MakerBot Replicator

בבית המלאכה קיימת מדפסת תלת-מימדיות מסוג Replicator 2X/ Replicator + / Replicator z18 של חברת MakertBot.

לפתיחת הזמנה למדפסות תלת מימדיות יש ללחוץ כאן

המדפסות מייצרות את החלק בשיטת FDM -fused deposition modelling, התכה ומיזוג לצורך מידול. בשיטת זאת חומר הגלם מגיע בתור גליל של חוט ABS. החוט עובר תהליך של חימום והמסה ומשם עובר לראש ההדפסה(1). ראש ההדפסה מעביר את הנוזל המומס בצורת חוט דקיק יותר(2) אל משטח הבסיס (3). ראש ההדפסה נע בצירים X וY ומייצר שכבה של פסים בהתאם למודל. כאשר גובה הבסיס, ציר Z, משתנה לאחר כל סיום של ייצור של שיכבה. חסרון השיטה שהחלק חלש יותר בציר Z.
הסבר איך הראש של ההדפסה מדפיס בשורות שורותנתונים כלליים:

טבלה המציגה את ההבדלים בין המדפסות

למדפסות קיימות 3 רזולוציות סטנדרטיות :

טבלה המתארת את אחוז המילוי שמודפסת במדפסת התלת ממדיות

Infill- פרמטר המגדיר את אחוז המילוי החלל של חלק בתוך המעטפת החיצונית. בהתאם להגדרת פרמטר המילוי , החלק יודפס עם מילוי יותר גבוה ובהתאם לכך גם זמן ההדפסה יגדל.
להלן תמונה המדגימה פרמטר Infill:

תמונה המראה את אחוז המילוי של החלק המוספס. מאפס אחוז ועד מאה אחוזלסרטון המציג דוגמאות מודפסות של פרמטר המילוי ניתן לראות כאן.

Layer Height – גובה השכבה המודפסת. בעת בחירת רזולוציית ההדפסה גם נבחרת רזולוציית השכבה. גובה השכבה משפיע על דיוק החלק בציר Z.

תהליך ייצור החלק:

 תכן הנדסי ( מזמין החלק)

המתכן מתכן את החלק ומתאים אותו לייצור בשיטת הוספת חומר. ראה הנחיות למתכן בהמשך.
המתכן מעביר קובץ סוליד לבית המלאכה עם דרישות לרזולוציית הדפסה ( 0.2 ברירת מחדל,10% מילוי, וצבע החלק (אם אין דרישה החל יודפס בצבע הקיים בבית המלאכה, דרישה מיוחדת תדרוש רכש חומר גלם על ידי המזמין).

 הכנת המודל להדפסה

עובדי בית המלאכה פותחים את הקובץ בתוכנת ההדפסה של המכונה. החלק מוצב על המגש באוריינטציה האופטימלית מבחינת תמיכות וחוזק החלק. נקבעת הרזולוצייה ואחוז מילוי החלק בהתאם לדרישות המתכן ( ברירת מחדל החלק יודפס ברזולוצית גובה שכבה של  0.2 מ"מ  )

תוכנת ההדפסה

תוכנת ההדפסה מחשבת את השכבות ומסלול ראש ההדפסה. בסיום התהליך נשמר החלק בקובץ מסוג x3g.

 הדפסת החלק:

חומרי הגלם מוטענים למדפסת בהתאם לדרישות המתכן (צבע  החלק). הקובץ נשלח למדפסת להדפסה.

 גמר החלק:

לאחר שהחלק מתקרר, החלק מוצא מהמדפסת על ידי עובד בית המלאכה, תמיכות החלק מוסרות ידנית או על ידי טבילה באמבט לימוניין.

 לסרטון המציג את המדפסת עובדת :

[youtube_sc url="https://www.youtube.com/watch?v=XMil8GVmNYo" playlist="The MakerBot Replicator 2X – Timelapse: Traffic Cone"]

לאתר Thingiverse המכיל קבצי תלת מימד להדפסה לחץ כאן.

הנחיות למתכן

טכנולוגית ההדפסה עובדת בעקרון של הוספת חומר , שבה החלק מיוצר על ידי הוספה של שכבה על גבי שכבה.

על המתכן לתכן את החלק, בהתאם לשיטת הוספת חומר. בשיטה זאת, מעדיפים לתכן את החלק עם מעט חומר ככל שניתן ( בשונה מעיבוד שבבי , ששם מעדיפים להשאיר את מירב החומר גלם , היות וזה אומר פחות זמן עיבוד) ועם פחות אזורים תלויים.

פרמטרים המשפיעים על ייצור חלק הינם:

  • בסיס החלק
  • אופן הצבת החלק על המגש
  • אזורים תלויים
  • תבריגים

בסיס החלק

לכל חלק , תוכנת ההדפסה, מוסיפה בסיס טכני לטובת עזרה בייצור מיטבי של החלק. בסיום הייצור הבסיס מוסר מהחלק.

דוגמא של הדפסה . עכבר עם הדפסת בסיס

אופן הצבת החלק על המגש

אופן הצבת החלק על המגש מגדיר את כיוון ההדפסה ואת סדר השכבות שבה המדפסת מדפיסה את החלק. בהצבת החלק נלקח בחשבון אזורים תלויים וחוזק נדרש של החלק.

אזורים תלויים

אזורים תלויים הינם אזורים ללא תמיכה. בעת ההדפסה של השכבה הראשונה של האזור התלוי, השכבה הראשונה תקרוס כי אין לה תמיכה. יצרני המדפסות פתרו את הבעיה על ידי הוספת תמיכות טכניות באמצעות תוכנת ההדפסה. התמיכות מוסרות מהחלק בסיום הייצור.

 דוגמא של הדפסה תלת מימדית המראה ציפור אשר נידרש להדפיס תמיכות

לדוגמא החלק הבא:

דוגמא של חלק מודפס כלפי מטהכאשר החלק  יודפס באופן הבא:

הזמר מה זה איזור לתלוי בחלקתוכנת ההדפסה תוסיף את התמיכות הנדרשות לאזורים התלויים.

דוגמא של החלק על מגש של מדפסת תלת מימדית עם תמיכות

כאשר אותו חלק בדיוק יודפס הפוך. לדוגמא באופן הבא:

הסבר איך מדפיסים ללא תמיכות ואין איזור תלוי

 תוכנת ההדפסה לא תוסיף תמיכות.

החלק על מגש של מדפסת תלת מימדית עם הבסיס

תכן קדחים מדוייקים

דיוק מעטפת החלק המתקבלת לאחר קירור היא 0.1- .

לביצוע קדחים מדויקים יש להעביר מקדח מתאים להרחבת הקדח. להבאת הקדח למידה המדויקת יש להעביר מקודד מתאים.

 תכן תבריגים פנימיים

ייצור תבריגים פנימיים בחלק, מבוצע באופן הבא:

יש לתכן את החלק עם קדחים המתאימים להעברת מברז. לדוגמא עבור הברגה M3 נדרש לתכנן קדח 2.5 מ"מ (ניתן להיעזר בטבלה בהמשך). למתכננים בעזרת תוכנת סולידוורס, באמצעות Hole Wizard ולאחר מכן בבחירה ב-Straight Tap מתקבל הקדח הנומינלי הנדרש.

לאחר ייצור החלק, יש להעביר מקדח, לטובת הבאת הקדח למידה המדויקת (להרחבה בנושא יש לעבור לסעיף קדחים מדויקים).

לסיום, באמצעות מברז מתאים יש להכין הברזה.

טבלת קידחי הברגות

דוגמאות של חלקים שניתן להדפיס במדפסת:

Plate Base1 Base2 Motor2 MakerBot_Replicator2X_low_8 Gear2 Gear3 Gear1 Handle Thread MakerBot_Replicator2X_low_2