חלק שיצא מהמדפסת נראה מוכן. הוא מחזיק צורה, יש לו מידות, אפשר להרים אותו מהמשטח. אבל אם תקרבו אותו לעין, תראו את שכבות ההדפסה רצות אחת על השנייה כמו טבעות בגזע עץ. בחלק מהמקרים זה לא משנה. במקרים אחרים, אותן שכבות הן בדיוק המקום שבו נוזל ידלוף, צבע יתקלף או החלק יישבר תחת עומס.
אנחנו בחברת Indus3D רואים את זה כל יום. ההדפסה היא רק השלב הראשון. מה שקובע אם החלק באמת יעבוד בשטח זה מה שקורה אחריה, בשלב שנקרא פוסט פרוססינג (post processing). בתור המפעל הגדול והמתקדם בארץ להדפסת תלת מימד, עם מחלקת גימור וצביעה פנימית, אנחנו מלווים פרויקטים משלב הקובץ ועד החלק המוגמר ביד. הכתבה הזו מסבירה בדיוק מה קורה בדרך, ולמה זה שווה כסף.
זמן קריאה: 5 דקות
עיקרי הדברים
- גימור חלקים מודפסים משנה תכונות פיזיקליות, לא רק מראה. חיספוס פני שטח משפיע על עמידות, אטימות ועומס חוזר.
- חלק שנראה מוצק יכול לדלוף. נקבוביות בין שכבות FDM פותחת נתיב לנוזלים ולחות, ודורשת איטום ייעודי לפני שימוש בשטח.
- שיטת הגימור נקבעת לפי מטרת החלק, לא לפי העדפה אסתטית. חלק תצוגה ותפס פונקציונלי דורשים גישה שונה לחלוטין.
- עבודה עם ממסים, צבעים וחומרי איטום כפופה לרגולציה סביבתית. מיקור חוץ של הגימור מוריד את הסיכון הזה מהלקוח.
מה זה בכלל פוסט פרוססינג ולמה משלמים עליו
פוסט פרוססינג הוא כל מה שעושים לחלק אחרי שהוא יצא מתא ההדפסה כדי להפוך אותו ממוצר גולמי למוצר שמיש. זה כולל הסרת תמיכות, ניקוי, שיוף, איטום, ציפוי וצביעה. גימור חלקים מודפסים הוא לא קוסמטיקה. הוא משנה את התכונות הפיזיקליות של החלק.
קחו דוגמה. חלק FDM מ-ABS שיוצא מהמכונה יכול להיות מחוספס ברמה של 15 עד 25 מיקרון Ra. אחרי החלקה כימית הוא יורד לאזור של 1 עד 2 מיקרון, קרוב למראה של חלק שעבר הזרקת פלסטיק. ההבדל הזה הוא לא רק יופי. משטח חלק אוסף פחות לכלוך, נשחק לאט יותר ומפזר עומס טוב יותר. גופים מחקריים כמו המכון לאפיון חומרים בטכניון עוסקים בדיוק בשירותים המשלימים האלה של ליטוש ואפיון, כי הם חלק בלתי נפרד משרשרת הייצור התעשייתית.
למה שני חלקים זהים דורשים גימור שונה לגמרי
שני אנשים שולחים לנו את אותו קובץ STL. אחד רוצה מודל לתערוכה. השני רוצה תפס שיחזיק מנוע ברכב שטח. אותו קובץ, שתי עבודות גימור שונות לגמרי.
חלק לתצוגה, נניח דגם אדריכלי או אב טיפוס שיווקי, נמדד בעין. שם הגימור הוא בעיקר אסתטי. שיוף, פריימר, צבע אחיד, אולי לכה. הקריטריון הוא שהלקוח שלכם יסתכל ויגיד וואו.
חלק פונקציונלי נמדד אחרת. כאן החיספוס בין השכבות הוא נקודת ריכוז מאמצים. סדק קטן מתחיל בדיוק שם, בעמק שבין שתי שכבות, ומתפשט פנימה עד שהחלק נשבר. גימור נכון מעגל את העמקים האלה ומפחית את ריכוז המאמצים, ובכך מאריך את חיי החלק תחת עומס חוזר. בתעשיות כמו רפואה, ביטחון ותעופה, עקביות הדיוק הזו היא תנאי סף ולא בונוס.
איטום חלקים מודפסים לנוזלים, לחות וואקום
הנה משהו שמפתיע אנשים. חלק שנראה מוצק לחלוטין יכול לדלוף כמו מסננת. הסיבה היא נקבוביות, voids בלעז, אותם חללים מיקרוסקופיים שנוצרים בין השכבות בהדפסת FDM ובמידה פחותה גם בטכנולוגיות אחרות.
מחקרים על דיפוזיית מים בפולימרים מודפסים מראים בדיוק איך החללים האלה פותחים נתיב לחדירת מים פנימה. בשביל מכל, בית למשאבה או מכלול שצריך לעמוד בלחץ ואקום, זו בעיה אמיתית. הגעה לאטימות ואקום במכלולי פולימר מודפסים אפשרית, אבל רק עם עיבוד משלים נכון.
הפתרונות שלנו לאיטום כוללים הספגה בשרף שחודר לתוך הנקבוביות ומקשה שם, ציפויים ייעודיים שסוגרים את פני השטח, ובמקרים מסוימים שילוב של השניים. כלל אצבע מהשטח – אם החלק יבוא במגע עם נוזל או צריך להחזיק לחץ, מניחים מראש שהוא דורש איטום, ולא מגלים את זה אחרי שהוא דולף אצל הלקוח.
לא בטוחים איזה גימור מתאים לחלק שלכם?
שלחו לנו את הקובץ ואת דרישות הביצוע. מהנדס מהצוות שלנו יבדוק ויחזור עם המלצה ברורה והצעת מחיר מותאמת.
שיטות הגימור המכניות, מהגס לעדין
רוב עבודת הגימור עדיין נעשית במכניקה, ביד או במכונה. ההבדל בין שיטה לשיטה הוא כמה חומר אתם מורידים וכמה דיוק אתם שומרים תוך כדי. הטבלה הבאה מסדרת את זה לפי אגרסיביות.
| שיטה | אגרסיביות | גימור פני שטח טיפוסי | מתי משתמשים |
|---|---|---|---|
| שיוף ידני מדורג | בינונית, נשלטת | בינוני עד חלק | אזורים נראים, פינות עדינות |
| השחזה ממוכנת | גבוהה | בינוני | הסרת חומר עודף, שאריות תמיכות |
| ניקוי כדוריות זכוכית | נמוכה עד בינונית | מט אחיד | הסרת סימני שכבות עדינים, מראה אחיד |
| ציפוי מכני | מוסיף חומר | חלק, קשיח | חיזוק והגנה על פני השטח |
הנקודה הקריטית כאן היא סבולת המידות. כשמשייפים, מורידים חומר, ואם לא נזהרים, מורידים יותר מדי ויוצאים מהסבולת ההנדסית של החלק. חלק שתוכנן לדיוק של עשירית מילימטר יכול להיהרס בדקה אחת של שיוף לא זהיר. לכן אנחנו עובדים עם בחירת חומר גלם נכונה כבר בתכנון, כדי שכמות הגימור הנדרשת תהיה מינימלית. מי שמתעניין באיך בוחרים נכון מההתחלה מוזמן לקרוא על שירות בחירת חומר הגלם שלנו. מדידה מדויקת אחרי הגימור היא חלק מהעבודה, ולא אפטר-תאוט.
החלקה כימית וצביעה לעומק
החלקה כימית, או Vapor Smoothing, היא טריק יפה. הממס הכימי מומס בצורה מבוקרת רק את שכבת המיקרונים החיצונית של פני השטח. השכבות נמסות אחת לתוך השנייה ונעלמות, והחלק יוצא חלק כמו אם הוא עבר הזרקת פלסטיק. היתרון הוא לא רק במראה. משטח חלק כזה קל יותר לניקוי וצובר פחות חיידקים, וזה משנה בהמון יישומים רפואיים וצרכניים.
מצד הצבע, אנחנו עובדים בכמה רמות. צביעה ידנית לחלקים בודדים ומורכבים, צביעה בתנור לעמידות גבוהה, וצביעה בטבילה (Dyeing) שמחדירה את הפיגמנט עמוק לתוך החומר במקום להשאיר שכבה על פני השטח. ההבדל הזה חשוב. חלק שנצבע בטבילה לא חושף צבע פנימי שונה כשהוא נשרט.
| פרמטר | החלקה ידנית | החלקה כימית |
|---|---|---|
| אחידות התוצאה | תלויה באדם | אחידה לכל החלק |
| הגעה לחללים פנימיים | מוגבלת מאוד | טובה |
| שמירה על פרטים דקים | טובה אם זהירים | עלולה לעגל פרטים חדים |
| זמן לכמות גדולה | איטי | מהיר יחסית |
בטיחות וסביבה, החלק שלא רואים בתמונות
הממסים שמבצעים את ההחלקה הכימית, הצבעים וחומרי האיטום הם חומרים מסוכנים. עבודה איתם דורשת מערכות פילטור, אוורור, ציוד מגן ופינוי פסולת מבוקר. זה לא משהו שעושים בפינה של המשרד או במוסך.
המשרד להגנת הסביבה מגדיר נהלים ברורים להעברת פסולת מסוכנת לטיפול במרכזים מורשים, ועסק שלא עומד בהם חשוף לסיכון משפטי וסביבתי אמיתי. כשאתם נותנים את הגימור לידיים מקצועיות, אתם מקבלים גם את התשתית הזו. אצלנו זה חלק מהמחיר. הצבע, הממס וכל מה שנשאר מהם מטופלים כמו שצריך, ואתם מקבלים חלק מוגמר בלי הכאב ראש של הרגולציה.
איך נראה תהליך גימור אמיתי מתחילתו לסופו
נספר על מקרה אופייני. סטארטאפ רפואי פנה אלינו עם בית למכשיר ניטור. הם רצו חלק שנראה מוצר מדף, אטום ללחות, ועומד בסבולת הדוקה לחיבור אלקטרוניקה פנימית. ככה זה התנהל אצלנו, ובערך ככה זה מתנהל אצל רוב המזמינים.
שלב 1. קובץ ה-CAD מגיע ועובר בדיקת היתכנות. מהנדס שלנו בודק עוביי דפנות, זוויות, ואזורים שיהיו בעייתיים לגימור או לתמיכות.
שלב 2. בוחרים טכנולוגיה וחומר. במקרה הזה בחרנו SLS בניילון, כי הוא נותן חלק חזק בלי תמיכות ועם פני שטח שקל להחליק. אנחנו שולטים בשבע טכנולוגיות הדפסה, כולל הדפסת מתכת, אז הבחירה תמיד מותאמת לחלק ולא להפך.
שלב 3. מדפיסים, ואז מתחיל הגימור. ניקוי אבקה, ניקוי כדוריות זכוכית למראה מט אחיד, איטום פנימי נגד לחות, וצביעה בטבילה בגוון המותג.
שלב 4. בקרת איכות. מודדים מידות קריטיות, בודקים אטימות, ומשווים מול המפרט. רק חלק שעובר את ה-QC נשלח. הכל קורה תחת קורת גג אחת, מהרעיון ועד המוצר המוגמר. מעל 100,000 חלקים עברו דרכנו ככה, וכל אחד מהם עבר את אותה שרשרת.
פוסט פרוססינג הוא לא שלב שאפשר לדלג עליו בחלק שצריך לעבוד בשטח. הוא קובע אם משטח ידלוף, אם צבע יתקלף, ואם חלק יחזיק מעמד תחת עומס חוזר. הבחירה בין שיטות הגימור תלויה בשימוש המיועד, בסבולת המידות, ובחומר ממנו הודפס החלק.
אם יש לכם חלק שצריך לעבוד ולא רק להיראות טוב, או קובץ שאתם לא בטוחים מה הגימור הנכון עבורו, דברו איתנו ונבנה יחד את התהליך הנכון, כולל הצעת מחיר מותאמת.
יש לכם חלק שצריך גימור מקצועי?
שלחו לנו את הפרטים ואנחנו נחזור עם המלצה ברורה, ציר זמן והצעת מחיר. בלי התחייבות.
אודות הכותב
צוות Indus3D מפעיל את מתקן ההדפסה התלת ממדית התעשייתי הגדול והמתקדם בישראל, ועובד מול לקוחות מתחומי הרפואה, האדריכלות, התעשייה הביטחונית, חברות סטארט אפ ולקוחות פרטיים. הניסיון של הצוות משתרע על פני מגוון טכנולוגיות הדפסה לרבות DLP, MJF, SLA, PolyJet, SLS ו-FDM, וכן ליווי מלא משלב הקובץ או הרעיון ועד לחלק מוגמר.