מדריך להזמנת הדפסת תלת מימד מהירה: איך לקצר זמני אספקה ולקבל פרויקט דחוף במהירות של Indus3D

לקוח מתקשר ביום חמישי אחר הצהריים. חלק שבור במכשור מעבדה, החלק המקורי מגרמניה מגיע בעוד שישה שבועות, והניסיון צריך לרוץ ביום ראשון. יש קובץ CAD, ולכן יש פתרון. המאמר הזה מסביר מה באמת קובע כמה זמן לוקח לחלק להגיע מהקובץ ליד, אילו שלבים נמצאים בדרך שאף אחד לא מזכיר, ואיך לבחור בין FDM ל-SLA כשהזמן לוחץ.

זמן קריאה: 5 דקות

למה זמן ההדפסה נטו הוא לא הזמן שאתם מחכים

יש הבדל גדול בין שני מספרים. הראשון הוא כמה זמן המכונה עצמה בונה את החלק. השני הוא כמה זמן עובר מרגע ששלחתם קובץ ועד שהחלק ביד שלכם. השני תמיד גדול מהראשון, ולפעמים בהרבה.

חלק שנראה כאילו המכונה מדפיסה אותו בארבע שעות עובר לפני כן ניתוח קובץ, תיקון גיאומטריה, בחירת אוריינטציה ובניית תמיכות. אחרי ההדפסה מגיע פוסט-פרוססינג. ב-SLA למשל צריך שטיפה בממס, הסרת תמיכות והקשיה בתנור UV לפני שהחלק בכלל מקבל את התכונות המכניות הסופיות שלו. Formlabs מתעדים את השלבים האלה במדריכי הפוסט-פרוססינג שלהם, וזה לא שלב שאפשר לדלג עליו. במפעל שלנו, שהוא הגדול והמתקדם בארץ להדפסה תלת ממדית, זה בדיוק ההבדל בין הבטחה לזמן אספקה אמיתי.

מה באמת קובע כמה זמן ייקח לחלק שלכם

נניח ששני לקוחות שולחים קובץ באותו יום, שניהם הזמינו FDM. אחד מקבל את החלק למחרת, השני מחכה שלושה ימים. ההבדל לא נובע מהמפעל, הוא נובע מהחלק עצמו.

ארבעה גורמים הנדסיים מכתיבים את הקצב, ורובם נקבעים עוד לפני שנוגעים במכונה.

האוריינטציה היא המקום שבו מהנדס טוב חוסך שעות. אותו חלק בדיוק, מסובב ב-90 מעלות, יכול לרדת בחצי מזמן ההדפסה או לעלות בו. Autodesk פרסמו מסמך שיקולי תכנון ל-FDM שמראה כמה ה-Build Orientation משפיע גם על זמן הדפסה וגם על צריכת התמיכות.

FDM מול SLA כשהדדליין נושף בעורף

שתי הטכנולוגיות האלה הן הבסיס של רוב הפרויקטים הדחופים שמגיעים אלינו, והן פותרות בעיות שונות לגמרי. מי שמבטיח שאחת מהן תמיד עדיפה, כנראה לא ראה מספיק חלקים.

FDM כשצריך חלק פונקציונלי מהר

ב-FDM חוט פלסטיק דק נמשך דרך ראש מזרק מחומם, נמס לג'ל דמוי דבק חם, ומונח שכבה על שכבה עד שהחלק נבנה. משרד המדע והטכנולוגיה מתאר את התהליך הזה בפירוט בדוח המחקר שלו על הדפסה בביו-פלסטיק.

זמני ההכנה קצרים, מגוון החומרים הפולימריים רחב, וזה אידיאלי לבדיקת היתכנות מהירה, מארזים ואבי טיפוס פונקציונליים שצריך להחזיק ולבדוק ביד. Xometry מסכמים את היתרונות האלה במדריך FDM שלהם. ברוב המקרים, אם צריך משהו שיעבוד ויעמוד בעומס עד מחר, FDM יספיק. לא תמיד, אבל בדרך כלל.

SLA כשהדיוק חשוב יותר מהמהירות

ב-SLA קרן לייזר מקשה שרף פוטו-פולימרי נוזלי בדיוק גבוה מאוד, נקודה אחר נקודה. התוצאה היא פני שטח חלקים וגיאומטריה מורכבת שקשה מאוד להשיג ב-FDM.

המחיר משולם בזמן הגימור. חלק SLA לא יוצא מהמכונה מוכן. הוא עובר שטיפה באלכוהול, הסרת תמיכות והקשיה סופית בתנור UV, ורק אז מקבל את התכונות המכניות שלו. גם בפרויקט דחוף צריך להקצות זמן לשלב הזה, ואי אפשר לזייף אותו.

ציר הזמן האמיתי משליחת הקובץ ועד החלק ביד

ציר הזמן משליחת הקובץ ועד החלק המוגמר, כולל כל שלבי הביניים

הנה התשובה בפורמט שאפשר לתכנן לפיו. אלה טווחים ריאליים לחלק בגודל בינוני, בהנחה שהקובץ תקין ומוכן להדפסה.

בפועל, חלק FDM פשוט וקטן יכול לצאת אליכם באותו יום או למחרת. חלק SLA מדויק עם דרישת גימור יגיע תוך יומיים עד ארבעה. חלק מתכת או פרויקט עם צביעה וציפוי משלים לוקח יותר, וזה הגיוני מבחינה הנדסית. הבעיה מתחילה כשמישהו מוכר לכם את זמן ההדפסה נטו ומסתיר את שאר השורות בטבלה.

הטעות היקרה שלקוחות עושים כשהם רק רוצים מהר

לקוח שולח קובץ שהורד מאתר מודלים מוכן, בלי מחשבה על איך הוא ייבנה, ומצפה שהמהירות תבוא מהמכונה. אבל המהירות מתחילה בתכנון.

העיקרון נקרא Design for Additive Manufacturing, ו-Protolabs מסבירים אותו במדריך הDfAM שלהם. חלק שתוכנן נכון להדפסה דורש פחות תמיכות, פחות זמן הדפסה ופחות איטרציות. חלק שתוכנן בלי המחשבה הזו יכול להכפיל את הזמן על תמיכות שאפשר היה למנוע.

סטארטאפ בתחום הרפואה הביא אלינו קובץ עם קיר בעובי 0.4 מילימטר במקום שהיה צריך להיות בו חוזק. אם היינו מדפיסים כמו שהוא, החלק היה נשבר בבדיקה והם היו חוזרים אלינו כעבור יומיים לסיבוב שני. במקום זה, המהנדסים שלנו עדכנו את הגיאומטריה לפני ההדפסה, והחלק עבר את הבדיקה בסיבוב הראשון. זה מה שחוסך את הזמן באמת, לא מכונה מהירה יותר, אלא פחות פעמים שצריך להדפיס מחדש.

איך אנחנו לוחצים על זמן האספקה בלי לוותר על איכות

היתרון של מפעל שמחזיק שבע טכנולוגיות הדפסה, כולל הדפסת מתכת, הוא שאיננו כפופים למכונה אחת. אם FDM נותן את החלק מהר יותר והדיוק מספיק, זה מה שנעשה. אם הפרויקט דורש את הדיוק של SLA, נלך לשם ונתכנן את זמן הגימור מראש.

העבודה תחת קורת גג אחת, מהניתוח ההנדסי של הקובץ ועד הצביעה והגימור בשירות הOne Stop Shop שלנו, חוסכת את הזמן שנעלם בדרך כלל בין ספקים שונים. אין המתנה למעבדה חיצונית לגימור, אין העברת קבצים בין גורמים. מחלקת הגימור והצביעה הפנימית שלנו, עם צביעה בטבילה, ציפוי מתכת ועיבוד משלים, נמצאת באותו מקום שבו החלק הודפס.

עבדנו עם צבא, רפואה, תעופה, רכב ואדריכלות, והדפסנו מעל 100,000 חלקים. הניסיון הזה הוא מה שמאפשר לתת הערכת זמן שמחזיקה מים, כי כבר ראינו את החלק הזה, או אחד דומה לו, יוצא מהמכונה. פרויקט ביטחוני או תעשייתי עם דדליין הוא בדיוק המקום להתחיל בו את השיחה.

מתי מהיר מדי הוא סימן אזהרה

ההבדל בין חלק שהודפס בחיפזון לחלק שקיבל את זמן הגימור הנדרש

לפעמים הבטחה לזמן אספקה קצר מדי היא דגל אדום, לא יתרון. אם מישהו מבטיח חלק SLA מדויק ומוגמר תוך שעות בודדות, שאלו אותו מתי הוא מספיק לעשות את ההקשיה בתנור UV. Machine Design מפרטים את הפשרות ההנדסיות האלה במאמר על שיקולי תכנון לייצור בהדפסה, וכולן נוגעות באיזון בין מהירות לאיכות.

חברת אדריכלות פנתה אלינו כדי להדפיס דגם הצגה למכרז, וביקשה אותו במהירות קיצונית. יכולנו להדפיס מהר עם שכבה עבה, אבל פני השטח היו נראים גס והדגם היה מפסיד את המכרז. הצענו טווח זמן ריאלי קצת יותר ארוך עם גובה שכבה מדויק וגימור נקי. הם קיבלו, זכו במכרז, וחזרו לפרויקט הבא. אנחנו מעדיפים לתת לרעיון את הזמן הנכון מאשר את הזמן המהיר ביותר.

זמן אספקה אמיתי נבנה משילוב של ניתוח קובץ, בחירת טכנולוגיה מתאימה, זמן הדפסה בפועל ופוסט-פרוססינג, ולא רק ממספר השעות שהמכונה עובדת. FDM נותן מענה מהיר לחלקים פונקציונליים, SLA נותן דיוק וגימור במחיר של זמן גימור נוסף, וקובץ שתוכנן נכון מראש חוסך יותר זמן מכל שדרוג במכונה.

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.