החלק שלכם טוב בדיוק כמו התכנון שלו

תכנון חלק להדפסה תלת ממדית שונה מתכנון לכל שיטת ייצור אחרת. חלק שתוכנן כאילו הוא מיוצר בהזרקה או בכרסום עלול לצאת מהמדפסת עקום, שביר או פשוט לא לצאת בכלל. החדשות הטובות: רוב הכישלונות נמנעים עם כמה כללי אצבע פשוטים, שנכונים לרוב הטכנולוגיות והחומרים. הנה הכללים שמהנדסים מיישמים יום-יום — עם המספרים.

עובי דופן: הכלל הראשון והחשוב

דופן דקה מדי לא תודפס, תישבר בהסרה או תתעוות. כללי אצבע מקובלים: בהדפסת FDM — מינימום 1.2 מ"מ לדופן נושאת (ועדיף כפולה של קוטר הפייה, למשל 1.6 מ"מ בפיית 0.4); בשרף (SLA) — 1.0 מ"מ לדופן חופשית; באבקת ניילון (SLS) — 0.8–1.0 מ"מ. דופן עבה מדי גם היא בעיה: זמן, חומר ועיוותים תרמיים. שיקולי העובי המלאים מפורטים באיך בוחרים עובי דופן לחלק.

זוויות, גשרים ותומכות

  • כלל ה-45 מעלות. משטח משופע בזווית מעל 45 מעלות מהאופק מודפס ללא תמיכה ברוב המדפסות. מתחת לזה — נדרשות תומכות, שעולות זמן, חומר ומשאירות צלקות.
  • גשרים. קטע אופקי תלוי באוויר מודפס סביר עד כ-5–10 מ"מ ב-FDM; מעבר לזה — לתכנן שיפוע, קשת או תמיכה.
  • שברו פינות. פאזה (Chamfer) של 45 מעלות בבסיס בליטות מחליפה תומכה ומחזקת את החלק.

תכנון שמבטל תומכות לחלוטין הוא אומנות בפני עצמה — הרחבה בהדפסה תלת מימדית ללא תומכות.

חורים, פינים והברגות

  • חורים יוצאים קטנים. חור אנכי מודפס יוצא בדרך כלל קטן ב-0.1–0.4 מ"מ מהמתוכנן. כשנדרש דיוק — מתכננים חור קטן במעט וקודחים או משייפים למידה. הרקע המלא לסטיות — בדיוק מידות בהדפסה תלת ממדית.
  • חורים אופקיים. חור שצירו אופקי מודפס כגשר ונוטה להתעוות בחלקו העליון; צורת דמעה או מעוין פותרת זאת.
  • פינים דקים. פין בקוטר מתחת ל-3 מ"מ ב-FDM שביר מאוד. עדיף לעבות, להוסיף רדיוס בבסיס, או להחליף בפין מתכת מוכנס.
  • הברגות. הברגה מודפסת נשחקת אחרי הרכבות בודדות. מקוטר M5 ומעלה אפשר להדפיס הברגה ולגהץ בברז; מתחת לזה — אינסרט בהברחה חמה או אום כלוא. פתרונות החיבור המלאים — בהברגות בפלסטיק.

מרווחים בין חלקים נעים ומתחברים

שני חלקים שאמורים להתחבר צריכים מרווח מתוכנן: 0.15–0.25 מ"מ לצד להתאמה הדוקה, 0.3–0.5 מ"מ להתאמה חופשית, וכ-0.5 מ"מ ומעלה למנגנון שמודפס מורכב במקומו (ב-SLS). אל תסמכו על "אפס מרווח" — הוא לא קיים בהדפסה.

כיוון ההדפסה קובע חוזק

בשיטות שכבתיות החלק חלש משמעותית בין השכבות — לעיתים פחות ממחצית החוזק שבמישור השכבה. כלל האצבע: לכוון את החלק כך שהעומס העיקרי פועל לאורך השכבות ולא מנסה להפריד ביניהן, ולא למקם הברגות או צירים כך שהכוח קורע שכבות. זהו נושא מרכזי מספיק כדי שהקדשנו לו מאמר שלם — כיוון הדפסה וחוזק החלק.

טקסט ולוגו על החלק

כיתוב מודפס נראה מצוין במסך ונמרח במציאות אם הוא קטן מדי. כללי אצבע: טקסט בולט — גובה אות 5 מ"מ ומעלה, בליטה של 0.5–0.8 מ"מ; טקסט שקוע עובד טוב יותר בגדלים קטנים — עומק 0.4–0.6 מ"מ. פונט פשוט ועבה (Sans-Serif מודגש) שורד הדפסה; פונט דק עם עיטורים נעלם. על משטח אנכי הטקסט יוצא חד יותר מאשר על משטח עליון.

לחסוך בעלות בלי לפגוע בחלק

עלות הדפסה נגזרת בעיקר מנפח חומר ומזמן מכונה. שלושה מהלכים שמוזילים משמעותית: ריקון גוף מלא — חלק מסיבי הופך לקליפה עם מילוי חלקי או חלל פנימי; הנמכת החלק — הגובה בציר האנכי הוא צוואר הבקבוק של זמן ההדפסה, וסיבוב חכם של החלק מקצר שעות; פיצול לחלקים — שני חצאים שמודבקים או מתברגים מודפסים לעיתים מהר וזול יותר מגוף אחד עם תומכות רבות.

ולבסוף: לתכנן לחומר ולטכנולוגיה הספציפיים

המספרים לעיל הם נקודת פתיחה — PLA, ABS, ניילון ושרפים מתנהגים שונה בהתכווצות, בגמישות ובדיוק, והבחירה ביניהם מפורטת בחומרים להדפסה תלת ממדית. לפני חלק קריטי, שווה להדפיס קופון בדיקה קטן: לוחית עם חורים, פינים והברגות במידות שונות. עשר דקות הדפסה שמכיילות את כל התכנון — וחוסכות סבבי ניסוי יקרים על החלק האמיתי.

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.