חזרתיות
המקבע אמור לשרת את היצרן מספר רב של פעמים ולכן חשוב שתהיה עקביות.
הדפסה תלת-ממדית מאפשרת להדפיס מקבעים בעלי חזרתיות גבוהה כאשר במדפסות של
Markforged החזרתיות נמצאת בטווח
±50[um]. כמו כן, חשוב שהחומר ממנו עשוי המקבע יהיה עמיד בשחיקה, כך שיוכל לשמש מספר רב של פעמים.
עמידות תרמית
החומר שממנו המקבעים עשויים חייב להיות בעל עמידות תרמית מספקת מכיוון שבתהליך הריתוך מושקעת אנרגיה רבה הממוקדת באזור החיבור בין החלקים -
אזור אמבט התכה (Welding Pool). באזור אמבט ההתכה המתכת עוברת ממצב מוצק למצב נוזלי ולאחר שהאזור מתמצק שוב, מתקבל חיבור חזק בין החלקים.
האזור שסביב אמבט ההתכה, מושפע מחימום אזור אמבט ההתכה ולכן מתחמם גם הוא.
אזור זה נקרא
Heat Affected Zone ולרוב המקבעים רותמים את החלק בשולי אזור זה.
ניתן להשתמש בג'יג בשלב הראשוני של הריתוך שנקרא
"ריתוך פיקים" - ריתוך של נקודות קטנות במקומות אסטרטגיים, שמטרתו לחבר את החלקים יחדיו כך שלא יזוזו במהלך יצירת תפר הריתוך השלם.
לאחר ריתוך "הפיקים", ניתן לפרק את החלקים ממתקן הריתום ולהשלים את תהליך יצירת תפר הריתוך המלא, שבמהלכו טמפרטורת החלק עלולה לטפס לערכים גבוהים מאוד.
החומר שממנו עשויים המקבעים צריך להיות בעל עמידות תרמית מספקת כך שלא יתעוות במהלך תהליך הריתוך.
במדפסות
Markforged החומר המודפס
Onyx הינו בעל עמידות תרמית המתאימה לשירות בטמפרטורה מקסימלית של
150°. בנוסף, קצב מעבר החום בחומר
Onyx הוא איטי (אופייני לפולימרים) ולכן החומר מתאים לשימוש להדפסת מקבעי ריתוך.
מדפסות
Markforged מאפשרות לשריין את החלקים המודפסים בסיבים רציפים ובכך לשפר את הקשיחות והעמידות התרמית של החלקים המודפסים.
קרא עוד על החומרים המתקדמים במדפסות Markforged -
https://www.systematics.co.il/products/3dprinting/markforged/
קשיחות
המקבע נדרש להיות מספיק קשיח על מנת שיאפשר חיבור מדויק בין החלקים, גם תחת עומס מכני. מדפסות
Markforged מאפשרות להדפיס חלקים המשוריינים בסיבים רציפים, דבר שמקשיח מאוד את החלקים. ניתן אף להדפיס חלקים שהם דומים יותר בקשיחותם לחלקי מתכת מאשר לפולימרים.
כלכלי לייצור
ככל שגיאומטריית המקבעים מסובכת יותר, כך עלות הייצור שלהם באמצעים קונבציונאליים תהיה גבוהה יותר.
בהדפסה תלת-ממדית מדגישים מושג שנקרא
"סיבוכיות בחינם" (Complexity for free), כלומר במקרים רבים, סיבוכיות גיאומטרית איננה יקרה יותר לייצור, בשונה מתהליכי ייצור קונבנציונאליים.
ספציפית במקבעים לריתוך, קל מאוד לייצר מקבעים המתאמים בדיוק לגיאומטריית החלקים אותם מעוניינים לרתום. ברוב המקרים החלקים כבר קיימים בתוכנת ה-
CAD ועל ידי כמה פעולות פשוטות ניתן לתכנן מודל תלת-ממדי של מקבע שמתאים בדיוק רב לחלקים אותם נרצה לחבר. לאחר שהמודל התלת-ממדי של המקבע נמצא בתוכנת ה-
CAD, קל מאוד לשלוח את הקובץ להדפסה ולקבל את המקבע בתוך כמה שעות.
חשוב לציין כי החיסכון בזמן ייצור המקבע המתאפשר בעזרת הדפסה תלת-ממדית, לעיתים עולה בחשיבותו על החסכון הכספי.
לסיכום
במאמר זה סקרנו יישום אחד מתוך מגוון יישומים של הדפסה בתלת-ממד המסייעים בסוגים שונים שלתהליכי ייצור.
נוכחנו ללמוד שלהדפסה בתלת-ממד יש מקום ברצפת הייצור וניתן לייעל תהליכים על ידי שימוש בחלקים מודפסים, בהנחה שהחלקים המודפסים הם בעלי תכונות מתאימות.
----------------------------
מאמרים טכניים, טיפים וטריקים מהמומחים בתחום, מידע על מדפסות תלת-ממד, טכנולוגיות חדישות ועוד, תוכלו למצוא באתר סיסטמטיקס – תחום מדפסות תלת-ממד