טכנולוגיות הדפסה תלת-ממדית
טכנולוגיות הדפסה תלת-ממדית
הדפסה תלת-ממדית מכונה לעיתים ייצור תוספי (AM). בהדפסה תלת-ממדית, יוצרים עיצוב של אובייקט באמצעות תוכנה, והמדפסת התלת-ממדית יוצרת את האובייקט על ידי הוספת שכבה על גבי שכבה של חומר עד שנוצרת צורת האובייקט. ניתן לייצר את האובייקט באמצעות מגוון חומרי הדפסה, כולל פלסטיק, אבקות, חוטים ונייר.
ישנן מספר טכנולוגיות הדפסה תלת-ממדיות, ומאמר זה מספק סקירה כללית של טכנולוגיות אלו.
סטריאוליוגרפיה (הסכם רמת שירות)
סטריאוליוגרפיה עושה שימוש בפלסטיק נוזלי כחומר המקור, והפלסטיק הנוזלי הזה הופך לאובייקט תלת-ממדי שכבה אחר שכבה.1שרף נוזלי מונח במיכל בעל תחתית שקופה. לייזר UV (אולטרה סגול) משרטט תבנית על השרף הנוזלי מתחתית המיכל כדי לייבש ולגבש שכבה של שרף. המבנה המוצק נגרר בהדרגה מעלה על ידי משטח הרמה בעוד הלייזר יוצר תבנית שונה עבור כל שכבה כדי ליצור את הצורה הרצויה של האובייקט התלת-ממדי.
עיבוד אור דיגיטלי (DLP)
טכנולוגיית DLP להדפסה תלת-ממדית דומה מאוד לסטריאוליתוגרפיה אך שונה בכך שהיא משתמשת במקור אור שונה ועושה שימוש בפאנל תצוגה גבישי נוזלי.1טכנולוגיה זו עושה שימוש במקורות אור קונבנציונליים יותר והאור נשלט באמצעות מראות מיקרו כדי לשלוט באור הפוגע על פני השטח של האובייקט המודפס. לוח תצוגת הגביש הנוזלי פועל כפוטומסכה. מנגנון זה מאפשר להקרין כמות גדולה של אור על פני השטח המיועדים להתקשות, ובכך מאפשר לשרף להתקשות במהירות.
מידול משקעים ממוזגים (FDM)
בעזרת טכנולוגיה זו, ניתן לבנות חפצים עם תרמופלסטים ברמת ייצור גבוהה1אובייקטים נבנים על ידי חימום של פילמנט תרמופלסטי לנקודת ההיתוך שלו ויישור התרמופלסטי שכבה אחר שכבה. ניתן להשתמש בטכניקות מיוחדות כדי ליצור מבנים מורכבים. לדוגמה, המדפסת יכולה לייצר חומר שני שישמש כחומר תמיכה לאובייקט הנוצר במהלך תהליך ההדפסה.1ניתן להסיר או להמיס חומר תמיכה זה מאוחר יותר.
סינטור לייזר סלקטיבי (SLS)
ל-SLS יש כמה קווי דמיון עם סטריאוליתוגרפיה. עם זאת, SLS עושה שימוש בחומר אבקה המונח במיכל. עבור כל שכבה, שכבה של חומר אבקה מונחת על גבי השכבה הקודמת באמצעות רולר ולאחר מכן החומר האבקה עובר סינטור בלייזר לפי תבנית מסוימת לבניית האובייקט שייווצר. מעניין לציין, שניתן להשתמש בחלק של החומר האבקה שלא עובר סינטור כדי לספק את מבנה התמיכה וניתן להסיר חומר זה לאחר יצירת האובייקט לשימוש חוזר.
התכת לייזר סלקטיבית (SLM)
תהליך ה-SLM דומה מאוד לתהליך SLS. עם זאת, בניגוד לתהליך SLS שבו החומר האבקתי עובר סינטור, תהליך ה-SLM כרוך בהמסה מלאה של החומר האבקתי.
התכת קרן אלקטרונית (EBM)
טכנולוגיה זו דומה מאוד גם ל-SLM. עם זאת, היא עושה שימוש בקרן אלקטרונים במקום בלייזר בעל עוצמה גבוהה.1אלומת האלקטרונים מתיכה לחלוטין אבקת מתכת ליצירת האובייקט הרצוי. התהליך איטי ויקר יותר מאשר תהליך SLM, עם מגבלה גדולה יותר על החומרים הזמינים.
ייצור אובייקטים למינציה (LOM)
זוהי מערכת ייצור אב טיפוס מהירה. בתהליך זה, שכבות של חומר מצופות בדבק מותכות יחד בחום ולחץ ולאחר מכן נחתכות לצורה בעזרת חותך לייזר או סכין.1,2באופן ספציפי יותר, נייר כסף מצופה בדבק מונח על השכבה הקודמת וגליל מחומם מחמם את הדבק לצורך הידבקות בין שתי השכבות. השכבות יכולות להיות עשויות מנייר, פלסטיק או מתכת.1התהליך יכול לכלול שלבי עיבוד לאחר העיבוד הכוללים עיבוד שבבי וקידוח. זוהי שיטה מהירה וזולה להדפסה תלת-ממדית.1בעזרת תהליך הידבקות, אין צורך בתהליך כימי וניתן לייצר חלקים גדולים יחסית.
