אב טיפוס בהדפסת תלת מימד: סוגים, טכנולוגיות ומתי זה משתלם

המאמר מסביר טכנולוגיות שקיימות בענף, ואינו מבטיח שכל שירות זמין ב-3DIY. יש לבדוק מול המדפיס את הציוד, החומר, הניסיון והיכולת לספק את העבודה המבוקשת לפני שמסכמים עסקה.

מה זה אב טיפוס, ולמה בכלל להדפיס אותו

כל מוצר שאתם מחזיקים ביד עבר כמה גרסאות לפני שהגיע למדף. הגרסאות האלה הן אבות טיפוס. התפקיד שלהם הוא לגלות טעויות כשהן עוד זולות. כפתור שלא נוח ללחוץ עליו, מכסה שלא נסגר, ידית שנשברת אחרי שבוע: עדיף לגלות את כל אלה על חלק מודפס מאשר אחרי שהזמנתם תבנית הזרקה.

לפני הדפסת תלת מימד, אב טיפוס נבנה ביד מעץ, קצף או חלקים מכורסמים, ולקח שבועות. היום אפשר לשלוח קובץ ולקבל חלק תוך ימים. ההבדל הגדול הוא בקצב: כשכל גרסה זולה ומהירה, מרשים לעצמכם יותר סבבים, ומגיעים למוצר טוב יותר.

יש עוד יתרון שפחות מדברים עליו: אב טיפוס פיזי משנה שיחות. משקיע, לקוח ראשון או שותף מבין מוצר שהוא מחזיק ביד הרבה יותר מהר ממצגת. גם אם האב טיפוס עוד לא עובד, הוא מעביר רצינות.

ארבעה סוגי אב טיפוס, וכל אחד עונה על שאלה אחרת

הטעות הנפוצה של יזמים היא לנסות לבנות אב טיפוס אחד שעושה הכול. עדיף לחשוב על כמה אבות טיפוס קטנים, שכל אחד עונה על שאלה אחת.

אב טיפוס קונספט יכול להיות גס. אפשר להדפיס אותו בשכבות עבות ובמילוי נמוך, כי הוא נועד רק להחזיק ביד ולהגיד "זה גדול מדי" או "זה בדיוק". אב טיפוס חזותי, לעומת זאת, צריך להיראות טוב, ולכן שווה להשקיע בו בגימור, שיוף וצבע.

אב טיפוס התאמה הוא המקום שבו רוב הבעיות מתגלות. כאן המידות קריטיות, וכדאי להבין מה הדיוק שאפשר לצפות לו מכל טכנולוגיה. אב טיפוס פונקציונלי נבדק בתנאים אמיתיים, ולכן החומר חשוב בו יותר מכל דבר אחר.

איזה דיוק אפשר לצפות לו

Protolabs Network מפרסמת סטנדרטים לשירותיה: FDM לאבות טיפוס ±0.5% ולפחות ±0.5 מ״מ; SLA שולחנית ו-SLS ±0.3% ולפחות ±0.3 מ״מ; SLA תעשייתית ±0.2% ולפחות ±0.13 מ״מ. אלה דוגמאות מיכולת ספק מסוים, ולא התחייבות של מדפיסי 3DIY. דרישות מידה קריטיות יש לסכם ולבדוק על חלק ניסיון.

המשמעות המעשית: אם אתם מתכננים שני חלקים שצריכים להיכנס זה בזה, תשאירו מרווח. אם יש לכם מידה קריטית, כמו חור לבורג או מושב למיסב, כדאי לציין אותה מראש למדפיס. התקנון של 3DIY מבקש לציין דרישות מיוחדות מראש (סעיף 8.4), ולא סתם: מדפיס שיודע שמידה מסוימת קריטית יכוון את ההדפסה אליה. הרחבה על מרווחים, עובי דפנות ותמיכות יש במאמר תכנון להדפסת תלת מימד (תכנון להדפסת תלת מימד: סבולות, עובי דופן, תמיכות וכיוון הדפסה).

למה הדפסה ולא תבנית

תבנית הזרקה היא הדרך הזולה ביותר לייצר אלפי יחידות, אבל היא השקעה גדולה וקשה לשינוי. כל תיקון בתכנון אחרי שהתבנית נבנתה עולה כסף וזמן. בהדפסת תלת מימד אין עלות תבנית, ולכן מחיר החלק הראשון דומה למחיר החלק העשירי.

זה לא אומר שהדפסה תמיד עדיפה. ברגע שהתכנון יציב והכמויות גדלות, תבנית מתחילה להשתלם. אבל עד שהתכנון יציב, ולפעמים גם בסדרה ראשונה וקטנה, הדפסה היא הבחירה ההגיונית. על סדרות קטנות לעסקים כתבנו במאמר הדפסת תלת מימד לעסקים (הדפסת תלת מימד לעסקים: 8 שימושים שחוסכים זמן וכסף).

ממה מורכב התקציב של אב טיפוס

לא נכתוב כאן מחיר, כי אין מחיר אחד שאפשר לסמוך עליו. אבל אפשר להבין ממה הוא מורכב. הרכיב הראשון הוא התכנון: אם אין לכם קובץ CAD, מישהו צריך לבנות אותו, וזה לרוב החלק היקר. הרכיב השני הוא זמן המכונה וכמות החומר. השלישי הוא גימור, אם צריך. הרביעי, שרבים שוכחים, הוא מספר הסבבים. תקציב אב טיפוס הוא כמעט אף פעם לא הדפסה אחת. הוא שלוש, חמש, ולפעמים עשר גרסאות.

אפשר לחסוך זמן וחומר כשמדפיסים רק את האזור שצריך לבדוק, למשל מנגנון סגירה במקום המארז כולו. היקף החיסכון תלוי בגאומטריה ובהגדרות. על התמחור קראו במאמר כמה עולה הדפסת תלת מימד (כמה עולה הדפסת תלת מימד? כל מה שקובע את המחיר).

אב טיפוס דיגיטלי לפני הפיזי

לפני שמדפיסים, אפשר לחסוך סבב או שניים בבדיקה דיגיטלית. רוב תוכנות ה-CAD מאפשרות למדוד מרווחים, לבדוק התנגשויות בין חלקים ולהדמות תנועה של מנגנון. גם הסלייסר עצמו כלי בדיקה: הוא מראה איפה יידרשו תמיכות, כמה זמן תיקח ההדפסה וכמה חומר יידרש. מדפיס מנוסה יכול להסתכל על הקובץ ולהגיד מראש אם קיר דק מדי או אם חלק יצטרך תמיכות מסובכות. אב טיפוס דיגיטלי לא מחליף את הפיזי, כי אי אפשר להרגיש ביד קובץ, אבל הוא מוריד את מספר ההפתעות.

איך שומרים על הרעיון

יזמים חוששים, ובצדק, לשלוח רעיון שעוד לא מוגן. כמה דברים שכדאי לדעת. בתקנון של 3DIY המדפיס מתחייב לשמור על סודיות המידע והקבצים שהוא מקבל (סעיף 7.7), והמשתמש נשאר הבעלים של מה שהעלה (סעיף 14.3). אפשר גם להחתים מדפיס על הסכם סודיות לפני שליחת קבצים, ולשלוח לו רק את החלק שהוא צריך להדפיס ולא את כל המוצר.

אם אתם שוקלים להגיש בקשת פטנט או לרשום עיצוב, כדאי להתייעץ עם עורך פטנטים לפני שאתם מציגים את המוצר בפומבי, כי חשיפה פומבית עלולה לפגוע באפשרות להגן עליו. זו לא עצה משפטית, אלא סיבה טובה לקבוע פגישה מוקדם.

דוגמאות: מה בודקים באב טיפוס של מוצרים שונים

מארז לאלקטרוניקה הוא אחד מאבות הטיפוס הנפוצים. כאן השאלות הן אם הלוח נכנס, אם החורים לחיבורים ולכפתורים נמצאים במקום, אם יש אוורור, ואם המכסה נסגר ונפתח בלי להישבר. הגרסה הראשונה יכולה להיות קופסה פשוטה רק כדי לבדוק התאמה של הלוח, והגרסה השנייה כבר תכלול את התפסים ואת המראה.

אביזר לבית, כמו מתלה, מארגן או ידית, נבדק בעיקר בשימוש. מחזיקים אותו, תולים עליו משקל, משתמשים בו שבוע. כאן החומר חשוב: אביזר למטבח או לאמבטיה יעמוד בלחות, ואביזר למרפסת צריך לעמוד בשמש.

כלי עזר לעבודה, כמו ג׳יג להרכבה או תבנית לקידוח, צריך להיות מדויק ועמיד לשימוש חוזר. הוא לא צריך להיות יפה. מדפיסים אותו בחומר חזק, ובודקים אם הוא שומר על המידות אחרי מאות שימושים.

באב טיפוס לילדים יש לבדוק גם חלקים קטנים, קצוות וחומרים. דגם ניסוי אינו אישור לבטיחות של מוצר. לפני שיווק או שימוש בפועל יש לברר עם גורם מקצועי מהן דרישות הבטיחות והתקינה הרלוונטיות.

מה לכתוב בבקשה כדי לקבל הצעה טובה

בקשה טובה לאב טיפוס עונה על חמש שאלות: מה החלק עושה, מה הוא צריך לבדוק (מראה, התאמה או עמידות), באילו מידות, כמה יחידות, ומתי צריך אותו. אם יש מידה קריטית, סמנו אותה. אם יש חלק קיים שהאב טיפוס צריך להתחבר אליו, צלמו אותו עם סרגל. בקשה כזו מקצרת את השיחה עם המדפיס, ומאפשרת לו לתת מחיר ולוח זמנים מדויקים יותר.

איך מזמינים אב טיפוס דרך 3DIY

תארו מה האב טיפוס צריך לבדוק: מראה, התאמה או תפקוד. צרפו קובץ, סקיצה או תמונה עם מידות, ובחרו לפי ניסיון, חומרים ומועד. אם צריך תכנון, בקשו אותו במפורש ובדקו מי מציע שירות כזה ומה כלול במחיר.

רוצים להבין את כל הדרך מהרעיון ועד החלק ביד? המשיכו למרעיון לאב טיפוס (מרעיון לאב טיפוס: 7 שלבים לפיתוח מוצר עם הדפסת תלת מימד), או שלחו בקשה עכשיו (דף הבית).