איך אפשר להזריק בקלות חלקים עם חללים פנימיים ו-Undercuts?

חברת מפעיל מביאה לישראל פתרון חדש: חומר פוטופולימרי חדשני המאפשר הדפסת תלת ממד של תבניות מתמוססות. הפתרון מיושם כבר בהצלחה בתעשייה הביטחונית והרפואית 

תמונה 1: חלקי פלסטיק שיוצרו בעזרת התבנית המודפסת מחומר xMOLD המתמוסס במים של Nexa3D.

טכנולוגיות ההזרקה והדפסת תלת ממד הן קצת כמו Frenemies (הלחמה של Friends ו-Enemies). מצד אחד, מדובר בטכנולוגיות משלימות. מוצרים רבים מתחילים את דרכם בתלת ממד ואחר כך עוברים להזרקה. מצד שני, השיפור הטכנולוגי המתמיד בתלת הממד מאפשר לעיתים החלפה של ההזרקה בכמויות קטנות ובינוניות. 

אולם, גם חסידי תלת הממד הנלהבים ביותר, יודעים שלייצור בתלת ממד חיסרון מסוים בציר Z. היות ובתהליך ההדפסה המוצר נבנה שכבה אחרי שכבה, התכונות המכאניות הן אנאיזוטרופיות וחלשות יותר בציר ה-Z. זאת בניגוד להזרקה, בה החלקים שווים בתכונותיהם בכל הצירים. 

ליהנות משני העולמות 

אם נחזור להזרקה, אין ספק, כי אבן הנגף המשמעותית בתהליך זה היא העובדה כי הוא מסתמך על תבנית אשר תכנונה וייצורה אורכים זמן רב, עלותם גבוהה ולאחר מכן, השינויים בה מוגבלים. משיקולי חליצה, תכנון המוצר שניתן לייצר מוגבל. גאומטריות מורכבות דורשות פתרונות מתקדמים המייקרים אותה משמעותית עוד יותר. 

חברת מפעיל מביאה לישראל את הפתרונות של Nexa3D המאפשרים ליהנות משני העולמות: הזרקה והדפסת 3D. כאן משמשת טכנולוגיית תלת הממד להדפסת התבנית ולא המוצר, כאשר לתוכה ניתן להזריק את המוצר הסופי, מורכב ככל שיהיה, ללא הגבלה של חליצתו ממנה.  

כיצד זה אפשרי? 

חברת Nexa3D משתמשת בטכנולוגיית ה-FIM (Freeform Injection Molding) להדפסת תבנית בעזרת חומר פוטופולימרי חדשני מתמוסס בשם xMOLD. כך ניתן לחלוץ בקלות את המוצר המוזרק, גם אם הוא בעל גאומטריה מורכבת עם חללים פנימיים ו-Undercuts, ללא חשש לשבר או נזק. השימוש בה מאפשר חיסכון משמעותי בזמן ובעלויות – עד 96% חיסכון לעומת תהליך מסורתי של ייצור תבניות. זאת לאור העובדה כי התבניות מודפסות תוך מספר שעות לעומת תבניות מתכת אשר תהליך ייצורן יכול לארוך במקרה הטוב מספר שבועות. 

מדפסות מהירות לייצור תבניות בתלת ממד 

"אם התנסיתם בעבר בהדפסת תבניות בתלת ממד והתאכזבתם, אל דאגה, פה מדובר על אופרה אחרת לגמרי", מדגיש אנדרס אידסס, מנהל פעילות תלת ממד בחברת מפעיל. "התבניות המודפסות הקיימות בשוק לא נמסות, ולכן מכתיבות תכנון מוצר פשוט. אנחנו מציעים עליית מדרגה בתכנון המוצר עם פתרון מלא של מדפסת וחומר הגלם להדפסת התבניות. אין זה הכרחי להשתמש במדפסות שלנו. חומר הגלם מתאים לכל מדפסת SLA או DLP קיימת בעלת ממשק פתוח לעבודה עם חומרים שונים". 

מפעיל מציעה שתי מדפסות: XiP Pro המהירה, עם מגש הדפסה בגודל 292x163x410 מ"מ וכן את ה-Nexa Xip, בעלת תמחור ידידותי יותר, עם מגש הדפסה בגודל 190X120X210 מ"מ. רזולוציות התבנית המודפסת משפיעות על גימור פני השטח של החלק הסופי. למדפסות רזולוציה גבוהה המגיעה עד ל-23 מיקרון, כך שאין צורך בעיבוד משלים. 

תמונה 2: מדפסת XiP Pro של Nexa3D.

נפרדים מתהליך החליצה 

"התבנית המודפסת מתאימה לעבודה בכל מכונת הזרקה סטנדרטית ואפשר לבצע חימום מקדים עד ל-70 מעלות. בזכות מקדם מעבר חום נמוך מאוד של החומר, ניתן להזריק לתוכה מגוון חומרים כולל פולימרים ליישומים גבוהים כמוPEEK  ו-Ultem בטמפרטורה של 420 מעלות ללא חשש. מוצרים אלו ניתנים לחליצה על ידי המסת התבנית במים רותחים. עבור חלקים מפולימרים סטנדרטיים כמו PP להם עמידות תרמית נמוכה יותר, ניתן להמיס במים ב-70 מעלות עם תוספת ממס אלקלי", מסביר ערן קטן, מהנדס האפליקציה במפעיל. 

טכנולוגיה זו מתאימה כמובן גם לחלקים סטנדרטיים בהם החליצה אפשרית. שם היא מקצרת משמעותית את זמני הפיתוח ומאפשרת להגיע לחלק הסופי במהירות. לפתרון זה יש ערך גבוה במיוחד בתעשייה הרפואית, שם ניתן להתחיל בדיקות מעבדה וולידציה ארוכות, בזמן שנערכים לייצור מסחרי. 

שירות, ייעוץ טכני והתאמה אישית ללקוח 

הצוות הטכנולוגי של מפעיל תומך בלקוחות לכל אורך הדרך, כולל בתכנון התבנית, התאמת המוצר ותנאי התהליך. ניתן לעבוד עם התבניות המודפסות גם במכבש. חברת מפעיל מציעה את ה-HoliPress, של חברת Holimaker, המאפשר הזרקת פלסטיק ידנית והוא זמין לניסיונות במעבדת החברה. הטכנולוגיה כבר בשימוש בארץ ומשרתת את תעשיית הביטחון והמדיקל.  

למידע נוסף: 
מפעיל, ערן קטן,
9495*, [email protected]