, ציריות וכל חלק שנמתח בשימוש.

המגבלות שחשוב להכיר מראש

TPU אינו פתרון לכל דבר. הדיוק הממדי שלו נמוך מזה של חומרים קשיחים, החלק נוטה להתרחב מעט בפינות, וחלק שנועד להיכנס בדחיסה עלול לצאת הדוק מדי. המשטח מחוספס יחסית וקשה ללטש. בטמפרטורות גבוהות החומר מתרכך, ולכן הוא אינו מתאים לסביבה חמה. בנוסף, אטם שנשאר לחוץ לאורך זמן עלול לאבד חלק מהאלסטיות שלו, ולכן אין להתייחס אליו כתחליף מלא לסיליקון באטימה קריטית. סוגיות מידה כלליות מפורטות במאמר על דיוק מידות בהדפסה תלת ממדית.

מתי עוברים לייצור סדרתי

עבור יחידות בודדות ועד עשרות, הדפסת חלקים גמישים TPU היא כמעט תמיד הדרך המהירה והזולה. כשהכמות גדלה, או כשנדרשת אלסטיות אמיתית ועמידות ארוכת טווח, כדאי לבחון יציקה בתבנית סיליקון או מעבר להזרקה דו קומפוננטית, שמשלבת חלק קשיח ורך ביחידה אחת. מדריכים נוספים מרוכזים במדריך הדפסה תלת ממדית.

צריכים חלק גמיש שיעבוד באמת ולא רק ייראה נכון על המסך? קבעו פגישה ראשונית ונבחר יחד את החומר והשיטה.

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.