אוטודסק ואנסיס מצטידות לקיץ

SpaceClaim - נולדה לתת יותר חופש למתכנן

העונה החמה בפתח וכמו תמיד, התקופה שלפני הקיץ מביאה חידושים מעניינים לעולם התיב"ם. 
Ansys רוכשת חברת תיב"ם ו Autodesk מגיבה ברכישת חברת סימולציות.
האם זה  משחק שחמט בין ANSYS  לאוטודסק? אנסיס פעילה כבר שנים רבות בתחום הסימולציה (אנליזות) עם אוסף כלים הנחשבים למובילים בתחום. במשך שנים נמנעה החברה מלהיכנס לתחום התיב"ם ונשארה רק בתחום האנליזות, פעמים רבות כמוצר משלים לתוכנות התיב"ם. לפני כחודש רכשה Ansys את חברת התיב"ם SpaceClaim . בעולם הוותיק של תוכנות תיב"ם SpaceClaim נחשבת לשחקן חדש יחסית, התוכנה הצעירה, רק כ 10 שנים בשוק, הביאה איתה פתרון רענן לתכנון פרמטרי ללא תלות בהיסטוריה.   SpaceClaim הייתה הראשונה לתת פתרון מהיר ונוח לעריכה ישירה של קבצי תיב"ם ומכאן שהתאימה מאוד למשתמשי תוכנות סימולציה כמערכת משלימה שמאפשרת לקרוא קבצי סוליד מכל תוכנה ולהמשיך לתקן, לערוך ולהכין אותם לסימולציה. SpaceClaim לא הצליחה מעולם לפרוץ למרכז הבמה ולהפוך לתוכנת תכנון מקובלת. לא מעט חברות גדולות רכשו את התוכנה כפתרון משלים לטיפול במידע לצד מערכת התיב"ם העקרית אבל, כמות הרישיונות הכללית שנמכרה כל שנה נשארה נמוכה מאוד יחסית לתוכנות הפרמטריות הפופולריות כגון סולידוורקס ואוטודסק אינוונטור. עבור Ansys הוספת תוכנת תיכנון מכני יכולה לתת תרומה גדולה והפחתת התלות בחברות התיב"ם המציעות כולן גם פתרונות מתחרים לתוכנת הסימולציה של אנסיס.
לפני מספר חודשים אוטודסק השלימה את אחת מהרכישות הגדולות בהיסטוריה של התיב"ם כאשר רכשה את Delcam האנגלית. Delcam היא החברה המובילה בעולם בתחום של תוכנות לייצור (CAM) והרכישה השלימה את ההיצע של אוטודסק בתחום שהיא נמנעה מלהיכנס אליו במשך שנים. היום התבשרנו על רכישה משמעותית נוספת מבית אוטודסק של חברת NEi Software על תוכנת ה Nastran  שלה. Nastan היא תוכנת אלמנטים סופיים (FEM) שפותחה לפני כ 50 שנים ב NASA ומתחרה ישירות ב Ansys. שלושה בתי תוכנה מספקים פתרונות המסבוססים על התוכנה -   MSC Software, NEi Software (NEi Nastran) and Siemens.
לאוטודסק יש כבר מספר כלי סימולציה מרכישות קודמות שהבולטים בינהם הם ALGOR , MoldFlow , CFDesign . הוספת יכולות Nastran לכל כלי הסימולציה העשירים הקיימים כבר היום היא צעד נוסף של החברה בניסיון לכבוש את תחום ה HighEnd מחברת דאסו סיסטמס ומסימנס.

גל רז


 

הדפסה בטוחה לל"ג בעומר

עונת המדורות הגיע וכמה שאנחנו אוהבים אש. על פי חוקי מרפי להדלקת המנגל, אין שום סיכוי להדליק אש עם גפרורים בלבד וללא תוספת של חומרים דליקים מאוד כגון נפט וכל מיני מאיצי בערה אחרים אבל, מחוץ למנגל, אש דינה לפרוץ ולהתפשט ללא כל אזהרה . באזורי בערה, כל אותם מוצרי פלסטיק שמבודדים חום היטב, נזכרים פתאום שמקורם בכלל בנפט ומוסיפים שמן למדורה. כדי לאפשר שימוש בפלסטיק גם באזורים המועדים לפורענות, פותחו תוספים שונים המקנים לחומר תכונות של כיבוי עצמי או עיקוב בערה (fire retardant).

ניילון 12 (פוליאמיד) הוא חומר הגלם הנפוץ ביותר לייצור בהדפסה תלת ממדית בשיטת SLS .  הוא בעל תכונות מכאניות נהדרות ועמידות טובה לכימיקלים. כעת, ניתן להשתמש גם בגרסה שלו הכוללת תוסף מעקב בערה (FR) ומאפשרת ייצור תלת ממדי של חלקים מורכבים על לפי התקנים המקובלים (JAR 25 / UL 94).

כאשר החלק המודפס נחשף לאש ומגיעה למצב בערה, פחמן דו חמצני משתחרר על פני השטח ומדכא את הלהבות. החומר שימושי מאוד ליישומים בהם יש חשש להתלקחות כגון ציוד אלקטרוני, קופסאות חשמל, ציוד המשלב לייזר וציוד תעופתי וכמובן לכל אותם יישומים המחייבים עמידה בתקני אש.

בשיטת ההדפסה SLS, כאשר חומר הגלם הוא ניילון 12, ניתן לעשות שימוש חוזר בחלק גדול מחומר הגלם  שנותר במצב אבקה לאחר סיום ההדפסה. עלות חומרי הגלם בתעשיית ההדפסה התלת ממדית היא גבוהה, שימוש חוזר בחלק מהחומר מאפשר להוריד את רמת המחיר ההדפסה. בחומר מעקב בערה, לא ניתן לבצע שימוש חוזר בחומר ה"תומך" וכל החומר בנפח תא המדפסת אבוד. מסיבה זו, עלות ההדפסה בחומר מעקב בערה היא גבוהה יותר.

גל רז

מבוא לתוכנות תלת ממד למתחילים

מדפסת ביתית בתלת ממד בתוכנת סוליד חינמית

העמוד עבר לכאן 

רשתות במדפסות SLS

ייצור של חלקים קטנים מאוד יכול להיות בעיה במדפסת SLS המייצרת מאות חלקים בהרצה של כ- 30 שעות. לאחר תהליך הקירור, החלקים מוצאים מהמכונה בתוך גוש של אבקת ניילון 12 לבנה. כדי לשמור על החלקים הקטנים ולאפשר למפעיל למצוא אותם בתהליך שאיבת החומר העודף והניקוי , המכונה מייצרת רשת העוטפת את החלקים הקטנים. אחרי הניקוי, גוזרים את הרשת כדי להוציא את החלקים.

גל רז 

תרמופלסטי או תרמוסטי וההבדלים בינהם

ממודל וירטואלי לחלק פיזי

השם פלסטיק מקורו בשפה היוונית ומשמעותו "שניתן להקנות לו צורה" . ההדפסה התלת ממדית נותנת משמעות חדשה והגדרה מורחבת לפלסטיק.  הטכנולוגיה של ייצור בשכבות מאפשרת לנו להעביר חפצים ממקום למקום בצורה ווירטואלית, כך שהחפץ יכול להופיע בו זמנית בשני קצוות כדור הארץ  והמימוש שלו מתבצעת בתחנת ההדפסה בתלת ממד. 

ייצור מהיר בהדפסה תלת ממדית הוא הפיכת חומר למוצק על פי תבנית דיגיטלית כל שהיא. האתגר  הגדול בטכנולוגיות ההדפסה הוא מציאת הדרך היעילה להפוך את החומר למוצק תוך קבלת הצורה הרצויה. 

את החומרים הפלסטיים מחלקים לשתי משפחות : תרמופלסטים ותרמוסטים

ישנם שני הבדלים מהותיים בניהם שמשמעותיים מאוד לסוג השימוש שניתן לעשות בחומר לצורכי הדפסה. חומר תרמופלסטי במצב מוצק ניתן להתיך ולהשתמש בו שוב ואילו חומר תרמוסטי ניתן להפוך למוצק רק פעם אחת. לאחר מכן, בחשיפה לחום גבוהה הוא יתפרק ויישרף

חומרים תרמוסטים

כאמור, חומר תרמוסטי עובר מנוזל למוצק פעם אחת בלבד. דוגמה טובה מגיעה מארוחת הבוקר. כאשר אנחנו מכינים חביתה, הביצה מגיעה במצב נוזלי והחימום הופך  אותה למוצק. חימום יתר ישרוף את החביתה אבל, בשום תנאי היא לא תחזור להיות נוזלית ע"י הוסםת אנרגיה חיצונית. 

חימום היא רק אחת השיטות הידועות למצק חומרים תרמופלסטים ממצב נוזלי, ישנם חומרים שיהפכו למוצק בהשפעת גלי קול בלבד וישנם גם החומרים הפוטופולימרים.  

פוטופולימרים הם חומרים תרמופלסטים בעלי יכולת להפוך מנוזל למוצק בחשיפה לאור, בעיקר לתאורת UV. היכולת של חומרים אלו להפוך למוצקים מנוצלת בהדפסה בשיטת SLA או סטריאוליטוגרפי . חומר הגלם מגיע במצב נוזל סמיך ומכונה שרף או resin. את החומר הופכים למוצק בחשיפה לאור באורכי גל מתאימים.  קימות שלוש שיטות מקובלות להפיכת השרף הפוטופולימר למוצק.
1. קרן לייזר ה"מציירת" על השרף שיכבה אחת שיכבה.
2. מקרן DLP המטיל תמונה באור UV על כל השיכבה וממצק רק את האזורים המוארים.
3. הדפסה מדויקת של החומר בדומה להזרקת דיו בשיכבה דקה לפי הצורה הרצויה וחשיפה מידית של כל השיכבה לאור.

דגם צבעוני של אובגט

להדפסה בחומרים תרמוסטים מספר יתרונות ייחודיים. התוצר הוא בעל פני שטח חלקים. ניתן לקבל חלקים בשקיפות טובה וניתן לקבל דיוק בפרטים קטנים .
יכולות נוספת חשובה הבאה לדי ביטוי בקונקס 500 החדשה  של אובגט הישראלית,  היא היכולת לגוון את החומר בפיגמנטים שונים ולקבל מודל צבעוני.
אבל, לחומרים התרמוסטים מספר חסרונות מהותיים המגבילים את ההתאמה שלהם בעיקר למודלים קונספטואלים ולא למוצר סופי. התוצר של מדפסות בחומרים פוטופולימרים מתקשה לשמור על תכונותיו לאורך זמן. החומר, בחשיפה לאור,  ממשיך להתקשות , צבעו נעכר והוא הופך לשביר. החומרים הפוטופולימרים רגישים מאוד לסביבה רטובה. הם סופחים לחות ואינם שומרים טוב על המידות.  התכונות הללו הופכים אותם מתאימים למודלים בעלי אורך חיים קצר ולא כתחליף למוצר סופי המיוצר בשיטות הייצור המסורתיות. חסרונות נוספים קשורים להשפעה הסביבתית של החומרים הפוטופולימרים. במצב הנוזלי של שרף הם רעילים ולא מומלצים למגע עור או נשימה. כמוצר סופי במצב מוצק, הם אינם ניתנים למחזור.

חומרים תרמופלסטים
היכולת של חומרים תרמופלסטים לעבור ממצב מוצק לנוזל וחזרה ולשמור על התכונות גם לאחר התכה וקרור הופכת אותם לזמינים לאין ספור יישומים.
רוב מוצרי הפלסטיק מסביבנו נוצרו בתבניות הזרקת פלסטיק. בתהליך הזרקה, הפלסטיק מומס ומוזרק בלחץ לתבנית מתכת שם הוא מתקרר ומקבל את צורתו הסופית.  הדפסה תלת ממדית עם חומרים תרמופלסטים מתבצעת בשתי שיטות עיקריות. השיטה הראשונה,  הנפוצה ביותר, היא חימום של חוט פלסטיק (בדרך כלל ABS או PLA) לטמפ' התכה כאשר החומר נדחף דרך נחיר צר המצייר את השיכבה. כאשר החומר עוזב את הנחיר, הוא מתקרר חזרה והופך למוצק. דרך יצור נוספת היא ה SLS.  בשיטה זו חומר הגלם מגיע בצורת פלסטיק הטחון דק לאבקה (בדרך כלל פוליאמיד) , הוא מחומם בתנור ובעזרת קרן לייזר מקורב לטמפ. ההתכה כדי לייצר את השיכבה.

מאבקת פלסטיק לחלק תרמופלסטי

לחומרים התרמופלסטים יתרונות רבים בחוזק מבני, שמירה על מידות לאורך זמן והתאמה למוצרי מזון ומגע עור. את התוצר הסופי ניתן למחזר והוא בטוח לשימוש.
בהדפסה תלת ממדית עם חומרים תרמופלסטים לא ניתן לקבל שקיפות, פני השטח אינם חלקים ובחלקים קטנים, קשה לשמור על פרטים.

הדפסה תלת ממדית איננה פתרון קסם המחליף תמיד את שיטות הייצור המסורתיות. ייצור מתוסף מהיר היא שיטת ייצור מתוחכמת המתבצעת ללא צורך בייצור כלים ומגבלות תכנון ומאפשרת לקבל צורות גאומטריות וחללים פנימיים ייחודיים. כדי להפיק ממנה תועלת, רצוי להכיר את הטכנולוגיה ולהתאים אותה לצורך.

גל רז

סולידוורקס יוצאת לדרך חדשה

gmail לא תמיד הייתה שם. בהתחלה היה רק מנוע חיפוש וכשגוגל הכריזה על שרות המייל המהפכני בחינם, עם תיבה גדולה פי 100 מכל האחרים, היא בחרה להודיעה שהמוצר יושק ב 1 לאפריל.  SolidWorks פחות הרפתקנים מגוגל ולכן המוצר המשמעותי ביותר בהיסטוריה של החברה ישוחרר ב 2 לאפריל, יום אחרי יום הכסילים הבין לאומי . 

עבור סולידוורקס זו תחילתה של דרך חדשה. התוכנה החדשה עם השם הארוך -  SolidWorks Mechanical Conceptual או פשוט MC היא הבשלה מאוחרת של פלטפורמה חדשה שהייתה אמורה לצאת לפני שנתיים. 

ה MC מוגדרת כתוכנה לתכנון קונספט מכני וכוללת יכולות סימולציה מכנית וניהול מידע מובנה  ובכך היא דומה להפליא לתוכנה המתחרה בת השנה מבית אוטודסק  ה Fusion 360 . בעוד ה 360 שמה דגש על טיפול במשטחים ובגאומטריות מורכבות, ה MC שמה דגש על מנגנונים מכנים. מוצר נוסף שישוחרר בהמשך, ה IC , מיועד לתת מענה לתחום העיצוב עם כלים לטיפול בגאומטריות מופשטות.

 החידושים העקרים שה MC מביא לסולידוורקס הם אלו:

1.קרנל מתמטי חדש - זו התוכנה הראשונה מבית SolidWorks שמבוססת על פלטפורמת חברת האם - דאסו סיסטמס וחולקת את אותה הפלטפורמה עם תוכנת Catia . סולידוורקס שואפת להתנתק מהקרנל המתמטי Parasolid ששייך למתחרה סימנס/יוניגרפיקס עליו מבוססת התוכנה היום וזה הצעד הראשון בכיוון.

2. מחשוב ענן - ה MC היא הכניסה הראשונה  של סולידוורס לתחום "מחשוב הענן". התוכנה מותקנת מקומית אבל החישובים והקבצים נשמרים בענן, מאפשרים שימוש בכוח עיבוד ענק ומקלים על שיתוף המידע.

3. שיטת תמחור חדשה - עם ה MC, גם סולידוורקס גם עוברת לשיטת תמחור של תשלום חודשי ללא רכישה מוקדמת  כפי שמקובל בפלטפורמת הענן של אוטודסק.  SolidWorks בחרו במחיר חודשי לא עממי בכלל של 250$ לחודש ושנה מינימום. המחיר מאוד רחוק מה 40$ שאוטודסק גובה עבור ה  Fusion 360 ואני חושש שזה ירחיק חלק מהלקוחות הפוטנציאלים.  

לסולידוורקס אתגר נוסף. החברה ידועה בנאמנות לרשת המפיצים החזקה והמסורה שלה. טכנולוגית הענן מאפשרת לצרכן לרכוש ישירות מהחברה ללא תיווך המפיץ. יייתכן שהסיבה למחיר הגבוה מגיעה מהרצון של סולידוורקס להשאיר את המפיצים בתמונה ולשלם להם עמלה על כל רכישה.

4. מדיניות מחירים אחידה - כיום נהוגה בסולידוורקס מדיניות מחירים שונה בכל טרטוריה ומדינה. לדוגמה, תוכנת SolidWorks Pro שנמכרת בישראל ב 6,800$, נמכרת בארה"ב ב 5,000$ בלבד. ה MC , כפי שמקובל בתוכנות ענן, תמכר כנראה במחיר אחיד בכל העולם .

הכיוון החדש של סולידוורקס מצביע על הדרך אליה מתקדמת כל תעשיית התיב"ם. אחרי שנים של עמידה במקום ,שוב נושבת רוח של חדשנות במסדרונות ה CAD. 

גל רז

אם קראתם עד לכאן, אני משוכנע שתמצאו ענין  גם בבלוג החדש שלי המכסה את התחום הלוהט של הדפסה תלת ממדית.

תוכלו למצוא אותו כאן: http://addmanufacturing.blogspot.co.il/

SolidWorks Mechanical Conceptual (SWMC)

SolidWorks Mechanical Conceptual (SWMC)

SolidWorks Mechanical Conceptual

SolidWorks Mechanical Conceptual

SolidWorks Mechanical Conceptual

כמה ירוק זה להדפיס בבית?

לייצר לבד חלקים מפלסטיק בבית זה אומנם COOL וטענה נפוצה גם גורסת שמדפסות תלת ממד ביתיות משתלבות היטב עם חשיבה ירוקה. האם זה נתמך במציאות?

לטובת ייצור בייתי במדפסת תלת ממד עומדים הקטנת התלות בייצור המוני מזהם ובשרשרת אספקה ארוכה ובזבזנית יחד עם חסכון בחומרי גלם, אריזה וייצור נקודתי מחומרים ממוחזרים . אכן, יש כמה סיבות טובות להחזיק מדפסת תלת ממד בבית אבל לצערי, חשיבה ירוקה איננה אחת מהן, נהפוך הוא. הדפסת חלקי פלסטיק בבית היא עסק די בזבזני, מזהם והמקרה של רוב המדפסות, הפתוחות (לסביבה) ולא מפולטרות, גם לא בריא במיוחד.

על הבעיות הסביבתיות של הדפסה תלת ממדית ביתית בטור הבא:

בריאות הציבור

המחקר הבא - Ultrafine particle emissions from desktop 3D printers מצא שהדור הקיים של מדפסות תלת ממד ביתיות שמתיכות חוט ABS או PLA מייצר זיהום גבוהה של חלקיקים המהווים סיכון בריאותי ממשי בחלל הבית. מכיוון שהתחום עדין חדש יחסית, אין מספיק מחקרים התומכים בטענה זו. השנה התחילו להימכר מדפסות ביתיות סגורות כמו למשל ה Qube Pro של 3DS שבהן יתכן שבעיה פחות קריטית.  במדפסות ה FDM המקצועיות והיקרות תא ההדפסה סגור והאוויר יוצא לחלל דרך פילטרים ששומרים על סביבה נקייה. 

מדפסת שולחנית סגורה עם פילטרים - Zortrax

צריכת אנרגיה

מדפסת תעשייתית עם מערכת אוורור

ייצור חלקים במדפסת תלת ממד צורך הרבה יותר אנרגיה לחלק מאשר בשיטות המסורתיות. המדפסות הביתיות הן מוצר לא יעיל אנרגטית המבזבז חום רב בגלל הצורך בחימום תמידי של הראש ושל משטח ההדפסה ולפחות ארבעה מנועים חשמליים המשתתפים בתהליך. 

אנרגיה רבה נוספת מושקעת בתהליך ייצור חומר הגלם למדפסת. תעשיית הזרקות הפלסטיק משתמשת בחומר גלם בצורתו הגולמית. כדי להדפיס איתו במדפסות החוט, יש לקחת את החומר הגולמי ולהפוך אותו לחוט בתהליך הדורש השקעת אנרגיה מיותרת. 

ניצול חומרי גלם

ייצור המוני דורש פחות אנרגיה מאשר ייצור ביתי וגם צורך פחות חומרי גלם. בהדפסה ביתית, חומר גלם  מבוזבז ליצירת התמיכות (כי המדפסת לא יכולה להדפיס באוויר), התוצר תמיד חלש יותר מאשר בייצור בתבנית ולכן, יש צורך בתוספת חומר גלם כדי להגיע לחוזק סביר. יש גם צורך בהדפסות ניסיון לכיול, בדיקה ובסוף גם נשארים עם לא מעט חלקים פסולים. בנוסף, אורך החיים של התוצר הסופי לא יכול להתחרות במוצר תעשייתי. 

שרשרת האספקה 

טענה נפוצה מניחה שייצור במדפסת ביתית חוסך את כל שרשרת האספקה הבזבזנית שדורשת שינוע ואחסנה. הרי מה יותר פשוט וקל מלשלוח קובץ במייל ולקבל מיד חלק פלסטי בבית. לא צריך הובלה ימית, משאיות ומחסן בשביל זה. נשמע נפלא?  כמובן, בתנאי שאתם גרים בדיוק מעל למצבור דמיוני של פלסטיק טבעי וגולמי הבוקע מהקרקע בצורת חוטים בעובי מדויק של 1.75 מ"מ.  בשביל לייצר קילוגרם אחת של מוצר פלסטי בהדפסה תלת ממדית ביתית תהיו זקוקים לפחות ל- 1.2 קילו של חומר גלם המיוצר אי שם, מגיע ממחסן גדול, נארז ונקשר, שט לו באוניה לנמל,  מועמס על משאית, מאוחסן מדף בחנות ומגיע משם לבית הצרכן ומשם 20% הפסולת עושה את הדרך ההפוכה למחזור או לפח.   כנראה שעדיף ונכון יותר לשנע כבר את המוצר הסופי ישירות מהמפעל לחנות או לבית הצרכן. 

בתוך הבית, עדיף להדפיס שוקולד

מדפסת תלת ממד ביתית היא כלי נהדר לחובבים. כמו מסור חשמלי, רתכת ומחרטה רק הרבה יותר מדליק. זה כלי נהדר לבדוק רעיונות חדשים ולייצר חלקי פלסטיק מיותרים בשביל הפאן. אבל, בטכנולוגיה הקיימת היום, ההשפעות הסביבתיות מקשות על הפיכתה למוצר לכל.     

גל רז

 

שלושה וחצי ממדים

על חצי הממד הנוסף שמתחבא בתוך החומר

הממד הראשון מתאר משטח אין סופי במרחב 

הממד השני מתאר סקיצה

הממד השלישי מתאר גוף

ואת חצי הממד הנוסף,  אני מעניק לנפח שבתוך הגוף.

בתוכנות תיב"ם "סוליד", החומר,  הגוף המלא, ה SOLID, איננו כולל חללים פנמיים. רוצים חלל פנימי או מבנה הדומה לחלת דבש? תכננו אותו בעצמכם קו אחר קו. בתוכנות המקובלות, זה יכול להיות קשה יותר מאשר לייצר את החלק. שיטת הייצור המתוסף (הדפסה תלת ממדית) פותחת לנו אפשרות מלהיבה לייצר כל צורה ותבנית גאומטרית בתוך המבנה או מחוצה לו. התווך, החומר המלא, יכול להיות בנוי כספוג או כחלת דבש ולהכיל הרבה "מלכודות" אוויר, בועות או מבנה מסבך פנימי. הוא לא חייב להיות מלא. דוגמה לחומר כזה המוכרת מענף הבניה היא בלוק איטונג. כל מי שהרים פעם את הבלוק הלבן מכיר את התחושה. המבנה הגדול והמוצק של הבלוק מתגלה במפתיע כבעל משקל נוצה. הבלוק בנוי מחומר מוקצף הכולא בתוכו בועות אוויר ולכן מבודד טוב יותר ומשקלו זעום.
ייצור מתוסף מתבצע כאשר "מגדלים" את החלק שכבה אחר שכבה במכונה הקרויה גם מדפסת. לכן אנו משוחררים מכל מגבלת ייצור גאומטרית הנובעת מצורה מורכבת, שיפועים שליליים, פינות חדות או הצורך להתחשב בחללים פנימיים. 

ההדפסה התלת ממדית מאפשרת לנו להנות משני יתרונות גאומטריים משמעותיים.
1. תכנון גאומטרי ליחס חוזק למשקל טוב יותר לעומת שיטות הייצור האלטרנטיביות כגון הזרקת פלסטיק לתבנית. תכנון נכון של החלל הפנימי של החומר יכול להשפיע דרמטית על תכונות וביצועי המוצר.
2. אפשרות לייצר גופים בעלי צורות גאומטריות מדהימות עם תבניות צורניות המתחלפות ומשתנות כפתח לעולם שלם וחדש של עיצוב ותכנון

חתך עצם של נץ אדום זנב

שימו לב לחתך עצם הציפור בתמונה.  בניגוד לעצמות הדחוסות של ההולכים על שניים, לציפור עצם חלולה שהתווך שלה בנוי כמסבך מרחבי מתוחכם המשתנה בהתאם לאזורי העומס. התכנון ההנדסי המתוחכם הזה התפתח במיליוני שנות אבולוציה ומקנה לעצם יחס חוזק משקל מצוין. מבנה העצם מרתק בזכות הצפיפות המשתנה של החיזוקים בתוך העצם וחלוקת החציצים בחלל.


Generative Design היא גישת תכנון ועיצוב חדשה המייצרת  גאומטריה מרחבית על ידי משוואות מתמטיות פרמטריות. התוצאה היא היווצרות של גופים מרהיבים בתבניות משתנות נפלאות. הגישה הזו כבר משולבת היום בתכנון גופי תאורה, ריהוט, אגרטלים ועוד כאשר אפשרות הייצור המועדפת והכמעט בלעדית היא בעזרת הדפסה תלת ממדית.

http://shapeshifter.io/

מספר כלי תכנון והנדסה חדשים מתאימים ל- Generative Design . שניים מהם סקרתי כאן בבלוג התיב"ם "מצבי תצוגה" תוכנה נוספת היא הShapeshifter המיועדת גם היא ליצירת גאומטריה בתבנית מרחבית. זו תוכנת ענן קלה לשימוש מבית אוטודסק המפותחת בישראל בצוות של דר' איל ניר. התוכנה מייצרת מניפולציה תלת ממדית בגאומטריה מרחבית בעזרת פרמטרים. את התוצאה ניתן לייבא לתוכנת פוליגונים או פשוט להדפיס בתלת ממד.

גל רז

להדפיס בצבע לא רק ב Z

יש טכנולוגיות שאני מתגעגע אליהן. מכוניות עם גיר ידני למשל או אופנועים עם קרבורטור ורגלית קיקסטרטר. אבל, למכשירי פקסימיליה וקלטות הווידאו אין לי שום געגועים ועל מדפסות הצבע (דו ממד) בהזרקת דיו, עם האדום שנעלם והכחול שמתיבש. הניירות שנתפסים ומחירי הדיו, ויתרתי מזמן. רק תנו לי צבע בתלת ממד.

בעולם ההדפסה ב 3D אין עדיין הרבה אפשרויות לצבעים. המודלים מגיעים בדרך כלל בצבע אחיד או בשילוב צבעים מוגבל. בטכנולוגית ההדפסה בחוט, FDM , יש אומנם מבחר צבעים גדול אבל, כל מודל מתקבל בגוון אחיד או בצביעה המשתנה רק לאורך ציר הגובה (Z)

שני צבעים המשתנים לאורך ציר הגובה

ללקוחות המדפיסים מוצר סופי ב Rapid Manufacturing, במכונות SLS או SLM אין חשיבות גדולה לנושא הצבע. מוצרים מפוליאמיד מגיעים בדרך כלל בלבן וכאשר נדרש צבע הם נצבעים בהתאם. דגמי המתכת מתקבלים כמובן בצבע המתכת.

פוליאמיד צבוע בהתזה

בהדפסת מודלים לצורכי בחינה או תצוגה יש כמובן משמעות רבה יותר לנושא הצבע. 

נכון להיום היצע המדפסות וסוגי החומרים שניתן לקבל  בהדפסת מודל צבעוני הא מוגבל לשלושה סוגים שונים של מדפסות.

הטכנולוגיה הוותיקה מכולם שייכת למדפסות ה ZPrinter של  Z-corp שנרכשה לפני שנתיים על ידי 3DS . מדפסות ה Z מדפיסות משכבות של גבס ואפוקסי. למדפסת ראש הזרקת דיו המוסיף צבע לכל שיכבה. המודלים יוצאים מהמכונה בצבעים מלאים בגוון הדומה לחול צבעוני,  וציפוי של לק מבריק מעשיר את הצבעים ונותן להם מראה מציאותי יותר. 

מודל גבס מודפס עם צבע

גם הטכנולוגיה של Mcore כבר די ותיקה. חבילת דפי A4 הם חומר הגלם הנכנס למדפסת. ע"י חיתוך כל דף והדבקה שלו לדף שמתחת מתקבלים מודלים עשויים נייר דחוס ובעלי חוזק הדומה לעץ. גם כאן, על כל שכבה ניתן להדפיס באמצעות ראש של מדפסת הזרקת דיו והתוצאה היא מודל בצבעים מלאים. 

צבעים מלאים ותכונות של עץ

בחודשיים האחרונים הציגה 3D Systems שתי מדפסות צבעוניות נוספות. הפרוג'ט 4500 הוצגה בדצמבר בתערוכת Euromold  והיא הראשונה שמדפיסה חלקי פלסטיק בצבעים מלאים. המדפסת עושה שימוש בטכנולוגיה דומה למדפסות ה Z ומדפיסה מחומר גלם פלסטי הייחודי לחברה.

מודל פלסטי בצבעים מלאים

השבוע הכריזה החברה על מדפסת צבע נוספת ה CubeJet  במחיר של 5,000 $ !  סדרת ה CUBE מכוונת למשתמש הביתי/ חובב ועד עכשיו הציעה רק מדפסות בטכנולוגית התכת חוט (FDM) . ה CubeJet  תשתמש בטכנולוגיה שונה הדומה למדפסות הגבס היקרות פי כמה. פרטים מועטים שוחררו על המדפסת שמגיעה לשוק בהמשך השנה.

המדפסת הצבעונית הזולה מכולן ?

גל רז

CES 2014 - כשמדפסות תלת ממד הופכות לאלקטרוניקה בידורית

אז מה משותף לשתי החברות הגדולות בעולם למדפסות תלת ממד?

 - Qube 3  - המדפסות עוברות לסלון

יש יותר מתשובה אחת נכונה. למשל, לשתי החברות, 3D Systems ו Stratasys ,  יש מנכ"ל דובר עברית.

שתיהן גם משקיעות משאבים רבים בשוק מדפסות התלת ממד לחובבים.  3DS הייתה הראשונה לזהות את הפוטנציאל עת רכשה את חברת Bits Form Bytes  הבריטית שהייתה בין הראשונות לייצר ולמכור קיטים להרכבה עצמית של מדפסות הקוד הפתוח.  בשנתיים האחרונות פיתחה מאוד 3DS א, קו המוצרים לצרכנים הביתיים והשיקה לין של מדפסות מעוצבות וקלות לשימוש תחת השם CUBE .

מייקרבוט בימי בעץ

מקיירבוט היום

לפני מספר חודשים הצטרפה גם Stratasys לתחרות על כיסו של הצרכן החובב ורכשה את יצרן המדפסות MakerBot. כמו המתחרה מאנגליה, גם MakerBot  היא בין הראשונות למכור קיטים להרכבה עצמית ומדפסות מורכבות על בסיס ה RepRap. בשנים הראשונות ( 2009),   המראה היחודי של מסגרת המדפסות העשויות עץ שהם מכרו הבדיל אותם מהשאר. כיום המדפסות של MakerBot נפוצות מאוד בעולם ונחשבות לאיכותיות ואמינות. 

תערוכת CES הנערכת בימים אלו בלאס וגאס היא הגדולה והחשובה בעולם לחידושים בתחומי האלקטרוניקה הבידורית. מקום מצוין להציג דור מדפסות חדשות שמתנסות להתחנף ולהתידד כדי להיות ראויות לנדוד מחדר העבודה הצדדי לסלון הבית .

MakerBot הציגה שלוש מדפסות חדשות השנה. שתיים  מיועדות לצרכן הביתי ולטענתן מותאמות במיוחד לעבודה עם PLA. 

Cube PRO

PLA ו ABS הם שני חומרי הגלם המיועדים למדפסות ה"חוט". מדפסות אלו מתיכות את חומר הגלם הפלסטי ומצירות איתו את המודל.  ה ABS הוא חומר הנדסי נפוץ בתעשייה אבל מערים מספר קשיים על המדפיס החובב. ה PLA מגיעה בשלל צבעים כולל שקוף וזרחני וקל להדפיס איתו גופים גדולים שאינם זקוקים לתמיכה אבל, הייתרון הגדול של ה PLA למשתמש הביתי טמון בהיותו עשוי מהצומח. ה PLA  בטוח יותר לשימוש בחלל הבית. הדפסה מ ABS מחממת את החוט ל 220 מעלות ויותר ומנדפת חלקיקי פלסטיק לאוויר. לא הייתי ממליץ לבצע זאת בחדר סגור או בחדר ילדים. כנראה שגם הסלון הוא לא המקום המתאים ביותר להדפיס במדפסת פתוחה מ ABS.

3DS מפציצה השנה עם חידושים. שתי מדפסות ביתיות חדשות שמציגה 3D systems כעת בתערוכת CES מעניינות לצרכן החובב . ה 3 CUBE החדשה מעוצבת בקפידה ותימכר לצרכן בפחות מ 1,000$!  ממשק המשתמש הנוח של 3DS וחבילת היישומים התומכים באתר האיטרנט הופכים את העסקה לאטרקטיבית עוד יותר.  ה Cube Pro הגדולה יותר ארוזה בקופסא מעוצבת וסגורה לשמירה על תנאי הדפסה אחידים וכוללת סוף סוף חיבור WiFi .

Z18

למי שאוהב להשקיעה בפלסטיק התלת ממדי שלו,  יש גם ל MakerBot מדפסת מתאימה עם תא סגור אבל, הוא לא רק סגור, הוא גם מבוקר טמפ. חשוב במיוחד לדגמים גדולים מ ABS. ה Z18 החדשה תמכר ב 6,500$ ומעוצבת כמתאימה מאוד לסלון לצד מסך ה " Led 60 . 

מדפסות ה Cube נמכרות בארץ על ידי היבואן הרשמי 

MakerBot  עדין לא מגיעה לארץ בצורה סדירה. 

גל רז