איך בוחרים מדפסת תלת מימד

מדפסת תלת מימד מוכנה PLUG&PLAY או מדפסת תלת מימד להרכבה עצמית DIY?

אחת ולתמיד – השוואה

יתרונות אל מול חסרונות, איזו מהן כדאית למתחילים, עלות מול תועלת, רקע טכני הנדרש מהמשתמש ועוד.. כל מה שצריך לדעת לפני רכש מדפסת תלת מימד.

 

 

מדפסות תלת מימד תופסות תאוצה ומשתלבות בחיינו יותר ויותר, זה עניין של זמן עד שמדפסת תלת מימד תוצב ככלי בסיסי בכל משרד ובכל בית. כבר היום ניתן לראות מדפסות תלת מימד בבתי ספר, אוניברסיטאות ובמוסדות החינוך השונים. כמו כן יותר ויותר עסקים משלבים את מדפסות התלת מימד במשרדים על מנת לייעל את תהליך הייצור והפסקת השימוש בשירותי ספקים חיצוניים מטרת העל של העסקים – מעבר תהליך ייצור ופיתוח עצמי IN HOUSE ועל כן בהחלט אפשר להרכיז על תחילתה של מהפכת הייצור וכניסתנו לעידן היצור העצמי בו כל אחד יוכל לייצר כאן ועכשיו ובזול. בשנים האחרונות, ניתן לראות את מדפסות תלת מימד נכנסות גם לבתים ולמשתמשים הפרטיים ומשמשות בעיקר כתחביב לייצור פריטים, צעצועים, שחזור חלקים שנשברו או פיתוח של יזמים צעירים ועוד… כללי המשחק משתנים לחלוטין שכן כל אחד המעוניין "להחיות" רעיון גאוני שעבר בראשו, יש ביכולתו לעשות זאת באמצעות מדפסות תלת מימד עם עלויות יצור זניחות מבלי לצאת מהבית ולקבל תוצר מדויק ופונקציונלי.

כל זה יכול להתקיים בהתחשב בכך שמדפסות התלת מימד כיום לרוב ידידותיות ונוחות לתפעול, אז זה כן ככה ולא ככה, תלוי מי אתם והאם המדפסת שבחרתם תואמת ליכולות שלכם, לרצונות שלכם ולצרכים שלכם. בדיוק בשביל זה נכתב המאמר הזה.

אז נניח שהחלטתם לרכוש מדפסת תלת מימד,
הפעולה המיידית שכנראה תעשו זה להכנס לגוגל ולרשום "מדפסת תלת מימד", מספר שניות לאחר מכן תקבלו עשרות או מאות סוגי מדפסות תלת מימד מחברות שונות, טכנולוגיות שונות וסוגים שונים. לרוב כאן מתחיל האתגר האמיתי, אם אין לכם ידע מקדים בתחום מדפסות התלת מימד אתם תרגישו מוצפים ומבולבלים. לא מעט אנשים המעוניינים להכנס לתחום נושרים עוד בשלב הזה מתוך בלבול וחשש במקרה הטוב, במקרה הפחות טוב אותם אנשים ירכשו מדפסת תלת מימד שאינה תואמת למשתמש או לצרכים שלהם.  בכל חודש, מגיעים אלי עשרות משתמשים מתוסכלים שרכשו מדפסת תלת מימד מחו"ל או בארץ ואינם "מסתדרים" עם המכונה שברשותם. אני באופן אישי רואה במשתמשים מתוסכלים ובאלה שנוטשים את התחום עוד בשלב מוקדם אבדה גדולה – מי יודע אילו פיתוחים הם היו יכולים ליצור לטובת כולנו. בדיוק בשביל זה הכנתי את המאמר הזה שיעזור להבין איך הדברים עובדים ואיך להתחיל ברגל ימין ולהנות מהתחום המדהים הזה לאורך כל הדרך.

לגישתי, אין דבר כזה מדפסת תלת מימד יותר כדאית או יותר משתלמת, לא אמליץ על דגם ספציפי למתחילים או וותיקים. רק שאלה אחת נשאלת –

מי אתם ומה הכי מתאים לכם ולצרכים שלכם?

אתחיל בסקירת שתי משפחות נפוצות של מדפסות תלת מימד:
1. מדפסות פילמנט (FDM) עם מבנה פתוח והרכבה עצמית (DIY) – לדוגמה Creality
2. מדפסות פילמנט (FDM) עם מבנה סגור מורכבות ומוכנות להדפסה (PLUG&PLAY) לדוגמה – FlashForge

מחיר
מדפסות DIY זולות משמעותית ומספקות נפח הדפסה גדול יותר.

תפעול כללי
מדפסות DIY דורשות חוש טכני וסבלנות. הן דורשות הרכבה מהמשתמש היות והן מגיעות כקיט הרכבה. לפעמים הקיט חצי מורכב ולפעמים מפורק לחלוטין, בשני המקרים על המשתמש להבין איך וכמה למתוח את החגורות, להקפיד על הידוק ברגים, הידוק מובילים וכד.. במידה וזה לא יתבצע כמו שצריך נראה זאת באיכות ההתוצר אם בכלל נצליח להדפיס, בעוד מדפסות PLUG&PLAY  מגיעות מורכבות ומוכנות להדפסה ללא צורך בידע או חוש טכני של המשתמש. כמובן שמשתמשים טכניים ומנוסים יצליחו להסתדר עם מדפסות DIY ויפיקו תוצאות מעולות.

תמיכה בחומרים
בתחום התלת מימד יש מגוון רחב מאוד של חומרי גלם: קשיחים סטנדרטיים, קשיחים הנדסיים, גמישים, פורמולות המכילות סיבים, מתמוססים ועוד רבים.
מדפסות DIY בתצורתן המקורית משמשות לרוב להדפסת חומר גלם קשיח סטנדרטי מסוג PLA. ניתן להדפיס איתן גם חומר גלם מסוג PETG, וגמיש מסוג TPU. אך אינן יכולות לתמוך בחומרים הנדסיים היות ותא ההדפסה שלהן הוא עם מבנה פתוח.

חומרי גלם מתקדמים והנדסיים דורשים תא הדפסה מחומם וסגור, ולפעמים גם טמפרטורות גבוהות, הדפסת חומרים הנדסיים ללא תנאים אלו תוביל לעיוותים, התנתקויות ממשטח ההדפסה וסדקים.
מה גם שלרוב החומרים ההנדסיים פולטים ריחות ורעלים שיורגשו היטב עם מכונה פתוחה.

תנאים אלה מתקיימים רק במדפסות PLUG&PLAY. כבר בתצורתן המקורית, רוב מדפסות אלה יכילו בתוך התא בפילטר סינון מפחם פעיל לניטרול ריחות ורעלים היות והן מיועדות למטרה זו.

לסיכום סעיף זה: על מנת להגיע ליכולת הדפסת חומרים שאינם סטנדרטיים במדפסות DIY, יש צורך לבנות סביבן תא סגור, בחלק מהמקרים יש צורך לשדרג את סוג האקסטרודר ואת גוף חימום של משטח ההדפסה ולבצע שדרוגים נוספים. בעוד מדפסות PLUG&PLAY בנויות וייעודיות למטרות אלה החל מרגע יציאתן מהאריזה.

מבנה מכאני
לרוב, המבנה המכאני של המדפסות הסגורות איכותי יותר ובנוי נכון כדי לספק את אותה התוצאה בכל הדפסה ועם כל חומר גלם בלי התחכמויות ובלי התערבות. אכן קיימות בשוק גם מספר מדפסות DIY עם מסילות ליניאריות ואקסטרודרים איכותיים אבל עדיין כדי להגיע למימוש הפוטנציאל ולקבל תוצאות טובות יש צורך בהרכבה תקינה והבנה בעריכת הקובץ שמשתנה לפי מבנה המודל. החיסרון האמיתי שאני רואה במדפסות DIY הוא עצם העובדה ש-90% מהן בנויות בצורה כזאת שמשטח ההדפסה שלהן נע אחורה וקדימה (ציר Y) מה שגורם לתזוזת המודל המודפס תוך כדי בניה (אלא אם נוריד מהירות משמעותית), היות וגודלן מאפשר הדפסה מודלים גדולים מאוד, נקבל איכות ירודה של התוצר כל עוד אנחנו לא מורידים מהירות הדפסה במודלים גדולים שכן משקל המודל ההולך וגדל + עצם העובדה שהמודל הכבד מחובר לבסיס שנע בציר Y יוצר רעידות ותזוזות שפוגעות באיכות ההדפסה. חשוב לציין שבמודלים קטנים עד בינוניים אין כל בעיה עם הדפסה בתצורה קבועה והתוצאות יהיו טובות ולא שונות ממכונות סגורות.

מדפסות סגורות בנויות בצורה שונה, משטח ההדפסה עולה ויורד (רק בציר Z) כאשר ראש ההדפסה זז ימינה ושמאלה (ציר X) וקדימה אחרוה (ציר Y). בעצם מה שקורה זה שהמודל סטטי ואינו זז כלל במהלך ההדפסה, ראש ההדפסה הוא זה שזז בשני הכיוונים ובכל פעם שהוא מסיים לייצר שכבה, משטח ההדפסה יורד מעט כדי לאפשר המשך הבניה לגובה (כאשר במדפסות DIY  הראש עולה בכל סיום שכבה והמשטח קבוע למטה).
בעיני זהו יתרון משמעותי לטובת מדפסות סגורות ומאפשר הדפסה בכל התצורות ללא צורך בהתערבות המשתמש תוך כדי תנועה בכדי לקבל תוצאות טובות.

חיסרון נוסף שחשוב להכיר במדפסות DIY המושפע מתזוזת המשטח בציר Y במדפסות DIY הוא נושא הכיול, שכן בגלל תזוזות המשטח המדפסת מאבדת כיוון בתדירות גבוהה היות והכיול עצמו מגיע מקפיצים הממוקמים בחלקו התחתון של המשטח.

מהירות
השאלה היא לא באיזו מהירות המדפסת מדפיסה, יותר נכון לשאול איך יראה התוצר כאשר נדפיס במהירות X לעומת אותה הדפסה באותה מהירות במדפסת אחרת?
נושא שנוי במחלוקת, אך אני אציג את הדברים בדיוק כפי שהם. כנראה שבהדפסות קטנות עד בינוניות ניתן להגיע לתוצאות זהות במהירות זהה בשתי המשפחות. הבעיה האמיתית מתחילה כשמדפיסים מודלים גדולים וכבדים במדפסות DIY  עם משטח נע בציר Y, בהמשך לסעיף הקודם, במידה ולא נפחית מהירות משמעותית בהדפסות גדולות במדפסות  DIYעם ציר Y  נע, משקל המודל והתזוזות שלו יצרו רעידות ותזוזות והתוצאות יהיו פשוט לא טובות. כך שלא ניתן לצאת בהצהרה על מכונה מהירה יותר או פחות היות וזה מאוד תלוי במבנה המודל המודפס. כן ניתן להגיד שבמדפסות סגורות ניתן למקסם את נפח ההדפסה במקסימום מהירות וללא התערבות תוך כדי תנועה.

דיוק
אין ספק שניתן להגיע לדיוקים ורזולוציות זהות בכמעט כל מדפסת תלת מימד המוצעות בעולם ועובדת בשיטת FDM, סגורה או פתוחה, קטנה או גדולה. השאלה הנשאלת היא, מה אנחנו צריכים לעשות מבחינת הכנת ההדפסה על מנת להגיע לדיוקים אלה בכל סוג חומר שנטען במכונה או בכל מבנה מודל שנדפיס המשתנה מהדפסה להדפסה.

ובכן, התשובה היא לא חד משמעית, אך בהחלט ניתן להגיד שבמדפסות עם תוכנה חכמה (סלייסר) שלרוב הן PLUG&PLAY' הדיוקים הנדרשים יסופקו באופן אוטומטי בעוד מדפסות עם תוכנה פחות חכמה תדרוש ליטושים ידניים של הגדרות ופרמטרים. חשוב לציין שלחלק ממדפסות ההרכבה יש גם כן תוכנות חכמות שידעו לעשות זאת.

 

 

ניסיון המשתמש
בעיני זה הנושא החשוב ביותר להבנה טרם רכישת מדפסת, אחלק לשני חלקים:

הרכבה, כיולים ותפעול שוטף

מדפסות DIY מצריכות חוש טכני בסיסי בהרכבה ובכיולים, נכון שזה לא מסובך מדי וניתן להתמקצע די בקלות מהרשת ועזרת הקהילות, אך התעסקות עם נושאים אלה יהיו בתדירות גבוהה ובתפעול השוטף ויש לקחת בחשבון שזאת חלק מהחבילה ברכישת מכונה מסוג זה. כמובן שקיימים בשוק מדפסות ה-DIY שדרוגים הכוללים חיישני כיול "אוטומטי למיניהם" – חשוב מאוד להבין שחיישנים אלה אינם מחליפים בשום צורה את עבודת המשתמש הנדרשת לצורך כיול. חיישנים אלה מסייעים להגיע לכיול מדויק יותר והם חייבים להתבסס על כיול ידני הגיוני עבורם שכן הם מתקנים סטיות גובה במיקומים שונים על משטח ההדפסה ולא מפלסים את המשטח באופן אוטומטי כפי שמפרשים הצרכנים. בנוסף, יש צורך בידע להתקנת חיישנים אלה במידה ואינם מגיעים מובנים על המכונה. מדפסות סגורות מסוג PLUG&PLAY  גם כן דורשות כיול בסיסי, אך ההבדל הוא שהכיול יהיה מאוד קל לביצוע היות והמדפסת יודעת ללוות את המשתמש לאורך התהליך ותתריע לו מתי לעצור עם עם סיבוב הקפיצים ולרוב גם לא תתתחיל את ההדפסה אם תזהה שמשהו לא בסדר. מדפסות אלה ניתנות לכיוון בקלות על ידי כל משתמש, מתחיל וותיק כאחד. בנוסף הן ישמרו על יציבות הכיול לאורך זמן רב היות ומשטח ההדפסה סטטי ולא זז והן מצויידות בחיישני הכיול האוטומטי באופן מובנה ברובן.

 

 

תוכנת הסלייסר ותפעול חומרי גלם

אפתח עם דוגמה:
על מנת להדפיס עם חומר בסיסי מסוג PLA אלו התנאים הנדרשים :
חימום ראש הדפסה – 200 מעלות
חימום משטח- 30-50 מעלות
מאוורר קירור שכבות- פעיל
מהירות – 60-90
תא מדפסת פתוח

יש כאן 6 הגדרות, שלפחות 3 מתוכם משתנוות בין חומר גלם אחד לאחר וקיימים עשרות סוגי חומרים
אם ברשותכם מדפסת DIY, כנראה שתעבדו עם 3-5 סוגי חומרים בלבד שכן אינה בנויה עם תא סגור ולא תתמוך ביותר, אבל לא זה העניין – רוב מדפסות DIY עובדות עם תוכנת סלייסר (תוכנת תפעול המדפסת) פתוחה וכללית ולא עם תוכנת סלייסר המותאמת במיוחד עבורה. על המשתמש להכיר את תנאי ההדפסה בכל אחד מהחומרים ולהזינם ידנית, בעוד רוב מדפסות PLUG&PLAY מגיעות עם תוכנת סלייסר פשוטה וידידותית שכבר מכירה את המדפסת הספציפית איתה אתם עובדים ויודעת להתאים את ההגדרות באופן אוטומטי, מה שעל המשתמש לעשות הוא לבחור את שם החומר בתוכנה והיא מכוונת את כל התנאים באופן אוטומטי ללא צורך בהבנה או למידה.

הערה – אמנם בתוכנות הסלייסר הפתוחות יש הגדרת חומרים מובנית גם כן, אך זה יעבוד כראוי ללא התערבות ידנית בחומרים בסיסיים בלבד כמו PLA, ולחילופין, יש מדפסות סגורות בשוק שעובדות גם הן עם תוכנות פתוחות ואינן כוללות תוכנה מותאמת. נושא זה חשוב לבדיקה למשתמשים שלא רוצים להתעסק בזה.

 

 

קהילה
אין ספק שקהילות התלת מימד הגדולות והנפוצות ביותר הן בקרב משתמשי מדפסות DIY, שכן מן הסתם יש הצדקה לכך. וזה קורה משתי סיבות:
1. דרוש יותר ידע וניסיון כדי לתפעל מדפסות מסוג זה וכך באופן טבעי נוצרות קהילות
2. רוב הרוכשים מדפסות מסוג זה הינם קהל פרטי שיותר מעורב ברשת

בטיחות
היות ומדפסות PLUG&PLAY סגורות ומגיעות כיחידה מוכנה הן נחשבות לבטיחותיות יותר.
כל התהליך קורה בתוך ה"קופסה" ללא חיווט חיצוני או משטח הדפסה נע וחשוף כפי שקורה במדפסות פתוחות. נושא זה סופר חשוב בעיקר כשמדובר על הצבת המדפסת במוסדות חינוך, ילדים, מקום עבודה או כל מקום בו משתמשים שונים שאינם מנוסים נחשפים למכונה ומתפעלים אותה. מה גם שראש ההדפסה ומשטח המדפסת חם.

אז איך יודעים איזו מדפסת לבחור?

חשוב מאוד להבין שיש סוגים שונים של משתמשים עם צרכים שונים. בדיוק בגלל זה קיימות מדפסות שונות ולא כולן זהות במבנה או יכולת. ברגע שמבינים זאת הדברים הופכים להיות הרבה יותר ברורים. ובדיוק מסיבה זו לא אמליץ על דגם של מדפסת כדאית יותר או פחות.
עד לסוף המאמר הזה אני מניח שכל קורא יבין בדיוק את הכיוון המתאים לו.
לרוב השאלה הנשאלת ע"י המשתמש המתחיל טרם רכישת מדפסת היא:
איזו מדפסת מומלצת להתחלה? שאלות אלה רצות בפורומים וקהילות על בסיס יומי.
שאלה זו אינה נכונה ביסודה התשובות שנקבל לרוב הן לפי ראייתו של משתמש ספציפי עם יכולות או צרכים שלא בהכרח תואמים למשתמש המתחיל והמתלבט. לפעמים זה פוגע ולפעמים לא ועל כן מדובר בהימור.

שתי השאלות הנכונות שנשאל (את עצמנו בלבד):

1. מי אני ומה מתאים לי?
2. מה הצרכים שלי?

דוגמה 1 לתשובות
1. אני משתמש בייתי, יש לי חוש טכני, יש לי זמן להתעסק ואני אוהב ללמוד ברשת ונהנה מזה
2. תחביב, אומנות, דגמים וכד..
כנראה שהדבר הנכון עבורי הוא לרכוש מדפסת DIY – אין שום סיבה להשקיע במדפסת תלת מימד סגורה יקרה, אוטומטית שתומכת גם בחומרים הנדסיים שלא אשתמש בהם

דוגמה 2 לתשובות
1. אני יזם, אני לי זמן להתעסק או ללמוד, אני צריך מכונה לצורך פיתוח שלא תבזבז לי זמן על תפעול, הרכבה, כיולים או למידה. אין לי רצון ללמוד מקהילות או מהרשת, רוצה לרוץ.
2. בניית אבטיפוס לפרויקט, צריך שימוש בחומרים חזקים והנדסיים
רק מדפסת PLUG&PLAY תתן לי מענה! רכש מדפסת DIY במקרה זה תהיה בזבוז זמן וכסף.
יש שיגידו שניתן לקבל תוצאות זהות עם מדפסות פתוחות, דבר זה יכול להתקיים רק אם נשנה חצי ממנה, נבנה לה סגירה, נשדרג רכיבים וכו… בדיוק מה שמשתמש מסוג זה לא מעוניין – התעסקות ולמידה ןבזבןז זמן!

דוגמה 3 לתשובות
1. בית ספר,מקום עבודה, הדגש הוא על בטיחות ופשטות תפעול היות ולא אדם אחד מפעיל את המכונה
2. חומרים סטנדרטיים
אף על פי שההדפסה בחומרים סטנדרטיים, עדיף לי לבחור במקרה זה במכונה סגורה בגלל תשובה מספר 1.

דוגמה 4 לתשובות
1. מייקר פרטי, צריך הדפסות גדולות עם חומרים בסיסיים והתקציב שלי הוא לא גבוה, אין לי בעיה להשקיע זמן בלמידה בשדרוג המדפסת או בעזר מפורומים וסרטוני רשת.
2. חומרים בסיסיים, דגמים לתצוגה או חלקי אבטיפוס שאינם מצריכים חוזק מכאני לשימוש פונקציונלי.
מדפסת פתוחה תתן מענה לדרישות אלה.

לסיכום

אין שום סיבה לאפשר למבחר הרחב לבלבל אותנו או להוציא אותנו מפוקוס בשלב בחירת המדפסת.
מומלץ מאוד להתמקד בצרכים שלנו ובאופי שלנו, ולא להתעלם מבחינת איכות המוכר ממנו נרכוש את המדפסת שכן אנחנו נצפה לקבל ממנו ליווי, תמיכה ואחריות ראויים לאורך כל הדרך.
ראשית נשלול את אחת ממשפחת המדפסות שאינה רלוונטית, השלב הבא יהיה סלקציה בין ההיצע שנשאר מהמשפחה שבחרנו שאותה נבצע לפי השאלות הבאות:

*ביקורות *בעולם* על איכות ויציבות
*וותק המדפסת בתחום
*אחריות ושירות ראוי בארץ – לבדוק את המערך הטכני של המוכר ולשאול מה כוללת האחריות
נרצה לקבל שירות הרבה מעבר לאחריות היצרן מן הסתם.
*אפשרות להתנסות באתר המוכר במידת הצורך
*אפשרות לשירות טכנאים עד הבית – לא נרצה לסחוב את המדפסת בכל פעם.
*וותק המוכר בישראל ומוניטין (במידה וקונים בארץ)
*איכות התמיכה השוטפת – סופר חשוב
*לדבר עם לקוחות שרכשו
*מומלץ מאוד לנסות להבין באילו חומרים בעיקר נשתמש ולוודא שהמדפסת תומכת בחומרים אלה ללא התחכמויות וללא כשלים (סופר חשוב).
*במידה ורוכשים מדפסת שאינה זולה – כדאי מאוד לקנות בארץ!

 

לחצו כאן למידע נוסף ולצפיה במגוון מדפסות התלת מימד שלנו.

נשמח לספק ייעוץ אישי וסבלני ☺ בטלפון 09-7449959 או בפניה דרך האתר.