אינסוף פתרונות להדפסת מוצרים, עם מגוון חומרי הדפסה הנדסיים
מגוון החומרים של FORMLABS כולל סה"כ 17 חומרים שונים, כאשר המגוון כל הזמן גדל מכיוון שמושקים חומרים חדשים ופורמולציות קיימות מתעדכנות ומקבלות רוויזיות חדשות. חלק מהחומרים שנעסוק בהם במאמר הם חומרים חדשים שהושקו לאחרונה […] חלק ב'
מגוון יישומים
כדי להתאים את סוג החומר לאפליקציה, אנו חייבים להכיר את התכונות של החומרים וגם את הביצועים שלהם מבחינת הדפסה.
מבחינת תכונות, נתייחס לתכונות מכניות של חומרים כגון חוזק, קשיחות, חסינות לשבר, עמידות תרמית. אלו תכונות שמאפיינות חומר ובכדי לקבוע איזה חומר מתאים לאפליקציה, נצטרך להגדיר את הדרישות הללו מבחינת האפליקציה.
מבחינת ביצועי הדפסה קיימים הבדלים בין החומרים השונים, ברמת הדיוק והפרטים בכל סוג חומר.
בחירת חומר להדפסה – מקרה בוחן
נבחן דוגמא לשיקולים שיש לבצע בבחירת החומר, עבור מקרה שבו אנו מעוניינים להדפיס מודל של פקק עם סנאפ (Snap) שנועל את הפקק בסגירה.
עבור סנאפים, אנו חייבים שלחומר תהיה אלסטיות מסוימת, כך שישנם מספר חומרים שנשקול להדפיס בעזרתם את המודל, דוגמת: Grey Pro, Tough, Durable
- אם נבחר להדפיס את המודל מחומר Tough, הסנאפ יהיה קשיח מידי, עלול להיות מצב שגם יהיה קשה לנעול את הפקק וגם יהיה קשה לפתות אותו, כלומר לא יהיה קפיצי מספיק.
- אם נבחר להדפיס את המודל מהחומר Durable, הסנאפ יהיה ניתן לכיפוף בקלות רבה מידי והוא לא ינעל בתוך שקע הנעילה.
- לכן, הבחירה המתאימה היא להדפיס אותו מהחומר Tough 1500 שהוא גם אלסטי, אבל בטווח ביניים שהוא מספיק קפיצי כדי להינעל טוב במקום ולאפשר שחרור ופתיחה קלים של הפקק.
יצרנית המדפסות Formlabs מפתחת ומייצרת מגוון חומרי הדפסה נרחב מאוד, שהותאמו במיוחד להדפסה במדפסות Form2 ,Form3, Form3L ומיועדים לשימושים מקצועיים בקטגוריות:
- חומרים לשימוש כללי (מודלים וויזואלים ואבות טיפוס)
- חומרים לשימוש הנדסי (מודלים פונקציונאליים)
- חומרים לשימוש רפואי ודנטלי (תאימות לתקנים רפואיים)
- חומרים ליציקת שעווה נאבדת (תכשיטים)
מגוון החומרים של פורמלאבס כולל סה"כ 17 חומרים שונים, כאשר המגוון כל הזמן גדל מכיוון שמושקים חומרים חדשים ופורמולציות קיימות מתעדכנות ומקבלות רוויזיות חדשות. במאמר זה, נלמד על כמה מהחומרים הקיימים.
הקליקו ולימדו עוד על מגוון חומרי הדפסה למדפסות תלת-ממד מקצועיות
שרפים ליישומים הנדסיים
(1) שרף High Temp
שרף ליישומים מיוחדים, כאשר קיימת דרישה לעמידות תרמית גבוהה מאוד.
שרף High Temp נבדק במבחן (HDT (Method B והגיע לטמפרטורה 238°C, שנחשבת לטמפ' גבוהה מאוד בעולם הפולימרים. המשמעות היא שהוא מתאים מאוד ליישומי טמפרטורה גבוהה, מכיוון שהוא שומר על התכונות המכניות שלו – חוזק וקשיחות, גם בטמפ' גבוהה.
מבחינת מאפיינים מדובר בחומר יחסית קשיח (קשיח יותר לעומת (Grey Pro), ומבחינת חוזק הוא גם נחשב לחזק (חזק יותר לעומת Tough 2000 וקצת פחות לעומת Grey Pro. מבחינת חסינות בשבר, מדובר בחומר פריך, עם חסינות נמוכה ולכן איננו מתאים לאפליקציות שנועדו לספוג חבטות.
מתאים מאוד ליישומים כגון:
- למעברי אוויר חם
- תבניות יציקה בלחץ נמוך עבור אבי טיפוס
- תושבות וגי'גים שנועדו לשרת בטמפ' גבוהה
נשתמש בשרף High Temp בעיקר כאשר אנחנו מעוניינים להדפיס אפליקציות ספציפיות שבהן נדרשת עמידות תרמית גבוהה, בשילוב עם קשיחות גבוהה וכאשר אין דרישה לעמידות באימפקט.
(2) שרף Rigid
שרף קשיח מאוד, למעשה השרף הקשיח ביותר מתוך מגוון החומרים של פורמלאבס.
בעל חוזק גבוה מאוד (75[MPa]).
יש לקחת בחשבון שמדובר בחומר פריך מאוד, עם חסינות נמוכה לשבר. איננו מתאים לעיבוד שבבי, כי הוא פשוט עלול להיסדק תוך כדי, ולכן לא ניתן לבצע בו הברזות לדוגמא.
מבחינה עמידות תרמית, במבחן HDT הערך עומד על 88°C שזה לא מעט. החומר גם יציב ממדית, כלומר ההתפשטות התרמית שלו נמוכה.
מתאים מאוד ליישומים כגון:
- תושבות ומקבעים.
- מודלים דקי דופן.
- חלקי Sheet Metal
נשתמש בשרף Rigid בעיקר כאשר אנו מעוניינים להדפיס חלקים קשיחים מאוד שיתעוותו באופן מינימלי בהשפעה של עומס.
(3) שרף Draft
שרף ייחודי שמיועד להדפסת אבות טיפוס, כיוון שזמן ההדפסה שלו קצר במיוחד.
הדפסה של חלק בשרף Draft תדרוש רבע מזמן ההדפסה של הדפסת אותו החלק בשרף Standard. דבר זה מאפשר למתכנני מוצרים לבצע מספר סבבים של איטרציות בתהליך פיתוח המוצר, בזמן קצר מאוד.
יכולת ההדפסה המהירה במיוחד נובעת מכך שהשרף ניתן להדפסה בגובה שכבה גבוה במיוחד 300um לעומת 100um בשרפים האחרים, ולכן זמני ההדפסה שלו קצרים במיוחד.
מבחינת דיוק, למרות שמדפיסים בגובה שכבה 300um הדיוק לא כל כך נפגע, מכיוון שבמישור XY מתקבל בדיוק אותו הדיוק ללא קשר לגובה השכבה ובציר Z קיימת גריעה מהדיוק, אבל מינימלית וזניחה.
החסרון הוא שטיב פני השטח הוא גס יותר, כי ניתן לראות את קווי השכבות על המודל המודפס (מזכיר מאוד חלקים שהודפסו בטכנולוגיית FDM).
מתאים מאוד ליישומים כגון:
- חלקי צורה וגודל. (מודלים וויזואלים)
- תושבות ומקבעים.
נשתמש בשרף Draft בעיקר כאשר נרצה להדפיס חלקים גדולים למטרות פיתוח או כלי עזר לייצור.
הקליקו לרכישת חומרי הדפסה הנדסיים למדפסות תלת-ממד
(4) שרף Elastic
שרף Elastic הוא שרף גמיש שמדמה חומר סיליקוני. שרף בגוון שקוף (חלבי) בעל קשיותShore 50 A, כלומר יחסית רך. מתאים לעומס מחזורי ובעל משיכות גבוהה יותר לעומת השרף Flexible.
מתאים מאוד ליישומים כגון:
- אביזרים לבישים.
- גומיות ואטמים.
- סופגי אנרגיה.
- גריפרים.
- לוחות מקשים.
נשתמש בשרף Elastic כאשר נהיה מעוניים להדפיס חלקי אב-טיפוס גמישים ורכים (ולא נדרשת משיכות מאוד גבוהה).
(5) שרף Flexible
שרף שמדמה חומר אלסטומרי TPU. בעל קשיות Shore 85 A, כלומר בעל קשיות גבוהה יחסית.
בעל מקדם חיכוך גבוה. איננו מתאים לעומס מחזורי.
מתאים מאוד ליישומים כגון:
- אביזרים לבישים.
- גומיות ואטמים.
- סופגי אנרגיה.
- גריפרים.
- לוחות מקשים.
נשתמש בשרף Flexible כאשר נהיה מעוניינים להדפיס מודלים גמישים, בעלי חסינות גבוהה לשבר, עם קשיות גבוהה וכאשר לא נדרשת משיכות גבוהה.
סיכום
סקרנו את מגוון החומרים ההנדסיים של Formlabs ולמדנו על ההבדלים בין החומרים ועל האפליקציות המתאימות ביותר לכל סוג חומר.
קיימת חשיבות רבה בבחירת החומר המתאים לאפליקציה ואנו ממליצים להכיר טוב את מגוון החומרים ולעקוב אחרינו בנושא השקות של חומרים חדשים.
