ייצור דגמים, מוצרים חדשים, אב-טיפוס באמצעות טכנולוגיה - הדפסה תלת-מימדית

הדפסת תלת-מימד היא טכנולוגיה אשר נוצרה עם יצירתה של מדפסת התלת-מימד הראשונה בשנת 1984 על ידי יזם שנקרא צ'ארלס "צ'אק" הל. מאז המצאת טכנולוגיית ההדפסה בתלת-מימד, תחום זה של טכנולוגיה הולך וצובר תאוצה. בין היתר, נעשה שימוש במדפסות תלת-מימד בכדי לייצר מוצרים ורכיבי מוצרים שונים כגון חלקי רכבים, כלי עבודה מגוונים (כמו מברגים, מקדחות, פטישים) ועוד.

 

בשנים האחרונות, נרשמו כמה פריצות דרך בטכנולוגיית ההדפסה התלת-ממדית בתחום הרפואה - עם היכולת להדפיס מודלים שמטרתם היא לשפר תהליכי טיפול בחולים. לדוגמא, במחלקה האורתופדית-אונקולוגית בבית החולים איכילוב שבתל אביב- מסוגלים כיום לתכנן באמצעות הדפסה תלת-ממדית; ביצוע ניתוח של הסרת גידולים מסכני חיים מאזורי הירך והאגן, באמצעות הדפסה תלת-ממדית של האיבר והגידול.

 

טכנולוגיית ההדפסה בתלת-מימד משמשת גם ביצירת דגמים ראשוניים (אבי-טיפוס) ועל כן מהווה חלק בלתי נפרד מתהליכי ייצור מוצרים ופרויקטים מורכבים של תעשיות רבות. ההדפסה בתלת-מימד מספקת פתרון של נוחיות ויעילות מיטביים ביצירת אבי-טיפוס בגדלים שונים. בזכות רמת הדיוק הגבוהה, מתקבלים בזכות ההדפסה בתלת-מימד- מודלים המסייעים ביצירת תוצרים סופיים  איכותיים.

 

להלן שלוש דוגמאות לשיטות שונות של הדפסה בטכנולוגיית תלת-מימד:

  • שיטת SLS) Selective Laser Sintering): שיטת ייצור זו בטכנולוגיית תלת-מימד פועלת באמצעות קרן לייזר אשר נעה בתוך תא ייצור ייעודי שבתוכו אבקה מיוחדת. תנועותיה של הקרן מתוכננות ונקבעות בהתאם לקובץ תלת-מימד המוגדר מראש במכונת הייצור. הקרן גורמת לאבקה שבתוך התא להפוך לגוף בעל תכונות מכאניות. בשיטה זו ניתן לייצר סדרות של מוצרים, ישירות לצרכן סופי.

 

  • שיטת FDM) Fused Deposition Modeling): שיטת ייצור בטכנולוגיית תלת-מימד אשר עושה שימוש בחומרים תרמופלסטיים, כלומר כאלה העמידים בטמפרטורות גבוהות ומספקים תוצר סופי בעל איכות גבוהה הדומה ברמתה לייצור מודלים באמצעות תבניות הזרקה. ההדפסה בשיטה זו נעשית בצורת שכבות, אחת אחרי השנייה והמודלים הנוצרים באמצעותה הם בעלי חספוס צורתי מינורי שניתן לתקנה בעזרת ליטוש. כמו כן, ניתן לאחר היווצרותם, לצבוע את המודלים המודפסים.

 

  • שיטת Polyjet: שיטת ייצור זו משמשת אף היא להדפסת מודלים, והיא פותחה בישראל ונחשבת לשיטת ייצור המודלים בהדפסת תלת-מימד הנפוצה ביותר בתעשיות השונות. בתהליך הפקתם של המודלים ראשוניים משתמשים בחומרים פוטופולימרים (אקריליים) ובדומה לשיטת ה-FDM, הם נוצרים שכבה אחר שכבה.