למה Data Sheet של חומר מודפס לא מספיק לקבלת החלטה הנדסית
ערן סדן
שימש כמוקד ידע צה"לי בהדפסות תלת מימד , ראש תחום, מנהל מפעל ומכשיר מהנדסים ומתכננים.
מייסד Additive Pro Academy
אחד המכשולים הנפוצים ביותר בעולם ההדפסה מתחיל דווקא במקום שלא היינו מצפים לו.
אנחנו פותחים את ה־Data Sheets של כמה חומרים, משווים נתונים ומחפשים את החומר
בעל הביצועים הגבוהים ביותר ובהתאם לשימוש שלנו.
לכאורה מדובר בדרך הנכונה לקבל החלטה.
אך במקרים רבים, דווקא כאן מתחיל הקונפליקט. כי Data Sheet מתאר דגימה. לא את החלק שלכם.
Data Sheet של חומר מודפס אחד הוא אחד הכלים החשובים ביותר העומדים לרשותנו כמהנדסי תכן.
עם זאת חשוב להבין שרוב נתוני החומר המופיעים בו נמדדים בתנאי בדיקה אידאליים מוגדרים היטב ולאו דווקא על תוצר מודפס.
הקונפליקט הוא שהחלק שאתם מתכננים כמעט אף פעם אינו דומה לחלוטין לדגימת המעבדה של יצרן החומר.
דפי הנתונים של חומרי הגלם השונים לרוב לא מדברים על מנחי הדפסה, דגרדציות תחת תנאי סביבה שונים (UV, לחות וכו'),
או מה קורה תחת חשיפה ממושכת לנוזל או לכימיקל כזה או אחר, שנגדיר שאחד מאלה לא רלוונטי לשימוש שלנו בפרוייקט.
לכן השאלה החשובה אינה בהכרח: "איזה מספר כתוב ב־Data Sheet?"
אלא: "עד כמה הנתונים האלו רלוונטיים ליישום שלי?"
Data Sheets של חומרים מודפסים לאו דווקא מציגים הכל
במקרים רבים, הנתונים המופיעים ב־Data Sheet נאספים בתנאי בדיקה מבוקרים שאינם מייצגים בהכרח את התנהגות החלק המודפס הסופי ביישום האמיתי. הדבר יכול לתת אינדיקציה מכווינה, אבל לא את התמונה המלאה כמו שהיינו בהכרח מצפים לקבל.
קיימות חברות שמוסרות נתונים על מנחי הדפסה, רגישות לתנאי סביבה, טיפולים משלימים ואפילו התייחסויות למעברים בין מדפסות שונות כשמדובר באותו החומר בדיוק
עם זאת יצרניות חומרים רבות מראות ומשווקות נתוני חומרים שרלוונטיים רק לתנאים מאוד אידאליים, ללא התייחסות לכל התנהגות אחרת בדפי הנתונים.
לצורך ההמחשה, יתכן ונעשה שימוש בחומר גלם זהה, ורק מעצם העובדה שהחלפנו מדפסת, התוצר ישתנה מהותית. או שנופתע לגלות שהחלק כשל באופן שלא ציפינו (כי דף הנתונים אמר אחרת), כי לא התחשבנו בתנאי הסביבה שגרמו לגריעה בתכונות החלק למשל.
חשוב לזכור כי יצרני חומרים אינם יכולים לבדוק כל גיאומטריה, כל מדפסת, כל מנח הדפסה וכל תנאי שירות אפשריים.
לכן ה- Data Sheet נועד לספק נקודת ייחוס, לא לחזות את התנהגות כל החלקים בכל היישומים.
איור: דגמי מתיחה לבקרת איכות לאחר הדפסה במנחים שונים
אנחנו כמהנדסים שמקדשים מקצועיות צריכים להבין לעומק איזה מידע רלוונטי אנחנו צריכים לקבל מה-Data Sheet, באופן שיעזור לנו לקבל החלטה מושכלת ונכונה, כי בחירה על סמך תמונה חלקית בלבד עלולה להוביל למסקנה שגויה לחלוטין.
לכן אין באמת תחליף להבנה של המנגנונים השולטים במוצר ובחלק המיועד להדפסה, והיכולת לשאול שאלות מתאימות, שה-Data Sheet יכול לענות בצורה מצויינת על חלק מהן.
לכן, אם הייתי צריך לסכם את הפסקה האחרונה במשפט, הייתי אומר ש - Data Sheet של חומר מודפס הוא כלי, לא תשובה.
לסיכום
אני חוזר ואומר ש - Data Sheet הוא עדיין אחד הכלים החשובים ביותר העומדים לרשות המהנדס ואין להתעלם ממנו כלל,
אך הוא אינו מחליף הבנה הנדסית, וגם לא הגדרת דרישות וניתוח של תנאי השימוש האמיתיים.
המהנדסים הטובים ביותר אינם מחפשים רק את החומר בעל המספרים הגבוהים ביותר, לחילופין,
הם יודעים לשאול האם המספרים האלו באמת רלוונטיים לבעיה שהם מנסים לפתור.
כשאנחנו ניגשים לדף נתונים של חומר,חלק מהשאלות שאנחנו צריכים לשאול הן:
-
האם הנתונים נמדדו על חלק מודפס או על דוגמת בדיקה תקנית?
-
מה סוג הפולימר?
-
מה קורה תחת חשיפה ל-UV?
-
האם המדפסת שאני מדפיס בה תעשייתית?
-
כיצד מנח ההדפסה ישפיע על הנתונים?
-
אילו מנגנוני כשל רלוונטיים לחלק שלי?
החלטות הנדסיות נכונות מתקבלות מתוך שילוב של נתוני חומר, הבנת תהליך הייצור, מנח ההדפסה, תנאי השירות והסביבה
ודרישות המערכת כולה, ולא על סמך טבלאות שבחלק גדול מהמקרים מציגות רק תמונה חלקית.
בסופו של דבר, השאלה אינה איזה חומר מציג את הנתונים הטובים ביותר,
אלא איזה פתרון מתאים בצורה הטובה ביותר ליישום הספציפי שלכם.
