האם תהיתם פעם מדוע טכנולוגיית ההדפסה התלת-ממדית צוברת תאוצה ומחליפה טכנולוגיות ייצור מסורתיות ישנות?
אם תנסו לפרט את הסיבות שבגללן מתרחשת הטרנספורמציה הזו, הרשימה בוודאות תתחיל בהתאמה אישית. אנשים מחפשים התאמה אישית. הם פחות מתעניינים בסטנדרטיזציה.
ובגלל השינוי הזה בהתנהגותם של אנשים ויכולתה של טכנולוגיית ההדפסה התלת-ממדית לספק את הצורך של אנשים בהתאמה אישית, באמצעות התאמה אישית, היא מסוגלת להחליף טכנולוגיות ייצור מסורתיות המבוססות על סטנדרטיזציה.
גמישות היא גורם נסתר מאחורי החיפוש של אנשים אחר התאמה אישית. והעובדה שקיים חומר הדפסה תלת-ממדי גמיש בשוק המאפשר למשתמשים לפתח עוד ועוד חלקים גמישים ואבות טיפוס פונקציונליים היא מקור לאושר צרוף עבור חלק מהמשתמשים.
אופנה מודפסת בתלת מימד וזרועות תותבות מודפסות בתלת מימד הן דוגמאות ליישומים שבהם יש להעריך את הגמישות של הדפסה תלת מימדית.
הדפסת תלת-ממד על גומי היא תחום שעדיין נמצא במחקר וטרם פותח. אבל כרגע, אין לנו טכנולוגיית הדפסה תלת-ממדית על גומי, עד שגומי יהפוך להדפסה מלאה, נצטרך להסתדר עם חלופות.
ולפי מחקר, האלטרנטיבות הקרובות ביותר לגומי הנכללות בקטגוריה זו נקראות אלסטומרים תרמופלסטיים. ישנם ארבעה סוגים שונים של חומרים גמישים שנבחן לעומק במאמר זה.
חומרי הדפסה תלת-ממד גמישים אלה נקראים TPU, TPC, TPA ו-Soft PLA. נתחיל במתן סקירה כללית על חומרי הדפסה תלת-ממד גמישים.
מהו הפילמנט הגמיש ביותר?
בחירת פילמנטים גמישים לפרויקט ההדפסה התלת-ממדית הבא שלכם תפתח בפניכם עולם של אפשרויות שונות להדפסות שלכם.
לא רק שתוכלו להדפיס מגוון של אובייקטים שונים עם פילמנט גמיש שלכם, אלא שגם אם יש לכם מדפסת המכילה מכבש כפול או מרובה ראשים, תוכלו להדפיס דברים מדהימים למדי באמצעות חומר זה.
ניתן להדפיס באמצעות המדפסת שלכם חלקים ואבות טיפוס פונקציונליים כגון כפכפים בהתאמה אישית, ראשי כדורי לחץ או פשוט בולמי רעידות.
אם אתם נחושים לשלב את פילמנט Flexi בהדפסת האובייקטים שלכם, אתם בטוח תצליחו להפוך את הדמיון שלכם לקרבה למציאות.
עם כל כך הרבה אפשרויות הזמינות כיום בתחום זה, קשה לדמיין את הזמן שכבר חלף בתחום הדפסת התלת-ממד בהיעדר חומר הדפסה זה.
עבור משתמשים, הדפסה עם חוטים גמישים, באותה תקופה, הייתה טרחה. הקושי נבע מגורמים רבים שהסתבכו סביב עובדה משותפת אחת - חומרים אלה רכים מאוד.
הרכות של חומר ההדפסה התלת-ממדית הגמיש הפכה את ההדפסה שלהם בכל מדפסת שהיא למסוכנת, במקום זאת, הייתם צריכים משהו אמין באמת.
רוב המדפסות באותה תקופה התמודדו עם בעיית אפקט הדחיפה של חוט, כך שבכל פעם שדחפתם משהו באותה תקופה ללא כל קשיחות דרך הפיה, הוא היה מתכופף, מתפתל ונלחם בו.
כל מי שמכיר את שפיכת החוט ממחט לתפירה מכל סוג של בד יכול להזדהות עם תופעה זו.
מלבד בעיית אפקט הדחיפה, ייצור סיבים רכים יותר כמו TPE היה משימה הרקולסית מאוד, במיוחד עם סבילות טובות.
אם אתם שוקלים סבילות נמוכה ומתחילים לייצר, קיים סיכוי שהסיב שיצרתם יצטרך לעבור תהליך דיטיילינג לקוי, חסימה ושיחול.
אבל דברים השתנו, כיום יש מגוון של סיבים רכים, חלקם אף בעלי תכונות אלסטיות ורמות רכות שונות. PLA רך, TPU ו-TPE הן כמה דוגמאות לכך.
קשיות החוף
זהו קריטריון נפוץ שאתם עשויים לראות אצל יצרני פילמנטים המציינים זאת לצד שם חומר ההדפסה התלת-ממדית שלהם.
קשיות שור מוגדרת כמדד העמידות שיש לכל חומר בפני שקעים.
סולם זה הומצא בעבר כאשר לאנשים לא הייתה התייחסות כשדיברו על קשיות של כל חומר.
אז, לפני שהומצאה קשיות השור, אנשים היו צריכים להשתמש בחוויות שלהם כדי להסביר לאחרים את קשיות כל חומר שעליו ניסו, במקום להזכיר מספר.
קנה מידה זה הופך לגורם חשוב בעת בחינת חומר התבנית לבחור לייצור חלק מאב טיפוס פונקציונלי.
לדוגמה, כאשר אתם רוצים לבחור בין שני סוגי גומי להכנת תבנית של בלרינה עומדת מגבס, קשיות Shore תגיד לכם שגומי בעל קשיות קצרה של 70A פחות שימושי מגומי בעל קשיות Shore של 30A.
בדרך כלל, כשמתמודדים עם פילמנטים, תדעו שקשיות ה-Shore המומלצת של חומר גמיש נעה בין 100A ל-75A.
כאשר, כמובן, חומר הדפסה תלת-ממד גמיש בעל קשיות שור של 100A יהיה קשה יותר מזה בעל קשיות שור של 75A.
מה חשוב לקחת בחשבון בעת רכישת פילמנט גמיש?
ישנם גורמים שונים שיש לקחת בחשבון בעת רכישת כל פילמנט, לא רק גמיש.
עליכם להתחיל מנקודת מרכז שהיא החשובה ביותר עבורכם, משהו כמו איכות החומר שתביא לחלק נאה של אב טיפוס פונקציונלי.
לאחר מכן עליכם לחשוב על אמינות בשרשרת האספקה, כלומר החומר בו אתם משתמשים פעם אחת להדפסה תלת-ממדית, צריך להיות זמין באופן רציף, אחרת, בסופו של דבר תצטרכו להשתמש בכל קצה מוגבל של חומרי הדפסה תלת-ממדיים.
לאחר שחשבתם על הגורמים הללו, כדאי לחשוב על גמישות גבוהה ומגוון רחב של צבעים. שכן, לא כל חומר הדפסה תלת-ממד גמיש יהיה זמין בצבע שאתם רוצים לקנות אותו.
לאחר שקלת את כל הגורמים הללו, ניתן לשקול את שירות הלקוחות והמחיר של החברה בהשוואה לחברות אחרות בשוק.
כעת נפרט כמה מהחומרים שתוכלו לבחור להדפסת חלק גמיש או אב טיפוס פונקציונלי.
רשימת חומרי הדפסה תלת-ממדיים גמישים
לכל החומרים שהוזכרו להלן יש כמה מאפיינים בסיסיים כמו גמישות ורכות. לחומרים עמידות מעולה לעייפות ותכונות חשמליות טובות.
יש להם בלימת רעידות ועמידות יוצאי דופן בפני פגיעות. חומרים אלה מפגינים עמידות בפני כימיקלים ופגעי מזג אוויר, ויש להם עמידות טובה בפני קרעים ושחיקה.
כולם ניתנים למחזור ובעלי יכולת בלימת זעזועים טובה.
דרישות קדם למדפסת להדפסה עם חומרי הדפסה תלת-ממדיים גמישים
ישנם כמה עקרונות סטנדרטיים שכדאי להגדיר למדפסת לפני הדפסה עם חומרים אלה.
טווח טמפרטורות האקסטרודר של המדפסת שלך צריך להיות בין 210 ל-260 מעלות צלזיוס, בעוד שטווח טמפרטורות המיטה צריך להיות מטמפרטורת הסביבה עד 110 מעלות צלזיוס, בהתאם לטמפרטורת המעבר הזכוכיתי של החומר שברצונך להדפיס.
מהירות ההדפסה המומלצת בעת הדפסה עם חומרים גמישים יכולה לנוע בין חמישה מילימטרים לשנייה לשלושים מילימטרים לשנייה.
מערכת האקסטרודר של מדפסת התלת-מימד שלכם צריכה להיות בעלת הנעה ישירה ומומלץ להתקין מאוורר קירור לעיבוד מהיר יותר של חלקים ואבות טיפוס פונקציונליים שאתם מייצרים.
אתגרים בעת הדפסה עם חומרים אלה
כמובן, ישנן כמה נקודות שעליכם לטפל בהן לפני הדפסה עם חומרים אלה, בהתבסס על הקשיים איתם התמודדו משתמשים בעבר.
ידוע כי אלסטומרים תרמופלסטיים מטופלים בצורה גרועה על ידי מכונות אקסטרודר של המדפסת.
הם סופגים לחות, לכן צפו שההדפסה שלכם תגדל אם הפילמנט לא יאוחסן כראוי.
אלסטומרים תרמופלסטיים רגישים לתנועות מהירות ולכן הם עלולים להתקפל כאשר הם נדחפים דרך המכבש.
TPU
TPU הוא ראשי תיבות של פוליאוריטן תרמופלסטי. הוא פופולרי מאוד בשוק, ולכן בעת רכישת חוטים גמישים, יש סיכוי גבוה שזהו החומר שתתקלו בו לעתים קרובות בהשוואה לחוטים אחרים.
הוא מפורסם בשוק בזכות הצגת קשיחות רבה יותר ויכולת שיחול קלה יותר בהשוואה לסיבים אחרים.
לחומר זה חוזק סביר ועמידות גבוהה. טווח אלסטיות גבוה בסדר גודל של 600 עד 700 אחוז.
קשיות החוף של חומר זה נעה בין 60A ל-55D. יש לו יכולת הדפסה מצוינת, והוא שקוף למחצה.
עמידותו הכימית לשומנים טבעיים ולשמנים הופכת אותו למתאים יותר לשימוש עם מדפסות תלת-ממד. לחומר זה עמידות גבוהה בפני שחיקה.
מומלץ לשמור על טווח טמפרטורות המדפסת בין 210 ל-230 מעלות צלזיוס ועל המשטח בין טמפרטורה לא מחוממת ל-60 מעלות צלזיוס בעת הדפסה עם TPU.
מהירות ההדפסה, כפי שצוין לעיל, צריכה להיות בין חמישה לשלושים מילימטרים לשנייה, בעוד שלצורך הידבקות על המצע מומלץ להשתמש בסרט קפטון או בסרט צביעה.
המכונה צריכה להיות בעלת הנעה ישירה ומאוורר קירור אינו מומלץ, לפחות לא עבור השכבות הראשונות של מדפסת זו.
TPC
הם ראשי תיבות של קופוליאסטר תרמופלסטי. מבחינה כימית, מדובר באסטרים של פוליאתר בעלי רצף אקראי מתחלף של גליקולים בעלי שרשרת ארוכה או קצרה.
המקטעים הקשים של חלק זה הם יחידות אסטר קצרות שרשרת, בעוד שהמקטעים הרכים הם בדרך כלל פוליאתרים אליפטיים וגליקולים פוליאסטריים.
מכיוון שחומר הדפסה תלת-ממד גמיש זה נחשב לחומר ברמה הנדסית, הוא לא משהו שתראו לעתים קרובות כמו TPU.
ל-TPC צפיפות נמוכה עם טווח אלסטיות של 300 עד 350 אחוז. קשיות ה-Shore שלו נעה בין 40 ל-72D.
TPC מציג עמידות טובה בפני כימיקלים וחוזק גבוה עם יציבות תרמית ועמידות בטמפרטורה טובות.
בעת הדפסה עם TPC, מומלץ לשמור על טמפרטורה בטווח של 220 עד 260 מעלות צלזיוס, טמפרטורת משטח ההדפסה בטווח של 90 עד 110 מעלות צלזיוס, ומהירות הדפסה זהה ל-TPU.
TPA
הקופולימר הכימי של TPE וניילון בשם פוליאמיד תרמופלסטי הוא שילוב של מרקם חלק ומבריק שמקורו בניילון וגמישות שהיא יתרון של TPE.
יש לו גמישות ואלסטיות גבוהות בטווח של 370 עד 497 אחוזים, עם קשיות שור בטווח של 75 ו-63 A.
הוא עמיד במיוחד ומציג יכולת הדפסה זהה לזו של TPC. יש לו עמידות טובה בחום וכן הידבקות טובה לשכבות.
טמפרטורת מכונת האקסטרודר של המדפסת בעת הדפסת חומר זה צריכה להיות בטווח של 220 עד 230 מעלות צלזיוס, בעוד שטמפרטורת המצע צריכה להיות בטווח של 30 עד 60 מעלות צלזיוס.
מהירות ההדפסה של המדפסת שלך יכולה להיות זהה לזו המומלצת בעת הדפסת TPU ו-TPC.
הידבקות המדפסת על בסיס PVA צריכה להיות ומערכת האקסטרודר יכולה להיות בעלת הנעה ישירה וגם באמצעות באודן.
זמן פרסום: 10 ביולי 2023