​​​​

"החלק נראה מושלם ב - CAD, אז כנראה שהוא יודפס מושלם"

​

זו אחת התפיסות הכי מטעות של מהנדסים ומתכננים בעולם ההדפסה בתעשיה.

הטכנולוגיה מאפשר חופש תכנוני כמעט בלתי מוגבל,  וב - CAD הכל נראה הגיוני - המידות נכונות, הגאומטריה נקייה וסימטרית, והמודל נראה “מוכן לייצור”​

​

אבל בהדפסה, זה ממש לא תמיד מספיק, ואפילו לרוב.

​

​

הבעיה היא שה - CAD לא מבין פיזיקה אלא יודע מציג גאומטריה ולא מבין ב:​

• התאמה ייצרוית

• איפה יצטברו מאמצים

• איך התוצר יתנהג לאורך זמן

• התאמה תרמית

​

כלומר, המודל יכול להיות מושלם על המסך - אבל מאוד בעייתי בפועל, גם ייצורית, וגם פונקציונאלית - באופן שמתבטא בזמן עלויות, ניסוי וטעייה, וכמובן חוסר וודאות שמלווה בפיתוח.

 

אפשר לראות זאת בבירור במקרה מפורסם שקרה בבריטניה, שם סעפת יניקת אוויר מודפסת מפולימר תפקדה היטב בתחילת הדרך, אך תחת עומס תרמי התרחשה התכווצות שפגעה משמעותית בזרימת האוויר במערכת ולאובדן כח המנוע:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

​

 

​

 

 

​​​​

באותו מקרה היה מדובר בתכן לא נכון להדפסה - שגרם לכשל מערכתי ומשמעויות נוספות באופן ישיר.

המודל נראה לכאורה תקין במסך המחשב ואף הודפס באופן מרשים, אך שורה של גורמים שולטים בתהליך בשילוב תכונות הפולימר לא נלקחו בחשבון וגרמו לכשל לאורך זמן.

​​​​​

​

​

​

​

​​

​

​​

​

​​

​

​

​

​

​

​

 

​

​​​

​

​

​

​​​

כשאנחנו מתכננים חלק או מערכת בהדפסת תלת מימד, יש מספר דגשים שתמיד חשוב לזכור:​

​

1. הדפסה היא טכנולוגיית ייצור מהפכנית, אבל:

​

העובדה שמדובר בטכנולוגיית ייצור מדהימה עם חופש תכנוני שאין שני לו, מייצרת תחושת ביטחון מטעה שאין באמת מגבלות על המודל ששולחים לייצור, ושאם הודפס חלק מרשים שנראה יפה על השולחן במשרד או בהרכבה ראשונית, כך גם יהיה התפקוד שלו לאורך זמן.

 

בפועל, אין תחליף להתאמת המודל, התכן וההתנהלות באופן מגובה ומחושב בפיתוח ובפרוייקט, תוך הבנה מעמיקה של התהליך, התוצר והמשמעויות שלו.

​

בדיוק כמו בכל שיטת ייצור מסורתי בתעשיה.

​

יכולות הייצור של הדפסה מדהימות, וניתן לייצר מוצרים לשימושי קצה מורכבים בגיאומטריות שלפעמים קשה להעלות על הדעת, אך עם זאת, חשיבה הנדסית עמוקה ובריאה עדיין מהווה את ראש הקטר.

​

 

2. מודל זהה - לא בהכרח תוצאה זהה

​

אותו מודל בדיוק, יכול להתנהג שונה לחלוטין בהתאם ל:

• מנח הדפסה

• טכנולוגיית ההדפסה

• סוג החומר

• המדפסת עצמה!

• גורמים נוספים

​

שינוי קטן באחד הפרמטרים משנה לגמרי את החוזק, הקשיחות, העמידות לאורך זמן ואפילו את מנגנון הכשל הפוטנציאלי עצמו.

והחלק? שוב, נראה בדיוק אותו דבר ב - CAD, וקובץ ה - STL זהה לחלוטין.

 

​

3. “נוסיף חומר לחיזוק ליתר ביטחון” - לא תמיד פותר את הבעיה

​​

אחת התגובות הכי נפוצות לכשל היא: "פשוט נעבה את החלק”.

עד כאן נשמע הגיוני.

​

אבל בהדפסה, יותר חומר לא תמיד אומר חלק טוב יותר אלא במקרים רבים דווקא:​

• מחמיר עיוותים

• יוצר קירור לא אחיד

• מגדיל ריכוזי מאמץ ומאמצים שיוריים

• ופוגע ביציבות של החלק

​

זה בדיוק הרגע שבו תכן מסורתי מתחיל להתנגש עם העולם של Additive Manufacturing .

 

​

אז איך ניגשים לתהליך בצורה נכונה?

​

השאלה כבר לא צריכה להיות: "האם הגאומטריה נראית טוב ויושבת טוב ב - CAD?”

אלא "מה המנגנונים השולטים בתהליך?"  ו- "איך החלק יתנהג במהלך ואחרי ההדפסה?”

​

מדובר שינוי חשיבה מהותי.

​

תכן הדפסה מקצועי ונכון כולל הבנה עמוקה של:

• חומר

• טכנולוגיית ההדפסה

• שכבתיות התוצר

• התאמה מכנית ותרמית

• טיפולים משלימים להדפסות

 

​

לסיכום

אחד הדברים הכי מטעים בהדפסה בתעשיה הוא שהחופש התכנוני המדהים שלה מאפשר לנו הכל בתכן. אבל בפועל, תכן לא נכון משפיע על:

​

מבחינה ייצורית:

• היווצרות של עיוותים ומאמצים לא צפויים  בחלק, או שההדפסה נתקעת

• עלויות הרבה יותר גבוהות מאשר בתכן נכון

 

ומבחינה פונקציונאלית:

יתכן שהחלקים לכאורה מודפסים יפה, נראים תקינים, ולפעמים אפילו עובדים לא רע ממבט ראשוני, באופן מאוד מטעה, ולמרות שצפויים להם כשלים בהמשך.

 

ובדיוק כאן טמון ההבדל בין לדעת להדפיס חלק - לבין להבין לעומק את כלל המנגנונים השולטים בתהליך כדי להוציא לפועל תוצר מוצלח - פונקציונאלית ופרוייקטאלית.