השאלה פלסטיק או מתכת לאב טיפוס עולה כמעט בכל פרויקט חדש שמגיע אלינו, ולרוב היא נשאלת מוקדם מדי. לפני שבוחרים חומר צריך להגדיר מה בדיוק הדגם אמור להוכיח: מראה, פונקציה, עמידות או תמחור לייצור. אב טיפוס שנועד להראות ללקוח איך המוצר מרגיש ביד יכול להיות מודפס בפלסטיק תוך יומיים, בעוד שדגם שאמור לשאת עומס אמיתי בשדה יחייב חלקי מתכת. הבחירה אינה עניין של יוקרה אלא של התאמה בין מטרת הבדיקה לבין תכונות החומר.

מה באמת קובע את ההחלטה

לפני שמדברים על חומרים, ענו על ארבע שאלות:

  • אילו עומסים פועלים על החלק? כוח, מומנט, רטט ומספר מחזורי עבודה צפוי.
  • באיזו טמפרטורה החלק עובד? חלק פלסטיק פשוט מאבד קשיחות כבר סביב 60 מעלות.
  • איזה דיוק נדרש? ממשקים מכניים הדוקים ואטימות דורשים סיבולות שקשה להשיג בהדפסה.
  • מה החומר בייצור הסופי? ככל שהדגם קרוב יותר לחומר הסופי, המסקנות ממנו אמינות יותר.

התשובות האלה מצמצמות את שדה האפשרויות הרבה יותר מהר מכל דיון תיאורטי. שימו לב שגם התשובה לשאלה מי מרכיב את הדגם משפיעה: דגם שנבנה במעבדה שלנו יכול לכלול חלקים שדורשים התאמה ידנית, ואילו דגם שנשלח ללקוח בחוץ לארץ חייב להיות עמיד לשינוע ולהרכבה פשוטה.

מתי פלסטיק הוא הבחירה הנכונה

כשבוחנים פלסטיק או מתכת לאב טיפוס בשלב מוקדם, פלסטיק מנצח כשצריך מהירות, נפח חלול, גיאומטריה מורכבת ועלות נמוכה לחלק בודד. מארזים, כיסויים, מנגנוני סנאפ, ידיות ואביזרי עזר מיוצרים בשלב הדגם כמעט תמיד בהדפסת תלת ממד או ביציקת סיליקון. הבחירה בין טכנולוגיות ההדפסה עצמה משמעותית: הפרש הדיוק והחוזק בין SLA ל-FDM משנה את מה שאפשר להסיק מהדגם. לסדרות קטנות של עשרות יחידות, יציקת ואקום נותנת חלקים שנראים ומתנהגים כמעט כמו חלק מוזרק, בלי עלות תבנית. אם המוצר הסופי יהיה מוזרק בכל מקרה, כדאי כבר בשלב הדגם לבחור את משפחת הפלסטיק הנכונה.

מתי מתכת מנצחת

מתכת נדרשת כשיש עומס מכני משמעותי, בלאי, חום, או צורך בדיוק גבוה לאורך זמן. שלדות מכונה, גלגלי שיניים, צירים, תפסים נושאי עומס ומסגרות של ציוד תעשייתי כמעט תמיד ייבנו ממתכת כבר בדגם הראשון. שתי דרכים עיקריות: חיתוך וכיפוף פח לחלקים שטוחים וזולים יחסית, ועיבוד שבבי לחלקים מדויקים ומורכבים. ברמת החומר, ההבחנה בין אלומיניום לפלדה משפיעה על משקל, עלות וזמן אספקה. אלומיניום 6061 הוא ברירת מחדל נוחה לדגמים בזכות עיבוד קל וזמינות, ופלדת אל חלד 316 נבחרת כשיש דרישות קורוזיה או היגיינה.

עלות וזמן: ההשוואה המעשית

בשלב הדגם ההפרש בין החומרים מתבטא פחות במחיר חומר הגלם ויותר בזמן העבודה. חלק פלסטיק מודפס מוכן בדרך כלל תוך יום עד שלושה ימים ועולה עשרות עד מאות שקלים, ואילו חלק דומה בעיבוד שבבי מאלומיניום ידרוש בין חמישה לעשרה ימי עבודה ויעלה פי כמה. לעומת זאת, כשמדובר בחלק פח פשוט עם כמה כיפופים, ההפרש כמעט נעלם: חיתוך לייזר וכיפוף הם תהליכים מהירים וזולים יחסית. שיקול נוסף הוא מספר האיטרציות הצפוי. אם ברור שיהיו שלוש או ארבע גרסאות עד שהגיאומטריה תתייצב, עדיף להתחיל בפלסטיק מודפס ולעבור למתכת רק בגרסה שמתקרבת לסופית. אנחנו בפרוג'קטס האוס נוהגים לתכנן מראש איזה חלק עובר למתכת ובאיזו איטרציה, כדי שלא לשלם על חלקים מדויקים שייזרקו לפח.

שילוב חומרים ומעבר לייצור

ברוב הפרויקטים שאנחנו בפרוג'קטס האוס מלווים, התשובה לשאלה פלסטיק או מתכת לאב טיפוס אינה בינארית. הפתרון המקובל הוא דגם היברידי: שלד מתכת שנושא את העומסים, ומעטפת פלסטיק מודפסת שמעניקה צורה, אטימות בסיסית וממשק משתמש. כך מקבלים דגם אמין מכנית בלי לשלם על עיבוד שבבי של כל חלק. חשוב לזכור ששיטת הייצור של הדגם שונה משיטת הייצור הסופית, ולכן יש לתכנן מראש את המעבר: חלק מודפס יהפוך לחלק מוזרק עם זוויות שליפה ועובי דופן אחיד, וחלק מעובד עשוי להפוך ליציקה. פרטים נוספים בעמוד בניית אב טיפוס ומודלים.

לא בטוחים איזה חומר מתאים לדגם הראשון שלכם? בקשו הצעת מחיר ונציע לכם שילוב חומרים שמאזן בין עלות, זמן ואמינות התוצאה.

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.