כל מה שרציתם לדעת על מדפסת תלת מימד ב-2019

כל מה שרציתם לדעת על מדפסת תלת מימד

אחת הטכנולוגיות שצוברת תאוצה בשנים האחרונות היא הדפסה תלת מימדית. אנו שומעים כל הזמן על הישגים יוצאי דופן בתחומי רפואה, הנדסה, בנייה וטכנולוגיה אשר קשורים באופן ישיר להתפתחות ההדפסה בתלת מימד.
לא יודע מה אתכם, אבל כילד שגדל בשנות התשעים, מדפסת מקושרת אצלי בראש למכשיר גדול ומסורבל שמדפיס דיו על דפי A4  וגם אז לרוב נתקע באמצע. ברור שמדפסות סטנדרטיות היום הן לא מה שהיה פעם, אבל המחשבה על מדפסת תלת מימד לא ממש התיישבה לי בראש ולכן, החלטתי לנסות ולהבין באמת על מה מדובר, איך זה עובד ולאן זה עוד יכול להתפתח.

מדפסת תלת מימד ביתית – היסטוריה

ובכן, מסתבר שמדפסת התלת מימד הראשונה יוצרה אי אז בשנת 1983 על ידי בחור בשם צ'אק האל מחברת "3D Systems", חברה שלימים נהייתה יצרנית מהגדולות בעולם של מדפסות תלת מימד. החברה רשמה פטנט על הטכנולוגיה וכך זכות ייצור מדפסות תלת מימד היה שייך לה באופן בלעדי. בשנת 2006 פג תוקף הפטנט וחברות רבות החלו לפתח ולייצר מדפסות תלת מימד, אך המפנה המרכזי החל כבר בשנת 2004, אז פותחה שיטת ה-Reprap על ידי אדריאן בוויר. שיטה זו בעצם הפכה את הטכנולוגיה לאפשרית בשימוש ביתי על ידי יצירת מדפסות תלת ממד בקוד פתוח – המשמעות של השיטה הזו היא שכל אחד יכול בשימוש ביתי פשוט, להדפיס כמעט כל דבר העולה על רוחו. מאז יצאו שלל דגמים המיועדים להדפסה ביתית ואחת המוצלחות והקטנות ביותר נקראת Easythreed NANO.

איך עובדת מדפסת תלת מימד?

באופן עקרוני, מדפסת תלת מימד לא שונה בהרבה ממדפסת דיו קלאסית שכולנו מכירים. מדפסת תלת מימד מדפיסה את המודל שכבה אחר שכבה מכיוון מטה כלפי מעלה, על ידי הדפסה חוזרת ונשנית הנקראת FDM. המדפסת בעצם מייצרת שכבות רבות דו מימדיות אשר יושבות אחת על השנייה, אך במקום להשתמש בדיו שאינו צובר נפח, משתמשת בשכבות של פלסטיק, או אבקה מותכת ומשלבת אותם יחד למודל המודבק באמצעות אור מיוחד.

אם כן, ישנם מספר פרמטרים חשובים בתהליך הדפסה תלת ממדית:

  1. המדפסת – המדפסת היא המבצעת בפועל. היא מעבדת את הנתונים מהמחשב ובונה את המודל שלב אחר שלב.
  2. בחירת חומר ההדפסה – ישנם מספר חומרים אשר ניתנים להדפסה, כגון: גומי, פלסטיק, דמוי עץ, חומרים קשיחים, חומרים גמישים ועוד.
  3. מחשב – באמצעות המחשב נגדיר את המודל אותו אנו רוצים להדפיס בצורה מדויקת (מידות, נתונים ועוד).

שיטות הדפסה שונות

כאמור, תחומי הרפואה, המדע והבניין עושים שימוש רב בטכנולוגית הדפסה תלת ממדית וככל שהטכנולוגיה מתקדמת כך העתיד נראה עמוס בעוד ועוד מודלים שיודפסו בתלת ממד.

ישנן מספר שיטות להדפסה בתלת ממד, רובן מבוססות על ייצור מודלים שונים על פי (CAD – Computer aided design). רוב השיטות מובילות לתוצאה דומה בדרך שונה:

  • FDM – התכה ומיזוג לצורך מידול. השיטה הנפוצה ביותר. בשיטה זו חוט פלסטיק מועבר דרך ראש ההזרקה ומייצר שכבה אחר שכבה. מדובר בשיטה פשוטה המסוגלת להדפיס מגוון חומרים ולכן, רוב מדפסות התלת ממד הביתיות עובדות בשיטה זו, בעיקר כיוון שמדובר בשיטה פשוטה המאפשרת שימוש במגוון רחב של חומרי גלם להדפסה. מצד שני, מדובר בהדפסה איטית מאוד.
  • SLS – סינטור בעזרת לייזר. בשיטה זו ההדפסה מתבצעת באמצעות קרן לייזר המציירת שכבה אחר שכבה. חומר ההדפסה בשיטה זו הוא אבקת פלסטיק. היתרון בשיטה זו היא שהתוצרים המודפסים מוכנים לשימוש מידי בעוד שבשיטות הדפסה אחרות ישנה עבודת ליטוש לתוצרים לאחר ההדפסה. מצד שני התוצרים לרוב גסים ולא שקופים.
  • SLA – סטיאוליתוגרפיה. השיטה המסחרית הכי ותיקה. בשיטה זו משתמשים בנוזל מסוג פוטופולימר אשר הופך מוצק עם חשיפה לאור. גם בשיטה זו משתמשים בקרן לייזר אשר הופכת את הנוזל למוצק, שכבה אחרי שכבה. בשיטה זו המודל מאוד מדויק, אך לרוב הוא קשה, שביר וחלש מכנית.

כאשר בוחנים את עולם המדפסות התלת ממדיות ניתן להבחין בדבר אחד ברור, השמיים הם הגבול. כבר שמענו רבות על בניינים שלמים שהודפסו, איברים להשתלה בחולים, מכוניות ועוד.

המסקנה היא פשוטה, מדפסת תלת ממד כאן כדי להישאר ואנחנו יכולים להפיק ממנה תועלת רבה. כמו כל התקדמות טכנולוגית משמעותית גם כאן, קיימת סכנה שאנשים יינצלו לרעה את המשאבים שלרשותם. דמיינו תא טרור שיכול להדפיס לעצמו חומר נפץ, נשק או תחמושת והנה לכם מתכון לאסון. לנו רק נותר לקוות שנמשיך לשמוע על השימוש הנכון והראוי לטכנולוגיה שללא ספק משנה ועוד תשנה את העולם רבות.