כמעט כל מוצר צרכני כולל חלק אחד שקוף: חלון לתצוגה, מוליך אור לנורית, מכסה של מיכל נוזל או עדשה פשוטה. הדפסת חלקים שקופים באב טיפוס אפשרית בהחלט כיום, אבל התוצאה תלויה הרבה פחות במדפסת ממה שמרבית היזמים מניחים. שקיפות אמיתית נולדת בעיבוד שאחרי ההדפסה, ולא בהדפסה עצמה. אנחנו בפרוג'קטס האוס מייצרים חלקים כאלה לאבות טיפוס בקביעות, והשיחה הראשונה עם הלקוח מתמקדת תמיד באותה שאלה: לשם מה נדרשת השקיפות.

מה בעצם אומר "שקוף"

יש שלוש רמות שונות לחלוטין, וכל אחת מהן מתומחרת אחרת. שקיפות ויזואלית היא היכולת לראות דרך החלק שיש שם משהו, והיא מספיקה למודל תצוגה. שקיפות אופטית דורשת שהתמונה שעוברת דרך החלק תישאר חדה, וזו כבר דרישה מחמירה. שקיפות פונקציונלית נדרשת כשהחלק מעביר קרן לייזר או אור של חיישן, ואז חשובים גם מקדם השבירה וגם רמת הפיזור. הגדרת הרמה הנכונה עוד לפני בחירת הטכנולוגיה חוסכת סבבים מיותרים.

טכנולוגיות וחומרים זמינים

בפועל, רוב הדפסת חלקים שקופים נעשית בתהליכי פילמור שרף מסוג SLA או DLP, עם שרפים ייעודיים שנקראים clear. השרף מדפיס בשכבות דקות של 25 עד 50 מיקרון ומאפשר משטחים חלקים יחסית. חלופות אחרות מוגבלות יותר:

  • FDM עם חוט PETG או PC שקוף מייצר חלק חצי שקוף בלבד, כי גבולות השכבות מפזרים את האור.
  • ריבוי חומרים במדפסות תעשייתיות מאפשר שילוב אזורים שקופים וגמישים באותו חלק, בעלות גבוהה.
  • SLS אינו מתאים כלל, מפני שאבקת הניילון אטומה מטבעה.

ההשוואה בין המשפחות מפורטת במאמר על הדפסת SLA מול FDM, וסקירה רחבה יותר מופיעה במאמר על חומרים להדפסה תלת ממדית.

העיבוד שאחרי ההדפסה הוא רוב העבודה

חלק שיוצא מהמדפסת בשרף שקוף נראה חלבי ולא שקוף. הדרך לשקיפות עוברת בשלושה שלבים: שטיפה יסודית בממס, ליטוש הדרגתי בנייר שוחק מגרעין 400 ועד 3000, וסיום בציפוי לכה שקופה או במריחת שכבת שרף דקה. הליטוש הידני של חלק בגודל כף יד עשוי לקחת שעה עד שעתיים, וזה הרכיב היקר בתהליך. טכניקות הגימור מפורטות במאמר על ליטוש וצביעה של חלקים מודפסים. שימו לב שהליטוש מסיר חומר ומשנה מידות, ולכן כדאי לקרוא גם על דיוק מידות בהדפסה תלת ממדית לפני שמתכננים חלק מורכב.

מה בתכנון עצמו משפיע על התוצאה

לפני שמדפיסים, כדאי לדעת שהדפסת חלקים שקופים מושפעת מאוד מהחלטות בקובץ התלת ממד. עובי דופן אחיד מונע פסים כהים ואזורים חלביים, ולכן עדיף להימנע ממעברי עובי חדים. כיוון ההצבה במדפסת קובע היכן ייגעו התומכות, וכל נקודת מגע כזו הופכת לפגם שיידרש ליטוש. משטח קריטי מבחינה אופטית צריך להיות מופנה כלפי מעלה וללא תומכות כלל. גם רדיוסים גדולים במקום פינות חדות עוזרים, כי הם מפזרים פחות אור. ולבסוף, חלק עבה מאוד יצהיב מהר יותר ויבליט כל בועה פנימית, ולכן שווה לפצל גיאומטריה עבה לשני חלקים דקים שמודבקים בדבק שקוף ייעודי.

מגבלות וחלופות שחשוב להכיר מראש

שרפים שקופים נוטים להצהיב בחשיפה לאור, לעיתים תוך שבועות ספורים, ולכן אינם מתאימים למוצר סופי שנמצא בחלון ראווה. בנוסף, החוזק שלהם נמוך יחסית והם שבירים תחת מכה, ועמידותם בחום נמוכה מזו של פלסטיק מוזרק, כך שחלק שנשאר ברכב בקיץ עלול להתעוות. שרפים שקופים גם סופגים לחות לאורך זמן ומאבדים מעט מהצלילות שלהם, ומגע חוזר עם חומרי ניקוי מבוססי אלכוהול מותיר סימנים לבנים על פני השטח. בפרויקטים שבהם החלק השקוף מוצג ללקוחות או למשקיעים אנחנו ממליצים להדפיס שתי יחידות זהות ולשמור אחת באריזה אטומה וחשוכה כגיבוי. לחלקים אופטיים אמיתיים, כמו עדשות עם דרישות מדידה, ההדפסה כמעט אף פעם אינה הפתרון, וכדאי לבחון את השיטות שמתוארות במאמר על טכנולוגיות ייצור רכיבים אופטיים.

כשצריך עשרות יחידות שקופות באיכות אחידה, יציקת ואקום בתבנית סיליקון עם פוליאוריתן שקוף נותנת תוצאה טובה יותר ובעלות נמוכה לחלק, כמתואר במאמר על יציקות ואקום לסדרה קטנה. חלופה נוספת היא עיבוד שבבי של פוליקרבונט או אקריל וליטוש, שמניב שקיפות מצוינת לחלקים פשוטים. מידע נוסף על הטכנולוגיות מרוכז בעמוד הדפסה תלת ממדית.

צריכים חלק שקוף לאב טיפוס ולא בטוחים איזו שיטה תיתן את התוצאה הנכונה? בקשו מאיתנו הצעת מחיר ונמליץ על הטכנולוגיה שמתאימה לדרישה ולתקציב שלכם.

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.