מדפסת תלת מימד תעשייתית שונה ממדפסת שולחנית בחמישה דברים: חומרים הנדסיים שעומדים בחום ובעומס, דיוק שחוזר על עצמו מחלק לחלק, נפח הדפסה גדול, עמידות מכנית של החלק המוגמר ותיעוד מלא של התהליך.
מדפסת שולחנית מצוינת לדגם צורה, לבדיקת התאמה ולרעיון ראשוני.
מדפסת תעשייתית נבחרת כשהחלק צריך לעבוד במכונה, בציוד רפואי או במערכת ביטחונית, ולעמוד באותן דרישות גם בסדרה.
בגיזמוטק מכניקה בע"מ יש לנו מעל 15 שנות ניסיון בעבודה עם תעשיות ביטחוניות, רפואיות ואזרחיות, ואנחנו מתאימים את שיטת הייצור לצורך של כל פרויקט: הדפסות תלת מימד, עיבוד שבבי CNC או שילוב ביניהם.
במאמר נפרט מה ההבדלים בפועל, אילו חומרים וטכנולוגיות עומדים מאחוריהם ומתי כל אחת מהאפשרויות מתאימה.
יש לכם חלק שצריך להחליט עליו עכשיו?
פנו אלינו ונעבור על הקובץ והדרישות יחד.
מה ההבדל המעשי בין מדפסת תעשייתית למדפסת שולחנית?
ההבדל הראשון הוא בשליטה בתהליך.
מדפסת שולחנית בנויה בדרך כלל סביב מבנה פתוח או חצי סגור, חומרי גלם צרכניים והגדרות שהמשתמש מכוון בעצמו.
מערכת תעשייתית עובדת בתא סגור עם חימום מבוקר, חיישנים שמנטרים את התהליך, כיול מחזורי ופרמטרים שנקבעו מראש לכל חומר.
התוצאה היא חלק שנראה ומתנהג אותו דבר בהדפסה הראשונה ובהדפסה המאה.
ההבדל השני הוא בחומר.
במדפסת שולחנית עובדים בעיקר עם "PLA" ו"PETG" (פלסטיקים נפוצים וזולים שמתרככים בטמפרטורות נמוכות יחסית) ולעיתים עם "ABS".
במערכות תעשייתיות משתמשים בניילון הנדסי כמו PA12, בפולימרים עמידי חום כמו "ULTEM" (פולימר הנדסי עמיד לחום וללהבה), בחומרים מחוזקים בסיבי פחמן ואף באבקות מתכת.
ההבדל השלישי הוא התיעוד.
בתעשייה הביטחונית והרפואית לא מספיק שהחלק נראה טוב.
צריך לדעת מאיזה אצוות חומר הוא יוצר, באילו פרמטרים הודפס ואילו בדיקות עבר.
מדפסת שולחנית לא נועדה לספק את זה, ומערכת תעשייתית עם תהליך עבודה מסודר מאפשרת זאת.
לדברי מהנדס ייצור ותיק, מדפסת שולחנית נבחנת על החלק הראשון, ומדפסת תעשייתית נבחנת על החלק המאה.
זה ההבדל שחשוב להבין לפני שמחליטים באיזה כלי להשתמש.
| קריטריון | מדפסת שולחנית | מדפסת תעשייתית |
|---|---|---|
| חומרים | PLA, PETG, ABS | ניילון הנדסי, ULTEM, חומרים מחוזקים בסיבים, אבקות מתכת |
| דיוק וחזרתיות | תלוי בכיול ובתנאי החדר, משתנה בין הדפסות | תהליך מבוקר שנועד לתוצאה זהה בכל הדפסה |
| נפח הדפסה | בדרך כלל עד 20 עד 25 ס"מ בכל צלע | עשרות סנטימטרים, ובמערכות מיוחדות חלקים גדולים בהרבה |
| עמידות מכנית | מתאימה לדגמים ולעומסים קלים | מתאימה לחלקים תפקודיים תחת חום, עומס וחומרים כימיים |
| עקיבות ותיעוד | מוגבלים | רישום פרמטרים וחומר, מתאים לתעשיות מוסדרות |
| שימוש טיפוסי | דגם צורה, בדיקת התאמה, כלי עזר קל | חלק פעיל, אב טיפוס תפקודי, סדרה קטנה |
אילו חומרים וטכנולוגיות מאפשרת מדפסת תלת מימד תעשייתית?
תקן ISO/ASTM 52900, שמגדיר את המונחים בתחום הייצור התוספתי (בניית חלק שכבה אחר שכבה במקום הסרת חומר), מחלק את התהליכים לשבע קטגוריות.
בפועל, בתעשייה נפגוש כמה שיטות עיקריות, ולכל אחת יש שימוש שונה.
"FDM" (התכת חוט פלסטי והנחתו שכבה אחר שכבה) קיימת גם בגרסה שולחנית וגם בגרסה תעשייתית עם תא חימום וחומרים הנדסיים. "SLS" (סינטור לייזר של אבקת פולימר) בונה חלקים מאבקת ניילון בלי תמיכות, ולכן מתאימה לצורות מורכבות וחלקים תפקודיים. "SLA" (הקשיית שרף נוזלי באמצעות אור) נותנת משטח חלק ופרטים עדינים, והיא מתאימה לדגמים מדויקים ולמודלים רפואיים.
בהדפסת מתכת משתמשים ב"היתוך אבקת מתכת בלייזר" (SLM או DMLS), שבו לייזר ממיס אבקה שכבה אחר שכבה.
כך מדפיסים חלקים מסגסוגות כמו אלומיניום AlSi10Mg, נירוסטה 316L וטיטניום.
זה מה שעומד מאחורי הדפסת תלת מימד אלומיניום, ויש לו יתרון במיוחד בחלקים קלים עם תעלות פנימיות שאי אפשר לעבד בכרסום.
לא פחות חשוב מהמדפסת הוא מה שקורה אחריה.
חלק מודפס עובר ניקוי תמיכות או אבקה, ולעיתים טיפול תרמי, ליטוש או עיבוד שבבי של משטחי ההרכבה.
מי שמשווה בין שיטות רק לפי מחיר ההדפסה מפספס את שלב הגימור, שקובע אם החלק באמת יתאים להרכבה.
גם הגודל משנה.
כשמדובר בדגם או במארז שחורג מנפח של מדפסת רגילה, אפשר להשתמש בהדפסות תלת מימד גדולות, בחלוקה למקטעים או במערכות עם נפח הדפסה גדול יותר, בהתאם לחומר ולדרישות החלק.
מתי מדפסת שולחנית מספיקה ומתי צריך ייצור תעשייתי?
מדפסת שולחנית מספיקה כשהחלק לא נושא עומס ולא נחשף לתנאים קשים: דגם להמחשה, בדיקת ממדים בשלב מוקדם, תבנית הרכבה קלה או מודל תצוגה.
היא זולה לניסויים ולהתנסות ראשונית, וזה בדיוק היתרון שלה בשלב הרעיון.
הצורך בייצור תעשייתי מתחיל כשמופיעה אחת מהדרישות הבאות:
- החלק יעבוד בטמפרטורה גבוהה או ייחשף לשמנים, לדלקים או לחומרי ניקוי.
- יש לו תפקיד מכני: ציר, מארז נושא עומס, תפס או גוף של מכשיר.
- צריך כמה עשרות או מאות חלקים זהים, עם סטייה קטנה ביניהם.
- הלקוח או הרגולציה דורשים תיעוד של חומר ותהליך.
- החלק גדול, מורכב או עשוי מתכת.
דוגמה מהעבודה היומיומית: מארז ליחידה אלקטרונית.
בשלב הראשון מדפיסים דגם שולחני כדי לבדוק ארגונומיה ותצורה.
לאחר מכן מדפיסים אב טיפוס תפקודי מניילון הנדסי בשיטה תעשייתית, כדי לבדוק הרכבה, חום ורעידות.
ובשלב האחרון מעבדים בעיבוד שבבי CNC את המשטחים שדורשים סבולת צפופה, כמו מושבי מסבים או מישורי הדבקה.
השילוב הזה חוסך סבבי תיקון ומקצר את הדרך לסדרה.
בתעשיות שאנחנו עובדים איתן, החלטה כזו נגזרת מהיישום.
בהדפסות תלת מימד לתעשייה הביטחונית שמים דגש על עמידות ועל חזרתיות, ובהדפסת תלת מימד לרופאים על התאמה אישית ועל דיוק גיאומטרי, למשל במודלים ובמכשירי עזר.
בפיתוח מכונות משתמשים בחלקים מודפסים לתפסנים, למכסים ולמובילי כבלים, ובמקומות שבהם החלק הוא חלק מהמנגנון עצמו עוברים לחומר חזק יותר או לעיבוד שבבי.
איך בוחרים ספק הדפסה תעשייתי במקום לקנות מדפסת?
רכישת מערכת תעשייתית מצדיקה את עצמה רק אצל מי שמדפיס באופן קבוע חלקים מאותו סוג.
מעבר לציוד עצמו צריך מקום לעבודה, ניהול אבקה או שרף, כוח אדם מיומן, תחזוקה והכשרה לשלבי הגימור.
ארגונים שהדפסה אינה ליבת העסק שלהם בדרך כלל מרוויחים יותר מעבודה מול ספק שמחזיק את הידע והציוד.
כשבודקים ספק, כדאי לשאול כמה שאלות ברורות:
- איזו טכנולוגיה וחומר מתאימים לחלק שלי, ולמה דווקא הם?
- איזה דיוק אפשר לצפות לו בכל מאפיין בנפרד, ולא רק בגודל כללי?
- אילו שלבי גימור כלולים: הסרת תמיכות, ליטוש, טיפול תרמי, עיבוד שבבי?
- איזה תיעוד אפשר לקבל על החומר ועל התהליך?
- איך הספק מתמודד עם לוחות זמנים, וכיצד עוברים מאב טיפוס לסדרה?
כדאי להעביר לספק קובץ תלת מימדי בפורמט STEP, שמשמר גיאומטריה מדויקת, ולצרף שרטוט עם סימון המשטחים הקריטיים.
קובץ STL מספיק להדפסת דגם, אבל אינו מכיל מידע על סבולות.
בגיזמוטק מכניקה אנחנו מתאימים כל פרויקט לצורך של הלקוח, עובדים בציוד וטכנולוגיה מתקדמים ומקפידים על עמידה בלוחות זמנים.
ויתרון נוסף: אותו ספק יכול להדפיס, לעבד שבבית ולהרכיב את החלק, כך שאין צורך להעביר אותו בין כמה גורמים.
שאלות נפוצות
כמה שאלות שמגיעות אלינו לפני שמזמינים הדפסה תעשייתית.
האם אפשר להדפיס חלק עמיד לחום במדפסת שולחנית?
במדפסות שולחניות רגילות החומרים מתרככים בטמפרטורות נמוכות יחסית, ולכן הן אינן מתאימות לחלק שנמצא ליד מנוע, מקור חום או מערכת שפועלת ברציפות.
לחלקים כאלה בוחרים פולימר הנדסי או מתכת, בהתאם לטמפרטורת העבודה בפועל.
כמה זמן לוקח לקבל חלק מודפס בשיטה תעשייתית?
זמן האספקה תלוי בגודל החלק, בכמות, בטכנולוגיה ובשלבי הגימור הנדרשים.
הדפסה של חלק קטן היא מהירה יחסית, ואילו חלק מתכת עם טיפול תרמי ועיבוד שבבי לוקח יותר.
אנחנו מגדירים לוח זמנים מראש לפי הפרויקט ועומדים בו.
איזה קובץ צריך להעביר כדי לקבל הצעה?
הכי טוב קובץ STEP עם שרטוט שמסמן את המשטחים הקריטיים, את החומר הרצוי ואת הכמות.
אם אין שרטוט, אפשר לתאר את תפקיד החלק ואנחנו נמליץ על חומר ושיטה.
האם חלק מודפס יכול להחליף חלק שעבר עיבוד שבבי?
לעיתים כן, בעיקר בחלקים מורכבים עם חללים פנימיים או במשקל נמוך.
כשנדרשים משטחים חלקים מאוד או סבולות צפופות, עיבוד שבבי נשאר הבחירה המתאימה, ולרוב משלבים את שתי השיטות באותו חלק.
מדפסת תלת מימד תעשייתית עם גיזמוטק מכניקה: איך מתחילים
הבחירה בין מדפסת שולחנית לתעשייתית נגזרת מהתפקיד של החלק: אם הוא נועד להמחשה, שולחנית מספיקה, ואם הוא צריך לעבוד תחת עומס, חום או דרישות תיעוד, מדובר בייצור תעשייתי.
בין שני הקצוות יש שילובים, כמו אב טיפוס מודפס עם משטחים מעובדים, שחוסכים זמן וסבבי תיקון.
בגיזמוטק מכניקה אנחנו מלווים פרויקטים בתעשייה הביטחונית, הרפואית והאזרחית, ומחברים בין הדפסות תלת מימד, עיבוד שבבי CNC, פיתוח מכונות והרכבות אלקטרו מכאניות.
אם אתם שוקלים מדפסת תלת מימד תעשייתית או ספק הדפסה לחלק הבא שלכם, שלחו לנו את הקובץ ונחזור אליכם עם המלצה מותאמת לפרויקט.