סריקת תלת מימד להדפסה: איך משחזרים חלק שבור או חפץ קיים

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 זו סריקת תלת מימד, ומה היא לא

סורק תלת מימד מודד את פני השטח של חפץ ומייצר ממנו רשת של משולשים, אותו סוג קובץ שמדפסת תלת מימד מבינה. התוצאה היא העתק דיגיטלי של הצורה החיצונית. זה נשמע כמו קסם, אבל חשוב להבין את המגבלות. סורק רואה רק את מה שגלוי. חורים פנימיים, הברגות עמוקות, חלקים שקופים ומשטחים מבריקים הם אתגר. הסריקה גם לא יודעת מה החומר, כמה הוא חזק, או איך החלק עובד.

חשוב גם להבדיל בין סריקה לבין יצירת דגם מתמונה. כשמישהו רוצה פסלון של עצמו או של הכלב שלו מתוך כמה תמונות, מעצב בונה מודל חדש בהשראת התמונות. זה תהליך אמנותי, ועליו כתבנו במאמר הדפסת תלת מימד מתמונה (הדפסת תלת מימד מתמונה: מהרעיון שלכם למוצר אמיתי). המאמר הזה עוסק בסריקה של חפץ קיים כדי לשחזר או להתאים אותו במדויק.

מתי סריקה היא הפתרון הנכון

השימוש הנפוץ ביותר הוא חלק חילוף. קליפס של ארון, ידית של מכשיר, מכסה של שלט, תפס של תריס, או חלק פלסטיק ברכב ישן. היצרן כבר לא מוכר אותו, והחלק השבור עדיין ביד. במקרים רבים, מדפיס יכול לשחזר את החלק בהדפסה ולהציל מכשיר שלם.

שימוש שני הוא התאמה. רוצים לבנות מעמד שמחזיק בדיוק מכשיר מסוים, מתאם בין שני חלקים, או כיסוי שמתלבש על צורה לא סטנדרטית. סריקה של החפץ הקיים נותנת בסיס לתכנון החלק החדש. שימוש שלישי הוא שימור והעתקה: פסל, חפץ עתיק, חלק אומנותי או אובייקט משפחתי שרוצים לשכפל. ושימוש רביעי הוא פיתוח מוצר, כשמעצב סורק מודל חימר או קצף שבנה ביד, ממשיך ממנו ב-CAD, ומדפיס אב טיפוס (אב טיפוס בהדפסת תלת מימד: סוגים, טכנולוגיות ומתי זה משתלם).

סריקה או מדידה? ההחלטה החשובה

לא כל חלק צריך סריקה. חלק עם צורות גאומטריות פשוטות, כמו קוביות, גלילים, חורים ושיפועים ישרים, משוחזר בצורה מדויקת יותר במדידה בקליבר ושרטוט מחדש בתוכנת CAD. מעצב מנוסה מודד אורכים, קטרים ועוביים, ובונה מודל נקי עם מידות עגולות. התוצאה מדויקת, קלה לשינוי, ומודפסת טוב.

סריקה מתאימה כשהצורה אורגנית או מורכבת: עקומות חופשיות, משטחים שמתחברים בזוויות משתנות, פסלים, חלקי גוף, או חלקים שקשה למדוד. לפעמים משלבים: סורקים כדי לקבל את הצורה הכללית, ומשרטטים מחדש את החורים, ההברגות והמשטחים הישרים. השיטה הזו נקראת הנדסה לאחור, והיא מקובלת גם בתעשייה.

שלוש דרכים לסרוק

הדרך הראשונה היא סורק ייעודי. יש סורקי אור מובנה וסורקי לייזר, מדגמים שולחניים ועד מכשירים מקצועיים. היתרון הוא דיוק ומהירות. החיסרון הוא המחיר, ולכן רוב האנשים לא קונים סורק כדי לשחזר חלק אחד. יש מדפיסים ועסקים בישראל שמציעים שירותי סריקה, וזו האפשרות הסבירה ביותר לפרויקט חד-פעמי.

בפוטוגרמטריה מצלמים את החפץ מזוויות רבות ותוכנה משחזרת מודל. איכות הצילום, התאורה והמרקם משפיעים על התוצאה. יש למדוד מידות ייחוס ולבדוק את קנה המידה, במיוחד אם המטרה היא חלק שצריך להתחבר למוצר קיים.

אפשר לנסות גם סריקה באמצעות טלפון, בהתאם לחיישנים ולתוכנה שבו. תוצאה שנראית טוב על המסך אינה בהכרח מדויקת מספיק לחלק קטן או לחיבור מכני. אמתו מידות בנפרד.

איך מכינים חפץ לסריקה

נקו אבק בעדינות וצלמו בתאורה אחידה. משטחים שקופים, מבריקים או כהים קשים יותר לסריקה. אל תמרחו חומר או ציפוי על חפץ בלי לוודא התאמה, אפשרות הסרה והנחיות בטיחות; בחפץ רגיש פנו לאיש מקצוע.

אם החלק שבור, אוספים את כל השברים. לפעמים אפשר להדביק אותם זמנית לפני הסריקה, ולפעמים עדיף לסרוק כל שבר בנפרד ולחבר בתוכנה. מצלמים גם את החלק במקום שלו במכשיר, כדי שהמעצב יבין איך הוא עובד.

מהסריקה לקובץ להדפסה

סריקה גולמית עשויה לדרוש סגירת חורים, ניקוי רעש, הפחתת משולשים ובדיקת אטימות. בחרו תוכנת עריכת רשת מתאימה ושמרו עותק מקור. אחרי כל תיקון בדקו שהמידות והפרטים החשובים נשמרו.

בהנדסה לאחור, מייבאים את הסריקה לתוכנת CAD כמו Fusion או FreeCAD, ומשתמשים בה כתבנית. מעצב משרטט מחדש משטחים ישרים, חורים ומידות קריטיות, ומשאיר את הצורה החופשית מהסריקה. אחר כך מייצאים ל-STL או ל-3MF. מה בודקים בקובץ לפני ההדפסה, כתבנו במאמר קובץ STL להדפסה (קובץ STL להדפסה: איך מכינים קובץ תלת מימד תקין).

כדאי לזכור שגם ההדפסה עצמה לא מושלמת. לפי Protolabs Network, הסטייה הטיפוסית ב-FDM היא כ-0.5 מ״מ או 0.5 אחוז, לפי הגדול מביניהם. אם החלק צריך להיכנס לחריץ במדויק, מדפיסים קודם גרסת ניסיון ובודקים התאמה. על מרווחים וסבולות יש הרחבה במאמר תכנון להדפסת תלת מימד (תכנון להדפסת תלת מימד: סבולות, עובי דופן, תמיכות וכיוון הדפסה).

בחירת חומר לחלק משוחזר

חלק חילוף צריך לעמוד באותם תנאים כמו המקורי. לפי Prusa, PLA מתחיל להתרכך בסביבות 60 מעלות ורגיש לקרינת UV, ולכן הוא לא מתאים לרכב בקיץ או לשימוש בחוץ. PETG עמיד עד כ-80 מעלות ומתאים לשימוש בחוץ. לחלקים גמישים יש TPU. אם החלק המקורי היה מתכת, ייתכן שפלסטיק מודפס לא יחזיק, וצריך לחשוב על חיזוק או על ייצור אחר. השוואה בין החומרים הנפוצים יש במאמר PLA או PETG (PLA או PETG? איך בוחרים חומר להדפסת תלת מימד).

זכויות ואחריות

סריקה של חפץ שלכם לשימוש אישי היא בדרך כלל עניין פשוט. אבל סריקה של מוצר מסחרי כדי לייצר ולמכור העתקים שלו עלולה להפר זכויות יוצרים, עיצובים רשומים או פטנטים. חוק זכות יוצרים, התשס״ח-2007, מגן גם על יצירות אומנותיות. אם אתם לא בטוחים, שאלו עורך דין לפני שאתם מוכרים.

חלק נושא עומס או חלק במערכת בטיחות דורש בדיקה הנדסית מתאימה. שחזור הצורה אינו משחזר בהכרח את תכונות החומר או העמידות של המקור. אין להשתמש בחלק חלופי לתפקיד כזה ללא אימות מקצועי.

איך מזמינים סריקה והדפסה ב-3DIY

צרפו תמונות ומידות קריטיות וכתבו אם יש קובץ סריקה. אם נדרשת סריקה או תכנון מחדש, בקשו זאת במפורש ובדקו מול הספק אם הוא מבצע את השירות. אין הבטחה ששירות סריקה זמין בפלטפורמה. על מרכיבי המחיר קראו במדריך (כמה עולה הדפסת תלת מימד? כל מה שקובע את המחיר).

שלחו בקשה לשחזור חלק (דף הבית) וצרפו תמונות ומידות.