כל מה שצריך לדעת על הדפסת תלת מימד – המדריך המלא

מדפסות תלת מימד מחלחלות היישר אל המיינסטרים, אך האם כדאי לקנות אחת? להלן מה שצריך לקחת בחשבון – על חומרים, שימושים אפשריים, תוכנה ועוד – לפני שאתם צוללים פנימה.

כל מה שצריך לדעת על הדפסת תלת מימד: מדפסות תלת מימד דומות מעט למדפסות המסמכים או הצילומים של ימינו, שיכולות להדפיס רק בשני מימדים  מימדX ומימדY אך עם תנועה מאונכת גם בציר Z שהכניסה יחד עם המימד החדש גם אפשרויות יצור רבות.
אז כשמן כן הן ומדפסות תלת מימד יכולות לבנות חפצים תלת מימדיים.

מהי הדפסת תלת מימד?

הדפסה תלת מימדית היא שיטת ייצור בה מדפסות תלת מימד מייצרות חלקים פיזיים מקובץ וירטואלי מהמחשב, הדפסת תלת מימד מתבצעת בתהליך ייצור בו מונח חומר, שכבה אחר שכבה, ליצירת אובייקט תלת מימדי. (זה נחשב לתהליך הוספה והאובייקט בנוי בצורה שמתווסף לו חומר, בניגוד לתהליכי חיסור בהם חיתוך, קידוח או עיבוד שבבי  שבהם מורידים חומר מהאובייקט.) למרות שמדפסות תלת מימד משתמשות במגוון חומרים (כמו פלסטיק או מתכת) וטכניקות, הן כולן חולקות את היכולת להפוך קבצים דיגיטליים המכילים נתונים תלת מימדיים – בין אם נוצרו בתכנית (CAD) או בייצור סיוע ממוחשב (CAM), או מסורק תלת-ממדי – לאובייקטים פיזיים.

האם הדפסת תלת מימד היא בכלל הדפסה?

כן, הדפסת תלת מימד יכולה להיחשב כהדפסה, אם כי לא כפי שהיא הוגדרה באופן מסורתי. ההגדרה "הדפסה" עוסקת בייצור חומר מודפס באמצעות הוספה של חומר(דיו למשל). אף שההגדרה נוצרה לפני מדפסות התלת מימד עדיין הדפסת תלת מימד מנקודת מבט טכנולוגית היא התפתחות של הדפסה מסורתית, בה מוסיפים שכבה דקה של חומר (בדרך כלל דיו). מה שהדפסת תלת מימד עושה היא יישום של שכבות מרובות  כדיי ליצור אובייקט תלת מימדי. לכן יהיה הגיוני להרחיב את ההגדרה של הדפסה כך שתכלול ייצור של חפצים תלת מימדיים בצורה זו שהשתכללה עם השנים.

איך הדפסת תלת מימד עובדת?

בדומה למדפסות המסורתיות, מדפסות התלת מימד משתמשות במגוון טכנולוגיות. הידועה ביותר היא טכנולוגיית FDM, הידועה גם בשםFFF. טכנולוגיה זו עובדת על שיטת התכה של פולימרים שמונחים באמצעות ראש הדפסה מחומם בשכבות. מדפסות התלת מימד הראשונות שהגיעו לשוק, שנעשו באמצע שנות התשעים על ידי Stratasys הישראלית בעזרת IBM, השתמשו בטכנולוגיות FDM , וכך גם מרבית מדפסות התלת מימד המיועדות לצרכנים, חובבנים ובתי ספר.

שימושים נוספים להדפסה במדפסת תלת מימד

טכנולוגיה נוספת המשמשת בהדפסת תלת מימד היא סטריאוליטוגרפיה. בתוכו מקרין לייזר לבור של פוטופולימר רגיש אולטרה סגול, תוך התחקות אחר האובייקט שייווצר על פני השטח שלו. הפולימר מתמצק בכל מקום בו הקרן אור נוגעת, והקרן "מדפיסה" את האובייקט שכבה אחר שכבה לפי ההוראות בקובץ ממנו היא עובדת.
בווריאציה לכך יש לך גם הדפסת תלת מימד של מקרן אור (DLP). שיטה זו חושפת פולימר נוזלי לאור ממקרן. תהליך זה מקשה את הפולימר שכבה אחר שכבה עד לבניית האובייקט.

הדפסה מסוג SLS משתמשת בלייזר בעל עוצמה גבוהה כדי למזג אבקה של פלסטיק, מתכת, קרמיקה או זכוכית. בסיום העבודה מוחזר החומר הנותר.
הדפסה מסוג EBM משתמשת בקרן אלקטרונית להמסת אבקת מתכת, שכבה אחר שכבה. טיטניום משמש לרוב באמצעות EBM לסינתזה של שתלים רפואיים, כמו גם חלקי מטוסים.

בהתאם לטכניקה, מדפסות תלת מימד יכולות להשתמש במגוון חומרים:

מתכות: נירוסטה, הלחמה, אלומיניום וטיטניום ;
פלסטיק ופולימרים (כולל חומרים המשלבים פלסטיק עם מתכות, עץ וחומרים אחרים);
קרמיקה; טיח; זכוכית;
אוכל כמו גבינה, ושוקולד.

מי המציא את מדפסת התלת מימד?

מדפסת התלת מימד הראשונה, שהשתמשה בטכניקת הסטריאוליטוגרפיה, נוצרה על ידי צ'רלס הול באמצע שנות השמונים. כאשר מכונות אלו בדרך כלל היו עולות 100,000 $ ומעלה.

מה היתרונות של הדפסת תלת מימד?

בעזרת הדפסת תלת מימד, למעצבים יש את היכולת להפוך מושגים במהירות לדגמי תלת מימד או לאבות-טיפוס וליישם שינויים מהירים בעיצוב. זה מאפשר ליצרנים לייצר מוצרים לפי דרישה, לשפר את ניהול המלאי ולהפחית את שטח המחסן. בנוסף אנשים במיקומים מרוחקים יכולים לייצר חפצים שאחרת לא היו נגישים אליהם.
מבחינה מעשית, הדפסת תלת מימד יכולה לחסוך כסף וחומר לעומת טכניקות חיסור, מכיוון שמעט חומר גלם מבוזבז. זה מבטיח לשנות את אופי הייצור, ובסופו של דבר לאפשר לצרכנים להוריד קבצים להדפסת אפילו אובייקטים תלת-ממדיים מורכבים – כולל, למשל, מכשירי אלקטרוניקה – בבתיהם.

מה יכולות מדפסות תלת מימד לעשות?

מעצבים משתמשים במדפסות תלת מימד כדי ליצור במהירות דגמים של מוצרים ואבות-טיפוס, אך משתמשים בהם יותר ויותר לייצור מוצרים סופיים. בין הפריטים המיוצרים עם מדפסות תלת מימד ניתן למצוא עיצובים של נעליים, רהיטים, יציקות שעווה לייצור תכשיטים, כלים, חצובות, פריטי מתנה וחידוש, וצעצועים. תעשיות הרכב והתעופה משתמשות במדפסות תלת מימד לייצור חלקים. אמנים יכולים ליצור פסלים, ואדריכלים יכולים לייצר דגמים של הפרויקטים שלהם. ארכיאולוגים משתמשים במדפסות תלת מימד כדי לשחזר דגמים של ממצאים ארכיאולוגים, כולל כמה מהעתיקות שבשנים האחרונות נהרסו על ידי דעש. באופן דומה, פליאונטולוגים ותלמידיהם יכולים לשכפל שלדי דינוזאורים ומאובנים אחרים.

רופאים וטכנאים רפואיים יכולים להשתמש בהדפסת תלת מימד לייצור תותבות, מכשירי שמיעה, שיניים מלאכותיות ושתלי עצם, כמו גם לשכפול דגמים של איברים, גידולים ומבנים גופניים פנימיים אחרים מבדיקות CT כהכנות לניתוח. כמו כן, מפותחות מדפסות תלת מימד שיכולות להניח שכבות של תאים ליצירת איברים מלאכותיים (כמו כליות וכלי דם) כבר נמצאים בשלב המו"פ. יש אפילו מקום להדפסת תלת מימד במקרים פלילים, למשל לשכפל כדור שהוצב בתוך קורבן.

תחום האלקטרוניקה המודפסת הוא למעשה הדפסת מכשירים אלקטרוניים או מעגלים אלקטרוניים על ידי יישום דיו אלקטרוני. אלקטרוניקה מודפסת מתחילה להיות משולבת עם הדפסת תלת מימד, ומאפשרת הדפסת מעגלים או התקנים. התפתחות נוספת בשילוב הזה מבטיח שיום אחד יתכן ונוכל להדפיס גאדג'טים בבית בנוחות ולא בהכרח לקנות אותם.

הכנת מזון היא דרך נוספת שבה ניתן להשתמש במדפסות תלת מימד. המכון הקולינרי הצרפתי השתמש במדפסת תלת מימד כדי להכין מעדנים אמנותיים, ו- MIT יצרה מדפסת מזון תלת מימדית בשם קורניוקופיה. מחקר של נאס"א כלל הדפסת מזון בחלל.
מדפסות תלת מימד מזון הפכו לזמינות מסחרית לכולם. מדפסות אלו נוטים להתמקד בפריטי מזון מסוימים, כמו שוקולד, לביבות, או עוגיות.

מהם שירותי הדפסת תלת מימד?

אתה לא צריך להיות בעל מדפסת תלת ממדית כדי ליהנות מהדפסה של אאובייקט שאתה מעוניין בו. שירותי הדפסת התלת מימד שלנו מדפיסים חלקים, מתנות ופריטים אחרים בהזמנה אישית במדפסות תלת מימד מקצועיות. לקוחות יכולים להגיש את קובצי התלת מימד שלהם או לבחור פריטים להדפסה ואנחנו נדאג להדפיסם במקצועיות.

היכן אוכל להשיג מדפסת תלת ממדית?

רוב יצרני מדפסות התלת מימד מוכרים את המוצרים שלהם ישירות באופן מקוון, אך הקפד לבדוק את זמינות המלאי בחנויות באתרי האינטרנט שלהם.
אנו מתמחים במדפסות תלת מימד, ומציעים מגוון מדפסות תלת מימד ממותגים שונים ומספקים גם תמיכה ללקוחות.

לאיזו תוכנה אני זקוק להדפסת תלת מימד?

כמעט כל מדפסות התלת מימד מקבלות קבצים בפורמט STL. סוגים אלה של קבצים יכולים להיות מיוצרים על ידי רוב תוכנות CAD, החל מחבילות מסחריות יקרות כמו AutoCAD וכלה במוצרי חינם או קוד פתוח כמו Google SketchUp ו- Blender. לאלה שלא נוטים ליצור קובצי תלת מימד משלהם יש את מסדי הנתונים לאובייקטים תלת-ממדיים כמו Thingiverse ו Myminifactory מציעים מספר קבצי אובייקט תלת-מימד שניתן להוריד ולהדפיס.
מרבית מדפסות התלת ממד מגיעות עם חבילת תוכנת פריסה, המסופקת בדיסק או זמינה להורדה חינמית, הכוללת את כל הדרוש כדי להתחיל להדפיס. תוכנות אלו פורסות את האובייקט לשכבות על בסיס הרזולוציה שנבחרה וגורמים אחרים. התוכנות הךךו יצאו כחלק מתנועת הקוד הפתוח RepRap, שמתוכה התפתחה הדפסת תלת מימד החובבנית.

מה צופן העתיד להדפסת תלת מימד?

ניתן להשיג מגוון מדפסות תלת מימד לבתים ועסקים הצפי הוא שכאשר מדפסות תלת מימד יהפכו ליותר ויותר שכיחות הן יהפכו הכרחיים עבור המון תחומים בחיינו. נתחיל לראות יצירות מורכבות יותר המשלבות מספר חומרים וקומפוזיציות, כמו גם אלקטרוניקה להדפסה, אם תאבד את כיסוי הסוללה של שלט הטלוויזיה, תוכל להדפיס כיסוי חלופי. ואם תאבד את השלט שלך, תוכל להדפיס שלט רחוק חדש.
כמו כן, הדפסת תלת מימד צוברת דריסת רגל משמעותית בחלל החיצון. נאס"א עושה ניסויים עם מדפסות תלת מימד על סיפון תחנת החלל הבינלאומית ובסופו של דבר יהיה ניתן להשתמש במדפסות תלת מימד ליצירת בתי גידול במאדים ובעולמות אחרים. דוגמא לכך היא שכדי להציל את האסטרונאוטים של אפולו 13 מחוסר בחמצן, נאס"א נאלצה למעשה למצוא דרך להתאים יתד מרובע שהיה ברשותם לחור עגול. אילו הייתה מדפסת תלת ממדית על הסיפון, יתכן שהם היו מצליחים לפתור את הבעיה בקלות על ידי תכנון והדפסת מחבר פשוט.

באופן דומה, נראה מדפסות תלת מימד בבסיסים אנטארקטיים ומיקומים ארציים מרוחקים אחרים, שבהם אנשים לא יכולים לחכות חצי שנה עד למוצר שיחליף חלקים או כלים חיוניים.
כמו כן יישומים רפואיים של הדפסת תלת מימד אינם נפסקים עם תותבות, מכשירי שמיעה וכתרים דנטליים .
בתחום זה כבר עובדים על הדפסת איברים וחלפים לגוף האדם.

תחום הבניה גם עתיד להשתנות בעקבות הטכנולוגיה , כבר כיום ישנן חברות שמדפיסות בתים בשבריר מהזמן הנדרש לבניה מסורתית.
למעשה בשנים האחרונות ראינו לא מעט פריצות במגוון השימושים של מדפסות תלת מימד. למרות שזה מספיק קל לראות כמה מהתחומים שתחום הדפוס התלת מימדי יסתעף בהם בעתיד, עם זאת ישנם תחומים אחרים שמעבר ליכולת שלנו לחזות אם יושפעו מטכנולוגיה זו בהקבלה לאיש בסביבות שנת 1980 שלא יכול היה לדמיין הרבה ממה שהמחשב יהפך להיות וכמה הוא ישנה את העולם. יתכן שלהדפסת תלת מימד לא תהיה השפעה זהה למחשב, אך יש לה פוטנציאל לחולל מהפכה בייצור, ואולי חשוב מכך, להביא אותה לידי הצרכנים היומיומיים. אולם דבר אחד בטוח שאין לאף אחד עוררין עליו: הדפסת התלת מימד כאן כדי להישאר.