הדפסת תלת מימד דחופה: איך לקבל דגמים ומוצרים באספקה מהירה

חלק שנשבר בציוד ייצור בשעה שש בבוקר לא מחכה לשבועיים אספקה מיצרן בחו"ל. הדפסת תלת מימד דחופה היא תהליך עבודה מוגדר, לא הבטחה שיווקית, וזמן האספקה שלו תלוי בגודל החלק, בטכנולוגיה שנבחרת ובאיכות הקובץ שמגיע. המאמר הזה מסביר מה באמת קובע את לוח הזמנים, אילו מסלולי אספקה קיימים אצלנו, ומתי כדאי דווקא לוותר על אקספרס.

זמן קריאה: 5 דקות

אפשר לקבל חלק מודפס באותו יום

התשובה הקצרה היא כן, בתנאים מסוימים. חלק בנפח קטן עד בינוני, בגיאומטריה שאינה דורשת עשרות שעות מכונה, עם קובץ תקין שמגיע לפני הצהריים. במקרים כאלה אנחנו מוציאים חלק פונקציונלי ב-FDM או ב-SLA באותו יום עסקים.

התשובה הארוכה מעניינת יותר. הדפסה דחופה כמעט אף פעם לא נכשלת בגלל המדפסת. היא נכשלת בגלל קובץ פגום שחוזר ללקוח לתיקון, בגלל חומר שלא היה במלאי, או בגלל שלב גימור שאף אחד לא לקח בחשבון בלוח הזמנים. אצלנו שלושת החסמים האלה נמצאים תחת קורת גג אחת, וזה מה שמקצר את השעון בפועל.

מה קורה כשהמכונה עומדת והשעון רץ

שלושה תרחישים חוזרים על עצמם אצל לקוחות שפונים אלינו בדחיפות. הראשון הוא תותב או חלף שנשבר בקו ייצור, כשכל יום השבתה עולה יותר מכל הפרויקט אצלנו. השני הוא סטארטאפ שמגיע לפגישת משקיעים עם אב טיפוס תקוע במכס, וצריך דגם שנראה כמו מוצר גמור ולא כמו חתיכת פלסטיק מחוספסת. השלישי הוא בדיקת התאמה הנדסית לפני שחרור תבנית לייצור סדרתי, כשהחלק לא צריך להיות יפה אלא להוכיח שהמידות נכונות לפני שמישהו חותם על הזמנה של עשרות אלפי יחידות.

שלושת מסלולי האספקה במפעל, לפי זמן ומתאים למי

שלושה מסלולי אספקה ומה נכנס לכל אחד

לא כל דחיפות זהה, ולכן חילקנו את השירות למסלולים ברורים. הטבלה למטה היא כלי החלטה בין השירותים שלנו, לא השוואה כלפי השוק.

מתי אקספרס דווקא לא הבחירה הנכונה

חלק שדורש אישור רגולטורי או בדיקות עומס מלאות לא ירוויח משום דבר מתוספת מחיר על מסלול מהיר, כי הוא ממילא ימתין למעבדה. סדרה של מאות יחידות תעלה פחות בהזרקת סיליקון או תבנית אלומיניום מהירה, ואנחנו נציע את זה בעצמנו. וכשהתכן עוד לא נסגר, עדיף להדפיס גרסת ביניים זולה ב-FDM, לבחון אותה ביד, ורק אז לרוץ לגרסה הסופית במסלול מהיר.

הטעות שחוזרת אצל כמעט כל לקוח חדש

לקוח שולח קובץ בבוקר, בטוח שהחלק כבר בהדפסה. בפועל הקובץ נפתח אצלנו ומתגלה שהוא לא סגור טופולוגית, עם משטחים פתוחים או נורמלים הפוכים. תוכנת הריבוד לא יודעת מה בפנים ומה בחוץ, והתוצאה היא חלק חלול או הדפסה שנעצרת באמצע. תיקון כזה לוקח בין 20 דקות לשעתיים, תלוי בחומרת הבעיה. בפרויקט רגיל זה שוליים. במסלול של שמונה שעות זה ההבדל בין לקבל חלק היום לקבל אותו מחר.

איך בודקים קובץ לפני שליחה

רוב תוכנות ה-CAD כוללות פונקציית בדיקה שמסמנת קצוות פתוחים. ייצאו STL ברזולוציה בינונית עד גבוהה ובדקו שהמודל הוא גוף אחד סגור. מי שעובד ב-SolidWorks או ב-Fusion, מומלץ לשלוח גם קובץ STEP, ששומר על הגיאומטריה הפרמטרית ומאפשר לנו לתקן עובי דופן בעצמנו בלי סבב תכתובת נוסף. שרשרת העבודה מ-CAD ועד קובץ הדפסה מתוארת גם בדוח מחקר ממשלתי על ייצור בהוספת שכבות.

FDM מול SLA כשנשארו עשר שעות

הבחירה הזו מכריעה יותר מכל פרמטר אחר בהזמנה דחופה. FDM מזרים חוט פלסטיק דרך ראש מחומם שממיס אותו לג'ל ומניח אותו שכבה על שכבה. החלק יוצא מהמכונה כמעט מוכן, מנקים תמיכות ומוסרים. SLA עובד אחרת, לייזר מקשה שרף נוזלי בסריקה מדויקת והתוצאה חלקה יותר, אבל החלק שיוצא מהמכונה עדיין רטוב ועובר שטיפה באיזופרופנול ואשפרת UV לפני שהוא מקבל את התכונות המכניות שלו. שני השלבים האלה מוסיפים בין 45 דקות לשעתיים, וצריך לתכנן אותם בלוח הזמנים מראש.

השוואת דיוק, זמן וגימור בין הטכנולוגיות במפעל

טבלת החלטה בין הטכנולוגיות שלנו

אנחנו מפעילים שבע טכנולוגיות הדפסה, כולל הדפסת מתכת, וזה מאפשר לבחור לפי הצורך ולא לפי מה שיש במחסן.

ההבדל בין SLS ו-MJF לבין FDM ו-SLA הוא שהן מדפיסות בנפח מלא, כשהחלקים צפים אחד מעל השני בלי תמיכות. מגש SLS יכול להכיל עשרות חלקים קטנים באותה הדפסת לילה, ומחיר היחידה צונח משמעותית. לקוח מתחום הרובוטיקה שהזמין 34 מחזיקי חיישן קיבל אותם ב-MJF בהדפסה אחת ואספקה תוך שלושה ימי עבודה, במקום ארבעה ימי מכונה שהיו נדרשים ב-FDM.

גובה שכבה, מילוי ותמיכות

שלושת הפרמטרים האלה קובעים את זמן ההדפסה יותר מכל דבר אחר, וללקוח יש עליהם השפעה ישירה. גובה שכבה של 0.3 מ"מ במקום 0.1 מ"מ מקצר את זמן ההדפסה פי שלושה בערך. בחלק בדיקה זה מצוין, בדגם למשקיעים זה בעייתי כי הקווים נראים מרחוק. אחוז מילוי פנימי של 20 אחוז מספיק לרוב החלקים המבניים, ומי שמבקש 80 אחוז בלי סיבה משלם בזמן ובחומר.

כל שטח תלוי מעל 45 מעלות דורש מבנה תמיכה שנבנה ואחר כך מוסר ידנית. סיבוב נכון של החלק על המגש יכול להוריד עד 60 אחוז מכמות התמיכות בלי לגעת בגיאומטריה. מרכז הידע של הטכניון מסביר היטב את הקשר בין אופן ההצבה לבין כמות התמיכות הנדרשת.

כשהגימור הוא צוואר הבקבוק האמיתי

לקוח בתחום המכשור הרפואי ביקש 12 דגמים לתערוכה, מוכנים תוך ארבעה ימים. ההדפסה ב-SLA לקחה 14 שעות. הצביעה, הליטוש והגוון בבקרת דיוק לקחו יומיים וחצי. זה היחס האמיתי ברוב הפרויקטים שנראים כלפי חוץ. מחלקת הגימור והצביעה שלנו יושבת באותו מפעל, וזה חוסך את השלב שקורה אצל ספקים שמשלחים לקבלן צביעה חיצוני, כלומר יום נוסף של המתנה לתור ושינוע.

בדיקת מפתח מידות מול השרטוט לפני אריזת החלק

בקרת איכות לא נזנחת בגלל שעון

השאלה הזו עולה כמעט בכל שיחה ראשונה עם לקוח חדש. אם ממהרים, איפה מקצרים? התשובה היא שמקצרים בהמתנות, לא בבדיקות. כל חלק שיוצא מהמפעל עובר מדידת מפתח מידות מול השרטוט בקליבר או ב-CMM, לפי דרישת הסבולת. בודקים שלמות שכבות, מחפשים דלמינציה בחלקי FDM גדולים ומוודאים שכל שאריות התמיכה הוסרו, במיוחד בחורים ובתעלות פנימיות. בחלקים במסלול אקספרס מוסיפים דווקא שכבת בקרה נוספת, כי בלוח זמנים דחוק אין הזדמנות שנייה.

ייצור בהוספת שכבות עבר בעשור האחרון מעולם הדגמים לעולם החלקים הפונקציונליים, והתקינה עוקבת אחרי המעבר הזה. בישראל פועלת ועדת מומחים ייעודית לנושא, ואפשר לעקוב אחר התקנים והטיוטות בדף ועדה 5426 של מכון התקנים הישראלי. מינוח אחיד קובע איך מגדירים סבולת, איך מתעדים חומר ואיך מוכיחים חזרתיות בין הדפסה להדפסה, וזה בדיוק מה שלקוחות מתעשיית התעופה והביטחון דורשים בתיעוד המגש, אצווה החומר ופרמטרי המכונה.

מה אתם משלמים על מהירות

תוספת האקספרס אצלנו אינה מכפילה מחירים, היא משקפת פינוי מכונה ועבודת מהנדס מחוץ לתור הרגיל. הטבלה מציגה את היחס בין מסלולי השירות שלנו עצמם.

לקוחות רבים מגלים שמסלול יום העסקים נותן להם רוב הערך של האקספרס המלא בתוספת נמוכה משמעותית. שווה לבדוק את זה לפני שקופצים למסלול המהיר ביותר, ואפשר לעיין בפירוט שירות ההדפסה המהירה שלנו.

מה לצרף להזמנה דחופה ומה קורה אחרי שהקובץ מגיע

ככל שהמידע מגיע שלם בפנייה הראשונה, כך המסלול קצר יותר. ארבעה פרטים מספיקים. קובץ STL סגור או STEP, רצוי שניהם. תיאור שימוש הקצה בשורה אחת, למשל מחזיק שנושא 3 ק"ג בטמפרטורת חדר או דגם תצוגה בלבד. הדדליין המדויק, שעה ולא רק תאריך, כי ההבדל בין תשע בבוקר לחמש אחר הצהריים משנה את כל התכנון. וכמות, גוון וכל דרישת סבולת קריטית. מה שלא צריך לצרף זה החלטה על טכנולוגיה, כי לפעמים לקוח מבקש SLA ומקבל מאיתנו הצעה ל-MJF שעולה פחות ומתאימה יותר לשימוש שתואר.

מהנדס בודק יתכנות ייצור מיד עם קבלת הקובץ

הקובץ נפתח על ידי מהנדס, לא על ידי מערכת אוטומטית. הוא עובר בדיקת יתכנות ייצור, סימון עובי דופן בעייתי, זיהוי אזורים שידרשו תמיכות כבדות ובחינה אם סיבוב על המגש יחסוך זמן. במסלול אקספרס אנחנו מנסים לסגור את שלב ההצעה בתוך שעה מקבלת הפנייה, כי כל דקה שם היא דקה שנגרעת מזמן המכונה בפועל.

הדפסת תלת מימד דחופה מתאפשרת כשקובץ תקין פוגש מכונה פנויה ומהנדס שיודע לזהות בעיה תוך דקות. מסלולי האספקה שונים בזמן, בטכנולוגיה ובמה שכלול בהם, וזמן ההדפסה עצמו הוא לרוב רק חלק קטן מסך התהליך. מי שצריך חלק מחר, שולח קובץ עם תיאור שימוש ושעת יעד מדויקת, ומקבל תשובה ישירה על מה אפשרי ומה לא. אפשר לעיין בפירוט נוסף על היכולות במפעל באתר של Indus3D, או לפנות ישירות דרך עמוד יצירת הקשר.

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.