אילו חומרים משמשים להדפסת תלת מימד קשיח וגמיש?

מאז הצגתה של מדפסת התלת מימד הראשונה בשנת 1983, חלה התפתחות מדהימה בטכנולוגיית ההדפסה התלת מימדית, שהפכה לזמינה ונגישה לציבור הרחב. התפתחות הטכנולוגיה באה לידי ביטוי במספר מישורים, כמו פשטות מנגנון ההדפסה, מזעור הרכיבים לכדי מדפסות ביתיות והוזלת המערכת השלמה, אך יותר מכל ניכרת ההתפתחות הטכנולוגית בשני המישורים המרכזיים הבאים:

רמת הדיוק/ רזולוציית הדפסה
מהדפסה גסה שנמדדה בעשיריות מ"מ בימיה הראשונים, כיום מגיעות מרבית המדפסות לרזולוציה של 100 מיקרון (0.01 מ"מ) ובדגמים ייחודיים גם ל-16 מיקרון (0.002 מ"מ).

חומרים
יצירת מגוון רחב של חומרים, והתאמת המדפסות למגוון זה. חומרים אלה מאפשרים להדפיס מוצרים בכל רמת גמישות/ קשיחות באמצעות חומרי תלת מימד קשיח או תלת מימד גמיש, ומאפשרים לעשות שימוש בחומרים המתאימים ביותר לכל יישום/ מוצר בהתאם לתכונות הנדרשות, כדוגמת הולכת חשמל, שקיפות, רמת איטום, צפיפות חומר ועוד.

קטגוריות חומרים להדפסת תלת מימד

את מגוון החומרים הזמינים להדפסות תלת מימד, ניתן לחלק ל-3 קטגוריות פופולאריות, המספקות מענה לרובם המכריע של צרכי ההדפסה, הן לצרכים פרטיים והן לצרכים מקצועיים ותעשייתיים.

FDM Thermoplastics
קטגוריית חומרים המבוססת על פולימרים תרמופלסטיים, המיועדים לבניית רכיבים קשיחים ועמידים בעלי רמת דיוק ויציבות גבוהה לאורך זמן. בין החומרים המרכזיים הנכללים בקטגוריה זו, ניתן למצוא את חומרי: ABS, PC, ULTEM, ASA וניילון. כל אחד מן החומרים הללו מגיעים ברמות דירוג שונות (למשל ULTEM 9085 מול ULTEM 1010), להתאמת החומר ליישום הספציפי. רמות דירוג אלה הופכות את החומרים למתאימים יותר ליישומים קשיחים עמידים לאש, טמפרטורה גבוהה, רעילות והתאמה למזון, עמידות בפני חשמל סטטי ועוד.

Polyjet Photopolymers
קטגוריית חומרים זו מבוססת על פוטופולימרים, המעניקים את היכולת ליצור מוצרים ברמת דיוק וגימור גבוהה מאוד, ותחושת ריאליזם גבוהה של המוצר המוגמר יותר מכל סוג חומר אחר. חומרים אלה מאפשרים הדמיה ברורה, גמישה או קשיחה של רכיבים, ואף שילוב של מספר צבעים ותכונות חומר ברכיב אחד. בקטגוריה זו נכללים חומרים כדוגמת Vero, Tango, MED, Endur ודמוי ABS, המגיעים בשורה של גוונים, חלקם עם אישור ביוקומפטביליות ומיושמים בין היתר בעולם הרפואה ובמיוחד ברפואת השיניים.

SLS – Selective Laser Sintering
קטגוריית חומרים המגיעים בתצורת אבקה, ואשר עוברים תהליך של התכה או סינטור באמצעות קרני לייזר. קרני הלייזר מתיכות את האבקה והופכות אותה לחומר קשיח בתהליך ההדפסה עצמו. באמצעות טכנולוגיה זו ניתן לבצע סינטור של מגוון חומרים כדוגמת ניילון, פוליאסטר ואפילו מתכות, אם כי בעולם ההדפסה התלת מימדית הביתית ובמרבית היישומים התעשייתיים, מהווה הניילון המבוסס על Polyamide 12 כחומר גלם מרכזי, ביוקומפטבילי ובעל עמידות גבוהה.

תלת מימד קשיח מול תלת מימד גמיש

כמו בכל מוצר, גם בתחום הדפסות התלת מימד ישנה דרישה לרמות גמישות שונות של הרכיבים המודפסים, וכמו בכל טכנולוגיית ייצור (יציקה, הזרקת פלסטיק וכדומה), גם בעולם הדפסות התלת מימד, גמישות זו מוענקת למוצר בעיקר באמצעות החומר ממנו הוא עשוי. מדפסת תלת מימד טיפוסית מסוגלת ליצור תלת מימד קשיח או תלת מימד גמיש, כשאת מידת הגמישות ניתן לקבוע על ידי שימוש בחומרים או בתרכובות של מספר חומרים, במטרה ליצור את מידת הגמישות הנדרשת.כמו כן, ישנן מדפסות שמסוגלות להדפיס יחד באותו מוצר חומר גמיש עם חומר קשיח.

בדיוק כמו רזולוציית ההדפסה ומיומנות המשתמש, כך גם חומרי ההדפסה בהם נעשה שימוש, משפיעים ישירות על איכות התוצר המוגמר ועל היכולת שלו למלא את תפקידו בעולם האמיתי ולאורך זמן. מידת הגמישות או הקשיחות, הצבע, הצפיפות, רמת האיטום, ההולכה החשמלית ועוד שורה של תכונות אחרות, נקבעות כולן על פי החומר בו נעשה שימוש בהדפסת התלת מימד. 

ייתכן ויעניין אתכם גם:

 בניית מודל תלת מימד – איך עושים את זה? >>