הרצאה 1

## ArduinoJS - הרצאת פתיחה

טוב, תודה רבה לכל מי שהצטרף להרצאת הפתיחה של קורס הפיתוח ArduinoJS.

אנחנו בתחילת סמסטר של המחזור השני של קורס שמשלב מיקרו-בקרים ופיתוח קוד. אנחנו בעצם מלמדים את הסטודנטים והסטודנטיות שלנו לדבר ולתקשר עם Arduino בעזרת JavaScript.

היתרון ב-JavaScript הוא מובהק: בראש ובראשונה הוא נותן לנו יכולת ליצור user interface, ממשק ביננו לבין מסך, בטכנולוגיית web מתקדמת, שזה מה שאנחנו רגילים מהטלפונים שלנו ומהאפליקציות שלנו ומכל בעצם אתר אינטרנט שאנחנו גולשים בו, ולהצליח להפעיל בעזרת ה-JavaScript את הארדואינו, שזה המיקרו-בקר הכי נפוץ וידוע ומוכר בעולם, שנותן לנו אינסוף אפשרויות לפרויקטים שבאמת אין גבול לדמיון מה אפשר לעשות.

כדי להשלים את התמונה ולהיות מייקרים אמיתיים, ומתוך צורך שעלה בקהילה, אנחנו מתחילים בהרצאה של תלת-ממד, שתאפשר לכם לקבל אינסנטיב על לרצות להוציא לפועל פרויקטים עם מוצרים פיזיים אמיתיים. אנחנו ניגע בזה בהרצאה פה. לא צריך להיות מהנדסים, צריך פשוט להקשיב, לדעת מה הפרמטרים, מה הז'רגון המקצועי של העולם הזה, וגם נראה מאיפה מורידים חלקים ואיך רוכשים עוד ידע רלוונטי.

מי שלא שם לב, אז נפתחה קבוצה ייעודית להדפסות תלת-ממד, שבקבוצה הזאתי חבר'ה מתייעצים על איזה מדפסת לקנות, מתייעצים על חומרים, ויכולים לקבל המון ידע מקצועי. אני עכשיו שולח פה בצ'אט למי שרוצה להצטרף לקבוצה הזאתי. זו קבוצה שהיא נטו הדפסות תלת-ממד. כל מה שלא הייתם לשאול ואתם רוצים ידע, וגם עומר, המרצה שלנו, נמצא שם.

וזו הזדמנות להציג אותו. אז עומר בן דוד, למדנו יחד תואר ראשון. שנינו עשינו תואר ראשון בחומרים יחד, ועומר החליט שזה לא הספיק לו והמשיך לתואר שני בחומרים. מעבר לפן האקדמי והתיאורטי של כל העולם של מה זה בכלל החומר ואיך הוא מתנהג ומה התכונות שלו, עומר גם המשיך מעבר לאקדמיה לעולמות ה-R&D בחברות שמפתחות מדפסות. עד לא מזמן הוא עבד באג'ט, ועכשיו הוא עבר לחברה שמדפיסה ציפויים למשקפיים, חברה שיושבת בפתח תקווה. כרגע היא על הגל.

אני אתן לו להמשיך להציג ולקחת מפה את המושכות כי חבל על הזמן. אם יש לכם שאלות תוך כדי שאתם רוצים בצ'אט, אתם יכולים לכתוב אותם תוך כדי ההרצאה. אם זו שאלה רלוונטית אז נענה עליה, ואם לא, אנחנו נשאיר בסוף זמן לשאלות.

ובבקשה עומר, הבמה שלך.

תודה לשחף, תודה לכל מי שהקדיש את הערב להצטרף אלינו עכשיו לשעתיים הקרובות. אני אנסה להעביר את נושא התלת-ממד בצורה כמה שיותר פשוטה.

ממש רקע כללי עליי בנושא הזה: חוץ מכל הרקע האקדמי והמקצועי שלי, נחשפתי לעולם של תלת-ממד באזור 2017, כשהתחלתי לחפש לקנות מדפסת ראשונה. תחילת 2018 התחדשתי במדפסת, ומאז השיגעון התחיל. זה באמת ג'וק שאפשר לעשות כל דבר איתו, החל מהדברים הכי שטותיים ועד דברים מאוד מאוד פרקטיים, אם זה לבית, הייתי מדפיס גם לעבודה הרבה דברים. זה זמין וזה מיידי, ומקווה שבסוף ההרצאה גם תנסו איכשהו להיכנס לזה.

אז יאללה, נתחיל. נעבור בקצרה על הנושאים שניגע בהם בהרצאה ואז נצלול פנימה.

בעצם כל מה שחשוב בשביל להתחיל להדפיס: נעבור בקצרה על הגדרות ויסודות, נעשה סקירה היסטורית קצרצרה, התפתחות טכנולוגיות, ואז נעבור על טכנולוגיות הדפסה נפוצות ביתיות ותעשייתיות קטנות שקיימות היום בשוק. אחר כך ניגע בחומרים נפוצים לשני סוגי טכנולוגיות ההדפסה הנפוצות. ניגע קצת בדברים היותר נישתיים, נקרא לזה, או קצת יותר תעשייתיים – שרפים, מתכות ועוד כל מיני חומרים. ניגע גם מה זה CAD – כלי מאוד חשוב; איפה אפשר להוריד מודלים קיימים; בעצם איזה תוכנה עושה לי את הקישור בין המודל למדפסת, נקראת Slicer; בבעיות שנפוצות בהדפסות והמלצות על מידע נוסף. וכמו ששחף ציין, נשאיר מקום לשאלות בסוף.

אני אישית מעדיף ששאלות ההעשרה או ידע שלאו דווקא זה משהו קונקרטי שלא מובן על אותו שקף להשאיר לסוף, כי זה גם לא קוטע לי את הרצף וגם לי יש נטייה להיסחף בתשובות, אז בשביל לשמור על ה-flow של ההרצאה תשתדלו להשאיר את זה לסוף.

אז נצלול, יאללה.

## הגדרות ויסודות

אז נתחיל בהגדרות ויסודות. בעצם הדפסת תלת-ממד זו טכנולוגיית ייצור שמאפשרת לנו ליצור גוף תלת-ממדי מתוך מודל ממוחשב. זה עושה את זה באמצעות יצירה של חלק משכבות. אנחנו אורמים בשיטה כזו או אחרת שכבה על גבי שכבה עד שיש לנו גוף תלת-ממדי.

יש שתי גישות ייצוריות בתעשייה: אחת נקראת top-down, שזה בעצם אני לוקח חומר גלם, מעבד אותו, מוריד ממנו חומר עד שאני מגיע לצורה; ושיטה אחרת שנקראת bottom-up, שבעצם אני יוצר את הצורה אך ורק מהחומר שאני צריך. אז בעצם הדפסת תלת-ממד היא בקירוב טוב bottom-up שאין לי בזבוז חומר בהשוואה לשיטה הראשונה, ה-top-down.

ואחד היתרונות הכי גדולים זה גמישות עיצובית. חלקים תלת-ממדיים אפשר לעצב אותם בשונה כמעט מכל טכנולוגיית ייצור אחרת שקיימת. אתם יכולים לראות את הצורה הזו מצד שמאל, יכול להבטיח לכם שאף טכנולוגיית ייצור אחרת אי אפשר לעשות את הדבר הזה חוץ מהדפסת תלת-ממד, ואם כן, זה יעלה המון המון המון כסף ולא יהיה כדאי עד כדי לא אפשרי.

נמשיך. בעצם השלבים: אני מתחיל באיזשהו מודל כזה שאו יצרתי או הורדתי מודל קיים. אני מעלה את המודל לתוכנה שנקראת Slicer. למה Slicer? כי היא פורסת את המודל לפרוסות. היא מוציאה לי קובץ שאותו אני מעלה למדפסת. בעצם מתחיל את ההדפסה ובסוף אני מקבל חלק.

## סקירה היסטורית

ניגע ככה בקצרה בהיסטוריה. בשנות ה-80 דוקטור הידאו קודאמה, דוקטור יפני, המציא שתי שיטות לייצור חלקים תלת-ממדיים בעזרת הקשייה של חומר בחשיפה לקרינת UV.

אחרי זה, צ'אק הול רושם פטנט על שיטה שנקראת סטריאוליתוגרפיה. בעצם אותה שיטה, זה להקשות פולימר (פלסטיק נוזלי) בחשיפה לקרינה. והוא מקים את חברת 3D Systems, חברה שקיימת עד היום, חברה של מדפסות, והוא רושם את הפטנט המשמעותי הראשון בכל העולם הזה של מדפסות. ואותה חברה גם ממציאה את פורמט STL, שזה פורמט מאוד מאוד נפוץ לקובצי תלת-ממד.

בהמשך, סקוט קראמפ מחברת Stratasys ממציא את שיטת ה-FDM. וגיליתי בשבוע שעבר – ניגע מה זה באמת FDM – אבל למי שיודע, FDM זה טריידמארק של Stratasys. עקרונית אסור להשתמש בו לתאר טכנולוגיית הדפסה זהות בחברות אחרות, יש לזה כינוי אחר.

עוד ציון דרך משמעותי: דוקטור אדריאן בוייר, דוקטור להנדסת מכונות בריטי, מייסד את קהילת RepRap, שזו קהילת קוד פתוח למדפסות. הוא בעצם בנה מדפסת שנקראת Darwin, היא בנויה מכל מיני חלקים מכניים מאוד מאוד פשוטים ועוד חלקי פלסטיק שהוא הדפיס. בעצם יצר מדפסת שהמטרה שלה זה להדפיס חלקים לייצור עוד מדפסות. זה בעצם פתח את הצוהר להמון המון חברות – MakerBot, Prusa וכן הלאה – להקים חברות שמבוססות על מדפסות שקל לבנות והן ביתיות.

אז ציינתי, MakerBot, Formlabs זו עוד חברה שמדפיסה באמצעות סטריאוליתוגרפיה, Ultimaker, Prusa, והמון המון המון חברות קמו בעקבות שנגישות את המדפסות כבר לצרכן הביתי, פחות לתעשייה הכבדה, ועם הזמן גם משפרת את האמינות.

## התפתחות טכנולוגיות

אז אמרנו: SLA זו טכנולוגיית ההדפסה הראשונה שמאפשרת ליצור אבות טיפוס, ניגע מה זה. פורמט STL – פורמט ההדפסות הכי נפוץ הוא STL של חברת 3D Systems. לאחר מכן, בסוף שנות ה-80 פיתחו את טכנולוגיית ה-SLS, ניגע גם בזה. אחר כך ה-FDM.

RepRap Project – זה אותו פרויקט קוד פתוח על ייצור מדפסות זולות ואמינות. ב-2009 MakerBot נוצרת, חברה מאוד מאוד גדולה שבסוף נקנתה על ידי Stratasys, שהוא ענק בתעשייה. Ultimaker, שזו חברה הולנדית נוצרת, שהיא גם מייצרת מדפסות מאוד מאוד אמינות. וב-2012 Formlabs נוצרת, שזו חברה שהתחילה בגיוס המונים ועד... אני לא יודע אם השיא הזה נשבר, אבל היא הייתה הגיוס המונים הכי גדול שנעשה.

התפתחות טכנולוגיות: רוב המדפסות היום שאפשר לבנות... לקנות, סליחה, זה נקרא Plug & Play. קונים, מוציאים מהקופסה, מחברים שלושה ברגים, מחברים את זה למחשב או לטלפון (יש כבר אפליקציות ייעודיות למדפסות) ופשוט אפשר לשלוח להן קובץ והן עובדות מהקופסה.

עכשיו נתחיל קצת להתעמק בטכנולוגיות עצמן.

## טכנולוגיות הדפסה - FDM

הטכנולוגיה הראשונה ואולי הנפוצה ביותר לקהל הביתי נקראת FDM. FDM – הפירוש של זה זה Fused Deposition Modeling, בעצם בתרגום: מידול באמצעות התכה והפקדה. זה נקרא גם FFF – Fused Filament Fabrication (ייצור בעזרת חוט מותך). שבגדול, אנחנו מעבירים חוט פלסטיק דרך ראש הזרקה, נקרא גם nozzle או דיזה, מחומם. מהצד השני יוצא חוט דק, ובעצם עם אותו ראש הדפסה אנחנו מציירים שכבה על גבי שכבה את הצורה שאנחנו רוצים.

ככה סכמה מאוד מאוד פשוטה. נתחיל מימין לשמאל: בעצם מימין יש לנו סכמה של print head (ראש הדפסה) שמחולק לשני אזורים. החלק העליון נקרא cold-end (החלק הקר) והחלק התחתון נקרא hot-end (החלק החם). בעצם מה שקורה, יש לנו חוט שמוזן מלמעלה דרך ה-cold-end עד שהוא מגיע לאזור החם ושמה הוא מותך.

שואלים אולי למה אני צריך שני אזורים? אם הייתי מחמם את כל ראש ההדפסה, בעצם כל החומר מהכניסה שלו היה מותך ולא הייתי מצליח לדחוף חומר החוצה מתוך הדיזה שנמצאת בחלק התחתון. לכן אני חייב ליצור איזושהי הפרדה מאוד ברורה בין האזור הקר, שהוא מקורר על ידי צלעות קירור ומאוורר לרוב, לבין האזור החם, שתמיד יהיה לי חומר לא מותך שידחוף את החומר המותך והוא בתורו יותך.

מצד שמאל יש סכמה פשוטה של בעצם איך מתבצעת ההדפסה. יש לנו גליל, נקרא spool, גליל של החוט. הוא מוזן לתוך ראש ההדפסה, ראש ההדפסה נה ימינה-שמאלה למעלה-למטה, או שהבמה נעה למעלה-למטה, ובעצם ככה שכבה על גבי שכבה מייצרת לנו את החלק התלת-ממדי.

כיום יש שלוש תצורות נפוצות, אני אעבור מימין לשמאל.

הראשונה והכי נפוצה עד לא מזמן לתחום הביתי נקראת bed slinger. ככה תרגום מאוד פשטני זה מיטה נעה. בעצם משטח ההדפסה נה על ציר, וראש ההדפסה נה בשני צירים. זו מערכת שהיא מאוד מאוד פשוטה לבנייה ולתחזוקה, אבל זה שהמשטח הדפסה נה, זה אומר שגם החלק שאני מדפיס הוא כל الوقت בתנועה, שזה יכול להכניס לי כל מיני בעיות.

תצורה אחרת שהיא הרבה יותר יציבה, ועד לאחרונה הייתה יותר יקרה, אבל כנראה נכנסו כל מיני חברות לשוק שיצרו מדפסות ובעצם הוזילו את העלות, זה נקרא CoreXY. זה מדפסות שמאפשרות מהירויות הרבה יותר גבוהות ומערכת הרבה יותר יציבה. למה? כי ראש ההדפסה בעצם עושה את כל התנועה, הוא נה גם על ציר X וגם על ציר Y, והמיטה עצמה רק עולה ויורדת. אז התנועה של המיטה היא לא קיצונית כמו ב-bed slinger.

ויש עוד תצורה פחות נפוצה לשוק הביתי, נקראת Delta. בעצם היא לא נעה בשלושה צירים כמו השתי טכנולוגיות האחרות. זו איזושהי תנועה סימולטנית על גבי שלושה עמודים, מדפסות מאוד מאוד מהירות, אבל הרבה יותר קשות לתחזוקה, נישה פחות לשוק הביתי.

ניגע עכשיו קצת ביתרונות וחסרונות.

יתרונות של הטכנולוגיה: קודם כול היא זולה, יש מגוון רחב של חומרים שאפשר להדפיס איתם, מאוד פשוטה ונוחה להתעסקות ולתחזוקה, גמישות מאוד גבוהה בקביעת הפרמטרים להדפסה, ונפוצה מאוד וזמינה.

חסרונות: איכות הדפסה. בסוף הפרמטרים העיקריים שקובעים לנו את איכות ההדפסה זה איכות המכונה. יש מגבלות גיאומטריות – אי אפשר להדפיס ברזולוציות מאוד מאוד גבוהות וחלקים מאוד מאוד מאוד גדולים, מן הסתם צריך מדפסת הרבה יותר גדולה ואז היציבות נפגעת. פני שטח לא חלקים, תמיד לא משנה עד כמה המדפסת יציבה יראו וירגישו את השכבתיות. רעש וריח – כמו כל מכונה היא עושה רעש, גם אם הוא רעש מינורי זה עדיין רעש. וריח – יש חומרים שפולטים כל מיני אדים וריחות לא נעימים. צורך בתומכות – לא כל גיאומטריה אפשר להדפיס, כי אז בעצם אנחנו יוצרים מצב שיש, נקרא לזה בפשטות וניגע בזה בהמשך, פלסטיק באוויר. ופלסטיק באוויר סופו לקרוס, אז חייבים בדרך כזו או אחרת לתמוך בו, ואז זה מוסיף לנו גם במרכאות בזבוז של חומר וגם עוד זמן בהדפסה.

## טכנולוגיות הדפסה - SLA

נעבור לטכנולוגיה נוספת, הכי ותיקה, SLA. SLA זה קיצור של Stereolithography. בעצם יש לנו נוזל שנקרא פוטופולימר, שזה איזשהו פלסטיק נוזלי שמכיל חלקיקים שמגיבים לחשיפה לקרינה (לרוב זו תהיה קרינת UV). באותה חשיפה לקרינה החלקיקים האלה מתקשים ואז אנחנו מקבלים פלסטיק מוצק, ככה בפשטות.

סכמה מאוד מאוד פשוטה של הטכנולוגיה: יש לנו את הבמה שנעה על ציר. היא פוגשת את האמבט, האמבט זה החלק המלבני. בעצם אמבט שמכיל את הפוטופולימר הנוזלי. הבמה עולה ויורדת, היא כל פעם פוגשת מחדש את האמבט, ויש לנו מתחת לאמבט איזשהו מקור אור, שהוא בעצם או נדלק ונכבה בהתאם לצורה שאנחנו רוצים באותה שכבה, או שיש איזושהי קרן קרינה/אור/לייזר שמוסטת ומציירת לנו את אותה שכבה. שורה תחתונה: איפה שהחומר פוגש אור, הוא מתקשה. וככה הבמה עולה שכבה-שכבה ואנחנו יוצרים את החלק.

בטכנולוגיה הזו קיימות שלוש תצורות. נתחיל כרגיל מימין לשמאל, שזה גם מהכי זולה הכי יקרה.

הראשונה זה בעצם LCD או MSLA. מתחת לאמבט של החומר קיים מסך LCD כמו בטלוויזיה, פשוט הפיקסלים נדלקים או נכבים, והם בעצם או מסתירים או מציגים את מקור האור מאחורה, ואז כשהפיקסלים נדלקים או נכבים הם יוצרים לנו את הצורה לאותה שכבה. שיטה הרבה יותר זולה משתיים האחרות, אבל יש כמובן trade-offs והדיוק הוא קצת יותר נמוך.

DLP – שיטה משתמשת בקרן אור ומייקרו-מראות שנשלטות חשמלית, והן בעצם מנווטות את קרן האור בדיוק למקום שאני רוצה לחשוף את הנוזל בו. פה גם האורך חיים של המערכת הרבה יותר גבוה, וגם הרזולוציה שאני יכול לקבל הרבה יותר גבוהה, מה שכן, זו מערכת יותר יקרה.

ולבסוף SLA משתמשת בעצם בקרן לייזר שמוכוונת על ידי מערך של מראות וגם מייצרת איזשהו תוואי לצייר לנו שכבה-שכבה את החלק. וגם כאן, הרזולוציה פה הרבה יותר טובה מ-LCD ו-DLP, אבל גם המערכת האופטית וגם המקור לייזר מאוד מאוד מייקרים את התצורה הזו.

נעבור אז ליתרונות וחסרונות. יש לטכנולוגיה הזו יכולת להגיע לדיוק הרבה יותר גבוה, רזולוציה הרבה יותר גבוהה. בשונה מ-FDM, פני השטח בעקבות זאת פני השטח חלקים, השכבתיות כמעט ונעלמת. יש פחות עיוותים והתכווצויות. השיטה הזו היא לא מבוססת על התכה והתקררות של פלסטיק, ולכן אין עיוותים כתוצאה מזה, אז זה גם לא משהו שצריך לקחת בחשבון. ייצור חלקים אטומים – זה אומר שהחלק הוא אטום, אנחנו נדבר על זה בנושא של FDM, מה שמאפשר לי ליצור חלקים שיכולים לעבור בהם נוזל או איזשהו תווך גזי. והיא נפוצה מאוד וזמינה, יש באמת עשרות אם לא מאות של חברות ודגמים של מדפסות מהסוג הזה, רוב רובן בתצורה של LCD, שלמדפיס הביתי, וכמובן שיש גם לסמי-תעשייתי ותעשייתי.

חסרונות: עלות גבוהה, זו לא הטכנולוגיה הכי זולה. נדרשות תומכות. בגלל דברים שקשורים להדבקה של חלקים על הבמת הדפסה, כל חלק חייב להיות מודפס עם איזשהן תומכות, אמנם תומכות מאוד קל לשבור, אבל זה תמיד משאיר איזשהו חיספוס יחסי על החלק, מה שבסוף מצריך עוד טיפול משלים. זמן הדפסה ארוך – נגזרת ישירה של הרזולוציה, אני מן הסתם עובד על הרבה יותר שכבות אז זה יקח הרבה יותר זמן. טיפול וניקיון – בסוף אני עובד פה עם פלסטיק שהוא נוזלי, תמיד יהיו לי שאריות, אני חייב לנקות את החלק מהשאריות האלו. זה מצריך ממני איזושהי אמבט ניקיון, התעסקות עם עוד חומרים כימיים. ויש עוד מתקן שהוא בעצם עושה איזושהי חשיפה סופית לוודא שבאמת החלק עבר את הקשייה שלו עד הסוף. אז ככה לסכם: האיכות מאוד מאוד גבוהה, אבל זו טכנולוגיה שהיא מצריכה התעסקות.

## טכנולוגיות הדפסה - SLS

נעבור לטכנולוגיה שלישית בנושא של פולימרים. טכנולוגיה שהיא לא נפוצה ולדעתי אפילו לא זמינה למשתמש הביתי, אבל יש הרבה חברות קטנות שמציעות את השירות הזה, נקראת טכנולוגיה של SLS – Selective Laser Sintering, או סינטור בעזרת לייזר. סינטור זה תהליך של הדבקה של חלקיקים. פה אין עניין של התכה או הקשייה באמצעות איזשהו מקור אור. בעצם אנחנו מתחילים מאיזושהי אבקה והיא עוברת סינטור (אותה הדבקה). והטכנולוגיה הזאתי היא בלעדית לחומר שנקרא ניילון, לניילון יש לו כל מיני נגזרות, אבל הטכנולוגיה הזו עובדת על פניו על החומר הזה בלבד.

ואיך בעצם הטכנולוגיה הזו עובדת? הפעם נתחיל משמאל לימין. בחלק העליון יש לי את אותו מקור לייזר, שהוא גם מנותב בעזרת סט של מראות ומצייר לי שכבה על גבי שכבה את האזור שאני רוצה להקשות. יש לי איפה שהספרה 8, 7 ו-6, בעצם יש לי במה שכל פעם אנחנו מכסים אותה עם שכבה דקה של אותה אבקת ניילון, וברגע שאנחנו מסיימים להקשות את האזור שאנחנו רוצים באותה שכבה, הבמה יורדת כעובי השכבה למטה, ואיפה שזה מספר 5, זה כמו מערוך כזה, הוא דוחף לי ופורס לי עוד אבקה בעובי השכבה שאני עובד בו. נעבור אז לסכמה מצד ימין: בעצם זה מה שקורה בחומר. יש לי קרן לייזר שעוברת ומציירת את התוואי שאני רוצה, היא בעצם מקשה לי, מסנטרת יותר נכון, מקשה לי את הפלסטיק. וככה זה קורה שכבה על גבי שכבה.

והיתרון פה זה שאין לי צורך בתומכות, כי האבקה שלא התקשתה תומכת לי באבקה המוקשת.

היא בלעדית לחומר שנקרא ניילון. ניילון זה חומר הנדסי מאוד מאוד טוב, יש לו חוזק גבוה, יש לו גמישות די טובה, הוא עמיד מאוד בחשיפה גם לתנאי סביבה וגם כימיקלים. אין צורך בעיבוד משלים, אין צורך להסיר תומכות. בגלל שעובדים באבקה, לרוב אבקה היא מאוד מאוד דקה ועדינה וזה מה שמגדיר לי את טיב פני השטח ואיכות החלק, אז לרוב אני לא אצטרך לעשות איזשהו עיבוד משלים קרי ליטוש או דברים כאלה. וגם זה באופן ישיר משפיע לי על הדיוק, אז רמת הדיוק פה היא מאוד מאוד גבוהה. וזה מתאים לייצור חלקים בכמויות קטנות. בעצם יש לי את המכל אבקה הזה, אני יכול תאורטית למלא את כול כולו באותו חלק או בכל מיני חלקים שונים, כי בסוף האבקה החופשית תומכת לי בחלקים, אז אני לא מוגבל להדפיס חלק אחד כל פעם או כמות חלקים מאוד מאוד קטנה. אני יכול להדפיס בתוך חלק, כמובן שהוא נכנס בנפח האמבט אבקה, אני יכול להדפיס אותו המון המון פעמים באיזושהי מטריצה כזו.

החסרונות: עלות מאוד מאוד גבוהה, אלה מערכות שהן לא ביתיות, אולי משרדיות קטנות ומעלה. יש מגבלות בחומרים, זה עוד פעם, זה מסתכם בניילון ונגזרותיו. תהליך איטי, אמרנו, ככל שהרזולוציה יותר גבוהה ככה התהליך לוקח יותר זמן. בייחוד גם שאנחנו עובדים בקרן לייזר שמסרטטת את זה חלק-חלק ושכבה-שכבה. טיפול באבקה – זה אולי החיסרון הכי גדול פה. בסוף שעובדים עם אבקות, חוץ מזה שזה מאוד מאוד מלכלך, חייבים לעבוד עם מיגון אישי, אביזרי בטיחות נשימתיים, כפפות. יש לנו לרוב מדפסות כאלה מגיעות עם כל מיני מערכות לסינון האבקה, חצי-אוטומטית או שכולה בתוך החלקים, אז זה לא מסתכם רק במדפסת. ככה אם אני אסכם: איכות הדפסה מאוד מאוד גבוהה, אבל זו טכנולוגיה שהיא מצריכה התעסקות. ושוב, מדפסת כזו היא לא לשימוש ביתי, אבל אם אתם באים בכובע של יזם, רוצה להוכיח יתכנות של איזשהו חלק, ורוצים את זה קצת יותר ממה שמדפסת ביתית תוכל לספק, יש המון קבלנים שמחזיקים מדפסות כאלו. לא הדבר הכי יקר שאי פעם יש, וזה מביא חלקים שהם הנדסיים מאוד מאוד טובים.

## חומרים המשמשים להדפסה

נעבור חומרים שמשמשים להדפסה באופן כללי בעולם הזה של תלת-ממד. כשבחירת החומר בסוף היא נגזרת מ-אופן השימוש בחלק ותנאי הסביבה שאנחנו רוצים שהחלק הזה יעמוד בו. הכי נפוצים זה פולימרים, מה שניגע גם בהרחבה בהרצאה זו, מתכות, קרמיקות, וחומרים מורכבים למיניהם.

בשקופית הבאה שמתי הפסקה, אני חושב שאפשר להמשיך, גם בעקבות ה-delay הקטן, אני לגמרי בשל להמשיך. אין מתנגדים, אז אני חושב שאני אמשיך.

## פולימרים תרמופלסטיים

אז פולימרים. פולימרים זה בעצם מולקולות ארוכות, שרשראות, שנוצרות מחיבור של מונומרים. אפשר לדמיין את זה לחוליות שבסוף מרכיבות שרשרת ארוכה, מונומר שמרכיב פולימר. חומרים שהם מאוד מאוד זמינים וזולים, יש מגוון עצום של פולימרים שניתנים להדפסה, כל אחד עם התכונות שלו והגימורים שלו, ובאמת שאין לזה סוף.

והיישומים של חלקים: בגלל המחיר הלא גבוה, זה מאפשר הן להדפיס אבות טיפוס, זו המילה, ועד לחלקים סופיים. יש חברות שמבססות את המוצר שלהם על מדפסות ביתיות ומדפיסים בפולימרים, שזה מספק את התכונות שהם דורשים מהמוצר שלהם.

אז להתמקד עכשיו בפולימר בטכנולוגיית FDM. החוט בעצם – זה שגור, מושג שגור בתחום, נקרא פילמנט. זה חוט פלסטיק שמגיע מלופף על גליל או spool, בקוטר של 1.75 מ"מ, זה הכי נפוץ, יש גם 2.85, קצת פחות נפוץ, לי לא יצא להיתקל בקוטר כזה, זה גם מצריך מדפסות שיודעות לקבל קוטר כזה. הפילמנט בעצם במהלך ההדפסה הוא מוזן לראש ההדפסה, הוא עובר את ההתכה כמו שדיברנו, ואז החומר המותך נפרס על גבי משטח ההדפסה לייצר את האובייקט שלנו שכבה על גבי שכבה.

נתחיל בחומר הכי הכי נפוץ והכי קל להדפסה, הוא נקרא PLA. PLA – Poly Lactic Acid. חומר שמופק מתירס שאני מכיר, זכור לי עוד איזשהו מקור שלו טבעי. זה חומר שמאוד קל להפיק ועל כן הוא זול. למחזר אותו קצת יותר בעייתי, למרות שזה מופק ממקורות שהם טבעיים. חומר מאוד מאוד זול, מאוד מאוד קל להדפסה, כמעט ולא צריך להתעסק במדפסת בשביל להדפיס אותו. הוא זמין והוא מגוון והוא מגיע בשלל צבעים עם כל מיני תוספים. הוא לא מתעוות במהלך ההדפסה, קרי הוא לא מושפע משינויי טמפרטורה כשהוא יוצא מותך לשלב שהוא מתקרר בחלק הסופי.

חסרונות שלו זה שיש לו עמידות נמוכה לטמפרטורה. בעצם, אני אשאיר חלק מ-PLA ברכב, הרכב מגיע לאזור ה-70–80 מעלות בקיץ, ה-PLA לא יעמוד, הוא יתרכך ואם הוא מוחזק או מחזיק משהו הוא פשוט יתוות ויקרוס. עמידות מכנית נמוכה, אז PLA הוא מאוד מאוד קשיח. זה אומר שאני צריך להפעיל מאמץ יחסית גבוה בשביל לשבור אותו, אבל השבירה שלו תהיה פתאומית. זאת אומרת, הוא לא יתוות לפני שהוא ישבר, אלא הוא ישבר במכה. בנוסף העמידות הכימית שלו נמוכה, הוא לא עמיד בכל מיני ממיסים, הוא סופח לחות. רוב הפילמנטים שיש סופחים לחות. ספיחה של לחות משפיעה לנו בסוף במהלך ההדפסה, כי בעצם אנחנו מדפיסים בטמפרטורות שהם הרבה יותר גבוהות מהטמפרטורת אידוי של מים, ואז בעצם כשאנחנו מאודים את המים הספוגים אנחנו יוצרים בועות, והבועות האלה קצת באות לידי ביטוי בפלסטיק המותך. והתיישנות מראה – עם הזמן PLA מאבד קצת את הגוון, ברק שלו, והוא מפתח איזשהו מראה מיושן כזה. ככה לסכם: הכי נפוץ, הכי קל, לרוב לא ישמש למוצר סופי, חומר לא הכי הנדסי שיש.

חומר הבא שמאוד מאוד נפוץ נקרא ABS. ABS מורכב משלושה פולימרים שמתאחדים לפולימר סופי אחד. לגו – אולי המוצר הכי נפוץ שמיוצר מ-ABS. זה חומר שעמיד בטמפרטורה, אם נשאיר אותו ברכב לא יקרה לו כלום. יש לו חוזק מכני מאוד מאוד טוב, יש לו עמידות לחומרים כימיים, לממיסים, פרט לאצטון. הוא נפוץ וזמין, הוא ייצר חלקים מאוד חזקים.

הבעיה ש-ABS בהדפסה הוא מאוד מאוד מפונק. ABS, רשום פה מתעוות בהדפסה, כשיש לי מדפסת שיושבת בחדר והיא עובדת באזור ה-200 ומשהו מעלות והחדר הוא נניח 20–25 מעלות, ברגע שהחלק מתקרר וכשהוא מתקרר במהירות (כי זה הפרש טמפרטורות די גבוה), נוצרים מאמצים שבעצם גורמים לניתוק של הקצוות ממישטח הדפסה. לכן ABS מומלץ להדפיס בסביבה שהיא קצת יותר מבוקרת טמפרטורה, לרוב איזשהו מכל שיכיל את המדפסת וישמור על טמפרטורה יחסית גבוהה. בנוסף, ABS במהלך ההדפסה הוא מפיץ אדים. האדים האלה לא נעימים ולא הכי בריאים לנשימה, לכן תמיד מומלץ אם מדפיסים ABS או שהחדר יהיה מאוורר, או שיהיה איזושהי מערכת פילטור. היום יש מדפסות שמגיעות עם מערכות פילטור ובעצם הן קולטות את האדים האלה. בנוסף הוא רגיש לשמש, יותר נכון להגיד שהוא רגיש ל-UV. זאת אומרת, אני לא יכול להציב משהו מ-ABS בחוץ, כי עם הזמן הוא יתפרק בעקבות החשיפה לשמש. ואמרנו, כמו כל החומרים להדפסה, הוא סופח לחות, פשוט ל-ABS זה קצת יותר דומיננטי מ-PLA. דיוק הדפסה גבולי – זה נובע מהעניין הזה של הקירור. יש לו התכווצות קצת יותר גדולה, לכן זה משהו שצריך לקחת בחשבון. אז ככה לסכם: חלקים טובים וחזקים, אבל חומר שהוא מאתגר להדפסה.

נעבור לחומר הבא שלאליי הוא המועדף, חומר שנקרא PETG. בעצם זה איזשהו חומר שהוא דומה לפלסטיק שבבקבוקי שתייה, בקבוקי מים לצורך העניין עשויים, אבל בא עם איזשהו שינוי. אפשר להגיד שהוא שילוב בתכונות של PLA ו-ABS. זאת חומר שהוא יותר קל להדפסה מ-ABS, יש לו חוזק מכני מאוד מאוד טוב, הוא עמיד לחום, הוא גם לא יתוות בחשיפה ל-70–80 מעלות, ועמידות כימית מאוד מאוד טובה. החיסרון שלו זה שהדיוק במידות לא מושלם. כש-PETG מותך אז הוא מאוד מאוד צמיגי, אז זה קצת מקשה על המדפסת לדחוף אותו החוצה, לכן זה קצת משפיע על הדיוק במידות. סופח לחות, בסדר, אמרנו זה כולם. חומר יותר יקר ביחס ל-PLA, אם מדברים באחוזים הוא באזור ה-בין 30% ל-50% יותר יקר מ-PLA, דומה במחיר ל-ABS. ונדבק למשטח הדפסה – צריך לדעת על איזה משטח להדפיס אותו בשביל בעצם... יש לו אדהזיה מאוד מאוד טובה, הדבקה מאוד מאוד טובה, וזה יכול להרוס משטחים. אז זה באמת חומר שהוא טוב מבין העולמות, אם אנחנו רוצים חלק שהוא גם קל להדפסה, אבל גם יש לו איזושהי עמידות הנדסית, אז PETG זה החומר.

וחומר נוסף שבתקופה האחרונה עולה, נקרא ASA. זה איזשהו שדרוג ל-ABS, בעצם זה... אפשר להגיד בפשטות שזה ABS משופר. הוא עמיד בטמפרטורה יותר מ-ABS, סימנתי את ההבדלים המהותיים בצהוב: חוזק מכני דומה ל-ABS, עמיד לחומרים, עמיד לחשיפה לשמש, הוא לא מושפע מהקרינת UV של השמש, לכן אין בעיה להשתמש בו בחלקים שנחשפים לשמש. הוא מתחיל להיות מאוד מאוד נפוץ. החסרונות: אופן ההדפסה שלו מאוד מאוד דומה ל-ABS, והוא גם הרבה יותר יקר מ-ABS. אז זה מאוד מאוד תלוי מה רוצים, אבל חלקים חזקים מכנית, קצת יותר קל להדפיס אותם, ושיהיו עמידים, יותר עמידים מ-ABS, אז ASA זה הפתרון.

פה פירטתי, כי אני באמת הרחבתי על הנפוצים ביותר, אבל יש עוד המון המון המון חומרים. TPU – זה פוליאוריטן, חומר גמיש. פוליקרבונט – פלסטיק מאוד מאוד קשיח. ניילון – אמרנו, חומר הנדסי, פלסטיק הנדסי מאוד מאוד טוב. PVB, HIPS – זה גם חומר גמיש. חומרים שהם קצת יותר מתקדמים, פחות רציתי לתת להם את הדגש, אבל באמת שאין סוף לעולם הזה ולמגוון, וכל החומרים שציינתי קיימים באינספור צבעים ועם תוספים שזה נראה מתכתי, או נראה כמו עץ, או תוספים שזוהרים בחושך. כמובן שזה משליך על אופן ההדפסה וצריך לעשות התאמות, אבל אלה בגדול בטכנולוגיה הזאתי.

נעבור לחומרים ב-SLA, אז אמרנו SLA משתמש בשרף, או רזין, פולימר נוזלי. במצב הגולמי שלו הוא לא קשיח, במהלך ההדפסה בחשיפה לקרינה הוא מתקשה. וגם פה, אי אפשר לשים להם כותרת כי כל חברה יש לה את השם שלה, אבל לרוב השם שלה מתבטא בתכונות. אם אנחנו רוצים משהו שהוא מאוד מאוד קשיח, משהו שהוא גמיש, אז לרוב ככה יקראו לחומר. יש חומרים שהם מתאימים לשימושים דנטליים, כל מיני שעוות ליצור תבניות, או ליצור תבניות לתכשיטים, חומרים גמישים, חומרים עמידים לטמפרטורה, אין לעולם הזה סוף.

היתרונות, אמרנו, גם של השיטה וגם של החומרים, זה הדיוק במידות. עיבוד משלים מינימלי בגלל הדיוק הגבוה, חוץ מהסרת התומכות וההקשייה הסופית, אני לא צריך על החלק עצמו לעשות איזשהו עיבוד נוסף. חוזק ועמידות בהתאם לחומר, צפיפות ואטימות – החומרים האלה יוצאים מאוד מאוד צפופים ואטומים, לא מכילים חללים. יש מגוון רחב כמו שציינתי.

גם הטכנולוגיה וגם חומר הגלם יותר יקרים. החלפה של חומר – בגלל שאנחנו עובדים לרוב בתור המשתמש הביתי, אנחנו נעבוד עם אמבט הדפסה אחד, חייבים לרוקן את השרף הנוזלי בזהירות, יכול להיות שיש חלקיקים שנשארו בתוכו, אז צריך גם לסנן, חייבים לנקות את זה טוב טוב, זה להתעסק עם כל מיני ממיסים לנקות, לבדוק שהוא לא עושה זיהום של חומר אחד עם השני כשאנחנו מחליפים נוזלים. שורה תחתונה: המון המון התעסקות. וחוץ מהמדפסת עצמה, אמרתי, צריך גם את האמבט לשטוף בו את החלקים משאריות השרף שנישאר, וגם צריך עוד איזשהו מתקן שהוא חושף את החלק לאותה קרינה בשביל הקשייה סופית. אז זה מכשיר ומכשיר ומכשיר, בסוף יוצא שהטכנולוגיה הזאתי מאוד מאוד יקרה אל מול הטכנולוגיית FDM.

## מתכות

נעבור עכשיו מתכות, נישה מאוד מאוד מתפתחת בתעשייה. כל יום, אני אגזים, כל חודש קמים סטרטאפים או רעיונות או כל מיני גישות שונות איך להדפיס מתכת. הכי נפוצות שיש היום: SLS, כמו שציינו עם הפלסטיק, עם הניילון, כנא"ל במתכות, איזשהו מכל אבקה מתכתית שבעזרת לייזר עוברת סינטור, חלקיקים נדבקים ויש לנו חלק. SLM – אותה תצורה רק שהחלקיקים לא עוברים הדבקה, אלא הם עוברים התכה. EBM – אותה צורה רק מקור אנרגיה אחר. ו-Binder Jetting – בעצם יש לי את אותו מכל אבקה, רק שאני לא יורה איזושהי קרן אנרגטית, אני מרסס דבק. אני מרסס דבק, הוא מחזיק את האבקה לכדי צורה, ברגע שאני מחלץ את החלק מתוך האבקה, אני מכניס אותו לתנור ובתנור חלק עובר אותו תהליך סינטור, בעצם חלקיקים נדבקים עד לקבלה של חלק סופי, צפוף ומורמר.

אז יש לנו מגוון רחב של מתכות שאפשר להדפיס בהם: אלומיניום, אחד הנפוצים, חומר שהוא קל משקל ועמיד, משתמשים בו בתעופה ובתעשייה של הרכב. היום יש שירותים, לדעתי יושבים בסין, שאפשר לשלוח את המודל אליהם, מחזירים הצעת מחיר, ואפשר לא בהרבה זמן לקבל את החלק מודפס באלומיניום. ניקל – חומר שהוא משמש לטמפרטורות מאוד מאוד גבוהות, ויש לו עמידות מאוד גבוהה לקורוזיה, לחלודה בשפה פשוטה. נפוץ מאוד בתחום של תעופה ובתחום של אנרגיה. טיטניום – גם חלק שהיום אפשר לקבל באותם קבלנים הביתה, חומר שיש לו חוזק גבוה ומשקל נמוך, משתמשים בו בתעופה, בעולם הרכב ובתעשיית הרפואה, זה חומר שהוא אינרטי בגוף, לכן משמש גם לעולם הזה של רפואה. ונירוסטה – פלדה אל-חלד, חומר המתכתי ההנדסי אולי הכי נפוץ שקיים. יש מגוון עצום עצום עצום של פלדות אל-חלד שאפשר להדפיס, כל אחת עם התכונות שלה, באופן כללי יש עמידות גבוהה לחלודה לקורוזיה, חוזק מכני גבוה, ונמצאות כמעט בכל תעשייה הנדסית שיש.

## חומרים נוספים הניתנים להדפסה

נגע ככה בסוף בחומרים שהם קצת יותר נישתיים:

קרמיקות – היום יש חברות שיודעות להדפיס חומרים קרמיים. זה קרמיקות הנדסיות, פחות הקרמיקות שיש לנו במטבח בבית, זה יותר קרמיקות הנדסיות, חומרים שהם עמידים מאוד מאוד לתנאי קיצון בטמפרטורה וסביבה וחשיפה לחומרים שהם מאוד מאוד אגרסיביים. בעיקר בתעשייה של אלקטרוניקה, של אנרגיה, קצת אווירנאוטיקה אני מכיר. ובעולם הרפואה, קרמיקה היא מאוד compitability, מאוד נוח, היא לא מגיבה עם שום דבר בגוף, אז אפשר ליצור ממנה שתלים גם תוך הגוף וגם שתלים דנטליים, חומרים קרמיים מאוד נפוצים היום כשתלים דנטליים.

חומרים מורכבים – שאני אומר חומרים מורכבים, הכוונה שלי זה חומרים שמכילים סיבים. הסיבים האלה משפרים משמעותית את החוזק של אותו חלק, לרוב זה פלסטיק. אז יש פלסטיקים שמכילים סיבים קצרים והם נותנים איזשהו חוזק, יש טכנולוגיות שמוסגלות על החומר המודפס בפלסטיק להכניס גם סיבים, אם זה סיב פחמן (מה שנקרא carbon fiber) או סיבים אחרים, ובעצם על אותו פולימר נתון להעלות את החוזק שלו המכני משמעותית.

חומרים ביולוגיים – נישה שהיא כרגע עוד בכותרות אקדמיה, הראו בארץ שהצליחו להדפיס לב, כל מיני רקמות, דברים כאלה. אולי בעתיד הרחוק מאוד זה יהיה זה יהיה משהו יותר מציאותי, כרגע זה לרמת המעבדה והאקדמיה בלבד.

והדפסת מזון – היום המון המון חברות, בייחוד בתחום של תחליפי בשר, רוצים לחקות את הטקסטורה או הנראות של נתחים מבשר, הם עושים את זה באמצעות הדפסה כזו או אחרת. כל זה בשביל להתחקות ולעדות.

תחום התלת-ממד, ואני יכול להעיד באופן אישי, בתור אחד שנמצא כבר כמעט 4 שנים בתחום הזה, שזה תחום שהוא בפיתוח אינסופי והולך לנישות הכי מיושנות שיש ועד הכי חדישות שיש, ובאמת שאין לזה סוף.

סיימנו עם החומרים, נעבור קצת לחלק ה... נקרא לזה הבסיס.

## מה זה CAD?

ניגע במה זה CAD. פירוש של CAD זה Computer-Aided Design או עיצוב באמצעות מחשב, נקרא גם תיב"ם. בעצם תוכנה שאני, אני/המהנדס משתמש בה ליצור חלקים. יש תוכנות שהן קצת יותר הנדסיות ומאפשרות ליצור דברים שהם על הפן היותר הנדסי, ויש תוכנות שהן הרבה יותר מאפשרות שאפשר בעצם ממש כמו לפסל בחימר בהם, והן מאפשרות ליצור חלקים באמת כל מה שעולה על רוחכם. נתתי פה כמה דוגמאות: AutoCAD, SolidWorks – מאוד מאוד נפוצה בארץ; Onshape – זו תוכנה חדשה שהיא חינמית והיא יושבת על הענן, לכן לא צריך איזשהו מחשב מאוד מאוד חזק להפעיל אותה, מאוד אינטואיטיבית לשימוש; FreeCAD, OpenSCAD – תוכנות חינמיות; Autodesk Fusion 360 – תוכנה אולי הכי נפוצה בקרב המייקרים בעיקר בחו"ל; CATIA יש, מאוד למהנדסי רכב; Siemens NX, ידוע שבגרמניה משתמשים בזה הרבה; ו-Tinkercad – גם תוכנה של הרבה מייקרים משתמשים בה. באמת שאין ספור תוכנות כאלה, שרוב רובן מציעות את אותו דבר – לייצר חלקים בעצם במחשב.

אז בעצם אותה תוכנה מאפשרת לנו לייצר חלקים מותאמים אישית. מהנדס או יוצר, מייקר, יכול ליצור סקיצה ממוחשבת תלת-ממדית של החלק, לתת לו את המידות, הצורה, כל מה שהוא רוצה. החלק הזה יכול לשמש לבדיקות, הוא יכול לשמש גם כמוצר סופי. היופי גם, בגלל שאנחנו יכולים למדל חלק, לשלוח אותו להדפסה, לקבל אותו בטווח נניח של עד יום, תלוי כמה החלק גדול, ההתאמות שאנחנו יכולים לעשות הן מיידיות, הן על המקום. ואני לא כל פעם צריך לפנות לקבלן, והוא אני מתחייב מולו בשביל שזה לא יהיה כלכלי להדפיס X חלקים, ואז אני מגלה שטעיתי באיזה מידה והלופ הזה הבזבזני, פה יש לי גמישות עיצובית כמעט אינסופית.

ציטטתי פה – איכות ההדפסה היא מאוד גבוהה ואפשר לייצר אבות טיפוס ואף חלקים סופיים. ויש פה את המדפסת פרוסה שאני הבעלים הגאה, פרוסה חברה צ'כית שהנגישה מאוד את הנושא הזה של הדפסת תלת-ממד ביתי, אז מדפסת שעשויה בחלקה מחלקים מודפסים, שבעצם אותם מדפסות מדפיסות חלקים למדפסות אחרות. מדפסת שרצה כבר קרוב ל-6-7 שנים עם אותם חלקים.

## פורמטים נפוצים להדפסה

עיצבתי את החלק בתוכנת CAD, עכשיו אני צריך לשמור את זה באיזשהו פורמט שאיתו אני אוכל להתקדם אל עבר ההדפסה. אז אמרנו, הפורמט הכי ותיק נקרא STL של חברת 3D Systems, פורמט הכי נפוץ, הוא מוצג בעצם לוקח את החלק ופורס אותו לרשת של משולשים. פורמט מאוד מאוד פשוט. כל מדפסת מקבלת אותו, אבל הוא לא יכול להכיל עוד פרטים ומידע.

אז כמה וכמה חברות, לפני לא יודע כמה זמן, שנות ה-2010 כזה, ופיתחו פורמט שנקרא 3MF, קיצור של 3D Manufacturing Format. פורמט שהוא כמו ה-STL, רק יותר מתקדם. הוא יכול להכיל את כל המידע שדרוש להדפסה, אם זה צבע של חומרים, טקסטורות, איזה חומר, עצירות במהלך ההדפסה ודברים כאלה, 3MF יכול להכיל הכול.

ו-AMF זה איזשהו פורמט חדש יחסית. הוא מאוד מאוד דומה ל-3MF, רק שהוא פחות נפוץ למשתמש הביתי, אולי קצת יותר למשתמשים תעשייתיים, הוא יכול לתמוך ביצירה של כל מיני מבנים יותר מורכבים. פחות נפוץ למשתמש הביתי.

## מאיפה מורידים מודלים קיימים?

מאיפה מורידים מודלים קיימים? היום באמת שיש אינספור מקורות ואינספור אתרים, וכל חברה שמכורת מדפסות מנסה ליצור לה איזושהי מאגר חלקים וקהילה של חלקים שאפשר להוריד ממנה.

אז האתרים הגדולים והפופולריים ביותר למודלים להדפסת תלת-ממדית, שלרוב כל מה שעולה על רוחכם שאתם צריכים בו איזה צורך כנראה שיש שם, ציינתי פה שניים כאלה: Thingiverse ו-Printables. אפשר למצוא שם בצורה נגישה כולל תיאור של החלק ואופן ההדפסה שלו באתרים האלה.

יש את MyMiniFactory, מציע גם מאגר מאוד מאוד גדול, ששמה הדגמים מי שמעלה בודק את החלק להדפסה. יש חלקים שהם רק מודל תלת-ממדי ולאו דווקא מי שהעלה אותם הדפיס אותם, באתר הזה אז גם בדקו את המדפסתית נקרא לזה.

יש את אתר Cults, שזה איזושהי פלטפורמה שמשמשת גם לשיתוף, אבל גם מעצבים או אנשים שמעלים את החלקים יכולים בעצם למכור אותם, אפשר לרכוש משם חלקים ממעצבים.

Pinshape – גם, תוכנה שמאפשרת לעצב ולמכור חלקים או עבודות, ואפשר להוריד משם.

GrabCAD – זה המאגר אולי הכי גדול לחלקים הנדסיים ומודלים תלת-ממדיים הנדסיים, שהרוב הגדול שם הוא חינמי.

יש עוד באמת המון המון אתרים שמציעים חלקים, אם זה חינם ואם זה לקנות ממעצבים, פה ציינתי את העיקריים שיש. אותם מעצבים ואנשים שמעלים את החלקים יכולים להעלות בכל מיני פורמטים, ככלל אצבע, לא יודעים איזה פורמט, להוריד STL זה תמיד עובד.

## Slicer והגדרות חשובות

עיצבנו את החלק בתוכנת CAD, או הורדנו, שמרנו את זה בפורמט STL או 3MF, או הורדנו חלק באותם פורמטים, מה עכשיו? איך אנחנו בעצם שולחים את זה למדפסת?

לפני שאנחנו שולחים למדפסת, אנחנו חייבים להעלות את זה לתוכנה שנקראת Slicer, ציינתי את זה בהתחלה, Slicer מלשון slice. תוכנה שלוקחת את החלק התלת-ממדי ופורסת אותו בעצם לפרוסות. בעצם בתוכנה הזו אני מקבע את כל הפרמטרים שאני רוצה מהמדפסת במהלך ההדפסה, אם זה עובי הדופן – לאו דווקא אני ארצה להדפיס עובי דופן אחד, יכול להיות שהחלק טיפה יתוות ואני רוצה, וגם הוא יהיה מאוד מאוד חלש, אז אני ארצה לשלוט על עובי הדופן בשביל להקנות לו חוזק. יכול להיות שיש חלקים שהם גיאומטרית מאוד מאוד מסובכים ואני צריך להגדיר להם תומכות. איך אני מגדיר להם תומכות? כמה צפופים התומכות? באיזה תצורה תומכות? כל הדברים האלה קורים ב-Slicer. מהירות ההדפסה, אני רוצה לבצע החלפת צבע, החלפת חומר במהלך ההדפסה, כל הפרמטרים האלה נקבעים בתוכנת ה-Slicer. הם מאפשרים לי גם בעצם, ברגע שאני נקרא לזה פורס את החלק, אני יכול לראות כל שכבה מה בעצם קורה, איך ראש ההדפסה נה, מה מתבצע, איזה אזורים הם אזורים שצריכים תמיכה ואין להם תמיכה או אזורים שתלויים באוויר וכן הלאה. זו בעצם תוכנה עם המון המון המון אפשרויות.

גם כמו האתרים, גם כל יום קמים להם שידרוגים, התוכנות קוד פתוח. אז כל חברה שמייצרת מדפסת ויוצאת לשוק, משנה קצת ויוצאת עם גרסה שלה ל-Slicer, שאולי יותר מתאימה למדפסת שלה, אולי ממציאה כל מיני פיצ'רים שלא קיימים ב-Slicer הנפוץ והשגור יותר. המון המון תוכנות אלה מביניהם.

הגדרות חשובות שה-Slicer בעצם שולט עליהם, פה שמתי את ארבעת החשובות לדעתי:

מהירות ההדפסה – בעצם אנחנו יכולים להדפיס במהירות מאוד מאוד גבוהה ולמתוח את קצה היכולת של המכונה, של המדפסת, אבל מן הסתם זה יפגע לנו משמעותית באיכות של החלק. חלק שיוטפס מאוד מאוד מהר, א' כל המדפסת יוצרת ויברציות, והחומר אולי לא מספיק להתחמם בשביל להיות מותך ולצאת כמו שצריך, אז זה פרמטר גם שצריך לקבע. רוב ה-Slicerים מגיעים עם פרמטרים קבועים, לפעמים עם ניסוי וטנייה צריך להתאים את זה באמת לאותו חומר שאנחנו מדפיסים.

שכבה ראשונה – בעצם שכבה מאוד מאוד קריטית, היא קובעת לנו איך החלק, אם החלק יתפס על משטח ההדפסה. אם אני אדפיס גבוה מדי, הפלסטיק לא יישב כמו שצריך על משטח ההדפסה, ואז בעצם במקרה הטוב זה ידבק קצת ואז יכול להיות שנבנה עוד ועוד חומר זה השתחרר, במקרה הכי גרוע על ההתחלה יהיה לנו חוט ספגטי כזה שמטייל לו על המדפסת. ואם אני מדפיס מאוד מאוד קרוב, אני בעצם מקשה על החומר לצאת מראש ההדפסה, ואז גם לא יהיה לי פה איזשהו גוש חומר כזה שמנסה לצאת. אז שכבה ראשונה היא מאוד מאוד קריטית, רוב המדפסות זה אחד הדברים הראשונים שמגדירים אותם. חלק מהמכונות עושות איזשהו כיול ראשוני אוטומטי, אבל עדיין זה שכבה שהיא קריטית וחייבים להגדיר אותה.

גובה שכבה – בעצם פה זה איזשהו trade-off בין איכות לבין מהירות הדפסה. ככל שהעובי שכבה שאני בונה הוא יותר יותר קטן, הרזולוציה, הפרטים שאני אקבל הם הרבה יותר טובים והחלק ירגיש הרבה יותר חלק, אבל אני פורס את אותו חלק להרבה יותר שכבות, אז יקח הי הרבה יותר זמן להדפיס אותו. אז הכל שאלה של מה הצורך או מה אנחנו רוצים.

מילוי וצפיפות מילוי – בטכנולוגיית FDM, בעצם כל החלקים שאנחנו מדפיסים, כאיזושהי ברירת מחדל בשביל לחסוך חומר, כי לרוב אין כל כך צורך, הם באים לא חלולים לגמרי, אבל חלולים. המילוי נקרא infill, הוא יכול לבוא בשלל צורות: צורות שהן יותר אומנותיות נקרא לזה, או צורות שהן קצת יותר הנדסיות ונותנות חוזק. ככל שאני אעלה את צפיפות המילוי, ככה החלק שלי יהיה יותר חזק, אבל אני פה מבזבז במרכאות יותר פלסטיק וגם מגדיל את זמן ההדפסה, כי אני דוחף יותר פלסטיק בכל שכבה. אז שוב, הכל זה שאלה של מה אני רוצה: אם אני רוצה חלק הנדסי חזק, אני אעדיף לעבוד באחוזי ציפות גבוהים יותר, infill גבוה יותר, או צורת ה-infill שתגדיר לי את החוזק, ואם אני רוצה חלק שהוא נטו אסתטי, יכול להיות שבשביל לחסוך זמן וחומר אני אבחר צפיפות שהיא יותר נמוכה ואיזשהו infill יותר יפה או מאוד מאוד פשוט בשביל לקצר זמנים.

כל הפרמטרים האלה מגיעים כולם עם איזשהו ערכי default שה-Slicer מגדיר לנו, שהם טובים ויפים, אבל עם הזמן ועם הניסיון והניסוי וטנייה שהמשתמש עושה, הם ככל הנראה ישתנו. זה הכל תלוי מה המשתמש רוצה מהחלק שלו.

נעבור לעוד עניין שה-Slicer מגדיר וזה תומכות. שמתי פה שתי דוגמאות מאוד מאוד פשוטות: מצד שמאל זה מתייחס ל-FDM, מצד ימין לטכנולוגיית SLA.

עוד פעם, כשאנחנו רוצים להדפיס איזשהם גיאומטריות שהן תלויות באוויר נקרא לזה, אני מדבר כרגע על FDM, אז אנחנו צריכים להשתמש בתומכות. אז גם בתומכות יש לי המון המון משחק: אני יכול להגדיר תומכות בצפיפות שלהם מאוד מאוד דלילות, אבל אז גם החומר שישב על אותם תומכות יהיה לו פחות תמיכה, הוא יהיה כמובן, אז הטיב פני שטח שלו יהיה יותר נמוך, אבל יהיה לי יותר קל מצד שני לנתק את התומכות. אם אני אעשה תומכות הרבה יותר צפופות, חלק שאני אקבל טיב פני שטח שלו יהיו יותר טובים, אבל יהיה לי הרבה יותר קשה לנתק, כי אני מתעסק ברבה יותר חומר שתומך בחלק.

גם למיניהם, תומכות יש כל מיני סוגי תוואים: זה יכול להיות תומכות של שתי וערב, זה יכול להיות תומכות שנראות כמו ענפים של עץ, אני יכול כל פרמטר שאני רוצה אני יכול לשלוט בתומכות. הכי פשוט זה תומכות שעשויות מאותו חומר שאני מדפיס בו, למכונות הפשוטות. מכונות שנרגע יש להם שני ראשי הדפסה שיכולים לעבוד בוא נגיד על אותו חלק לא במקביל, אבל לסירוגין, אז אני יכול להשתמש בחומר שהוא או שהאדבקה שלו לחומר שאני מדפיס בו את החלק היא לא טובה ואז בעצם חומר רק מונח, אבל הוא לא נדבק, ואני מקבל את התמיכה, או יש חומרים שהם מסיסים במים או בחומרים אלכוהוליים למיניהם, שאני יכול להדפיס על גבם, ואז להכניס את החלק עם התומכות שלו לאותו חומר שממיס את התומכות, וכעבור כמה זמן התומכות יתמוססו והחלק לא, ואני אקבל חלק בעצם סופי.

אז יש, בוא נגיד, תומכות חיצוניות, שזה לרוב ממישטח ההדפסה ומעלה שתומך לי באותם חלקים שהם באוויר אמרתי, ויש גם תומכות פנימיות. אם יש לי בחלק חללים, כדים, חריצים, שאני רוצה לתמוך בהם, אז תומכות פנימיות, שאיתם צריך משנה זהירות כי אני בעצם סוגר כמות חומר, אמנם היא לא חזקה מכנית מאוד מאוד גבוהה או היא לא מאוד צפופה, ואני עדיין סוגר את זה בתוך איזשהו חלל סגור, ויכול להיות שיהיה לי יותר קשה להוציא את זה משם, אז זה גם משהו שצריך לקחת בחשבון.

משפט קצר על SLA: ציינתי את זה קודם, כל חלק ב-SLA חייב בתומכות, זה קשור להדבקה של החומר למשטח הדפסה. אם אני אדפיס את החלק לרוב, ה-Slicerים גם לא יתנו את זה, אבל אם אני אדפיס את החלק ישירות על המשטח הדפסה, בגלל עניינים של מתח פנים, כמה הנוזל מנסה למשוך את עצמו למשטח, החלק כנראה לא יידבק והוא יקרוס חזרה לתוך הנוזל. לכן, כמו שמאויר בצד ימין, חייבים תומכות, תומכות מאוד מאוד עדינות, מאוד קל לפרק אותם, אבל לפעמים משאירות קצת שוואנצים על פני השטח.

נעבור לבעיות נפוצות בהדפסה, אני מתמקד רק בטכנולוגיית FDM. נלך מימין למעלה עם כיוון השעון:

אז עיוותים: כשאנחנו מדפיסים מאוד מאוד קריטי ב-ABS כמו שציינתי, אבל זה יכול להיות גם בחומרים שהגדרתי אותם שהם יותר קלים להדפסה, אם אנחנו מדפיסים חלקים שהם מאוד מאוד גדולים, הקצוות שלהם יכולים להתרומם ולהתנתק, שזה לרוב קורה בגלל איזשהו קירור לא אחיד של החלק. אם יש לי קצה לעומת המרכז, המרכז הוא יחסית עדיין חם, הקצה כבר התקרר, נוצרים המאמצים שבעצם גורמים לניתוק של הקצוות ממישטח הדפסה. היום אפשר להכניס בתוכנת Slicer brim – בעצם, תדמיינו זה כמו איזה שטיח, שכבה אחת שהיא מאוד מאוד רחבה, שהיא מעגנת את החלק למשטח, מאוד קל לנתק אותה, היא לא משאירה תוואי על החלק, והיא בעצם עוזרת לנו בהדבקה ולמנוע שהחלק יתוות. כמו כן, אפשר גם להשתמש בדבק stick, דבק בספר, הוא משפר מאוד את ההדבקה של הפלסטיק למשטח, וזה דבק שנשטף במים, מאוד קל לנקות אותו, ואז גם זה מאוד עוזר לנו למקרה שאנחנו חווים עיוות או רוצים למנוע את זה מלכתחילה.

חוטים או זליגה – זה נקרא oozing או stringing. בעצם כשאנחנו מדפיסים, מאוד מאוד קשה לשלוט בפלסטיק המותך, ובמהלך התנועה של הראש כשהוא לא מדפיס, הוא יכול איזשהו תוצר לוואי וזה בסוף מסתכם בכיול מאוד מאוד מדויק של המדפסת, יכול לגרום לאיזה שהן שערות כאלה במהלך התנועה שלו, גם כשהוא לא מוציא חומר. בעצם בגלל שהפולימר הנוזלי הוא נוזלי, אז הוא מנסה ככה לברוח לו מראש ההדפסה, ויוצר את אותם חוטים או oozing, שזה פשוט כמו גושים קטנים של החומר. לרוב אפשר למנוע את זה בהדפסה עם טמפרטורות טיפה יותר נמוכות, ואז החומר טיפה יותר צמיג, פחות נוזלי, ויוצר פחות ממה שהיינו רוצים. או עם ה-זה נקרא retraction, או כמה ראש ההדפסה כשהוא לא מדפיס מושך את החומר פנימה, ואז בעצם ממזער מאוד את היצירה של התופעות אלה.

הזזת שכבות או layer shifting – תופעה שלא קורית הרבה, אבל לרוב היא קורית בגלל בעיות מכניות של המדפסת. בעצם, אני מדפיס שכבה, אני מצפה שהשכבה הבאה תלכוד בדיוק עליה, אבל בגלל שיש לי אם זה רצועות שלא מתוחות כמו שצריך, או תנועה שהיא לא חלקים, השכבה הבאה תודפס באיזשהו אופסט, ואז אני לקבל חלק שהוא עם איזושהי הזזה. אז זה לרוב בדיקה ומתיחה של הרצועות שמזיזות את הצירים, ושימון הצירים המתכתיים, וכיוונון של אותם מנועים של המדפסת, באמת לוודא שהמדפסת עובדת בצורה הכי חלקים ונכונה שלה.

עכשיו יש לנו under-extrusion ו-over-extrusion. בעצם זה המונח המדויק זה תפוקת חומר לקויה או תפוקת חומר יתר. בעצם או שאני לא מוציא מספיק חומר במהלך ההדפסה, או שאני מוציא יותר מדי חומר. שני התופעות אלה לא רצויות, כי בסוף אני לא לקבל את הצורה שארצה. under-extrusion, חוסר בחומר, לרוב זה קורה מזה שיש איזשהו חסם בראש ההדפסה, או עניינים של טמפרטורה שהיא נמוכה מדי ולא מאפשרים לי לדחוף את החומר החוצה, או ברמה היותר גבוהה, איזשהם הגדרות שגויות ב-Slicer. אנחנו מזיזים את ההגדרות ואנחנו יודעים שהם טובות, אז לרוב זה מסתכם בלנקות את ה-nozzle, את הדיזה, לבדוק שמערכת ההזנה היא עובדת כמו שצריך. לרוב זה מבוסס על גלגלות שדוחסות בצורה כזו את החומר, יכול להיות שאחת הגלגלות השתחררה, או הם לא יושבות בדיוק אחת על השנייה, זה משהו שצריך לשים לב אליו.

over-extrusion – מוציאים יותר מדי חומר, אנחנו מרימים יותר חומר שהיינו רוצים על כל שכבה ושכבה, זה מה יכול לגרום לחלק שנראה הרבה יותר גס ולאפילו עד לעיוותים. אז זה לרוב מסתכם או טמפרטורות הדפסה מאוד גבוהות ואז החומר לנו הרבה יותר נוזלי ויוצר קל לו לצאת, יותר ממה שהיינו רוצים, או הגדרות הדפסה שנגויוות. אז כנאל זה מסתכם בטמפרטורה והגדרות.

והבעיה הנפוצה האחרונה – חסימת דיזה או nozzle clogging. ראש ההדפסה יכול להיסתם ואז לא יצא חומר, או שהיציאה היא חלקית. זה יכול להתרחש מהחלפה של חומרים שלא נעשתה בצורה טובה ולא ניקו את כל השאריות, בייחוד אם זה חומרים שונים, ואז יכול להיווצר לנו איזושהי חסימה, או שיש לנו חסימה על גבי הנוזל ולא מאפשר לנו להוציא חומר. וכרגיל, כמו שציינו בהרבה מהבעיות, הגדרות לא נכונות, פשוט לא מאפשרות לחומר לצאת, או שנעשות תמונות מאוד מהירות את הנוזל. והפתרונות המיידיים זה לבדוק שהחומר בהגדרות שאנחנו משתמשים בו יוצא כמו שצריך, שהנוזל, הדיזה היא לא סתומה, ואם צריך, לרוב דיזות היום הפשוטות הן מאוד מאוד זולות, פשוט להחליף לנוזל חדש. לרוב זה גם ישפר, אחרי X זמן שאנחנו משתמשים באותו נוזל, ישפר מאוד את איכות החלקים שאנחנו מדפיסים.

תיקונים אפשריים לאחר ההדפסה: אם צריך, אם רצינו להוציא חלק יחסית מהר והתפשרנו על האיכות, יש דברים שאפשר לעשות. או באופן כללי אם אני עובד עם מכונות שהם פשוטות ואני לא רוצה להתעסק בהחלפה של חומר ויוצא לי בצורך העניין חלק בצבע אחד ואני רוצה להוסיף לו עוד צבעים, אז מה שאני יכול לעשות זה לצבוע. היום מאוד... זה פלסטיק, מאוד קל לצבוע, יש המון חומרים שמאפשרים צביעה של פלסטיק ברמה מאוד מאוד טובה, באים בצורה של ספריי, שאפשר לצבוע, חומרים אקריליים. מה שכן, חשוב להשתמש בחומר שנקרא פריימר, בעצם חומר שמקשר מאוד מאוד את ההדבקה בין החלק שלי מ-פולימר, מפלסטיק, לבין הצבע. ולרוב יש גם פריימרים היום שמיועדים לחלקים מודפסים, שיש להם איזשהו נפח והם ממלאים את החללים הקטנים בין השכבות, ואז בעצם מחליקים לי את החלק.

חלקים מודפסים גם, בשביל להעלים אותם, את אותה שכבתיות, אפשר ללטש עם נייר זכוכית, או במכונות, ולהחליק פני השטח של החלק עד באמת לרמת גימור מאוד מאוד גבוהה.

אפשר למלא את החלקים אם זה בכל מיני פילרים, יש כל מיני חומרים אפוקסים שאפשר למרוח ומאוד נוזליים לפני שהם מתקשים, ואז הם ממלאים בצורה מאוד עדינה את החללים, אבל לא פוגעים יותר מדי ברזולוציה. וכמובן שכל החומרים אילו ניתנים לליטוש ולצביעה.

וחיזוק – ניתן להוסיף חלקי מתכת, אם זה לחזק את החוזק המכני. כמובן שעוד כשאני מעצב את החלק אני חייב לאפשר חלל לאותם חיזוקים. מאוד מאוד נפוץ להוסיף במהלך הדפסה או אחרי ההדפסה אם עשיתי חריץ ייעודי, להוסיף חלקים כמו ברגים ואומים שאני אוכל בעצם להתממשק לאותו חלק שהדפסתי. ואפשר גם להדפיס... סליחה, להדביק חלקים אחד לשני, אם זה באמצעות דבקים... יש היום דבקים שזה כמו ריתוך במרכאות. בעצם הם ממיסים קלות פני השטח שהם פוגשים, ואז אני יכול לחבר שני חלקים מאותו חומר בעזרת הדבק הזה, שהוא בעצם מדביק לי אותם... שני החלקים בצורה הנוזלית של החומר, ודבקים כמו סופר גלו, אפוקסי וכן הלאה.

נעבור, שמתי פה כמה ערוצי מידע. יש באמת אין ספור אתרים וערוצי יוטיוב, אני שמתי פה כאלה שאני ממליץ ואוהב באופן אישי, שאני תמיד הולך אליהם כשאני נתקל באיזושהי בעיה, או שאני סתם רוצה להעשיר את הידע שלי.

אז השלושה עליונים: שלושה ערוצי יוטיוב – CNC Kitchen, בחור גרמני שעושה סרטונים והסברים רמה הנדסית שלא תבייש אף מהנדס או חוקר באוניברסיטה, הסברים מאוד מאוד פשוטים ובקורות על מכונות ומדפסות מסוימות, לכן אם מישהו מתלבט, הוא יכול לפנות לערוץ הזה, לראות לפני שהוא רוכש מדפסת.

הערוץ הבא נקרא The Next Layer. The Next Layer – ערוץ של בחור ישראלי שעושה באמת עבודה... הוא עושה המון המון המון ניסויים, אם זה בכל מיני חומרים וסוגי מדפסות ותצורות של מדפסות וחומרים אקזוטיים, והכול הוא מנגיש בצורה מאוד מאוד פשוטה, מאוד מומלץ לראות.

והערוץ השלישי נקרא Slant 3D. בעצם Slant 3D זו חברה שהמודל שלה זה חוות מדפסות, יש להם בעצם האנגר עם המון המון מדפסות custom made שלהם, והם מציעים שירותי הדפסה ללקוחות שרוצים להדפיס חלקים בכמות גדולה, באיזה חומר שהם רוצים, באיזה תצורה, פשוט שולחים את החלק והם מדפיסים. והמנכ"ל של החברה באותו ערוץ יוטיוב נותן המון המון המון טיפים איך בעצם לעצב חלקים ייחודיים לטכנולוגיית הדפסת תלת-ממד, כי היום אנחנו רגילים לחלקים מטכנולוגיות יותר קונבנציונליות, מיושנות, ואנחנו לא מתאימים את החלק לטכנולוגיה של הדפסה. אז הוא בא קצת לשבור את הגישה הזו, ונותן טיפים איך לעצב חלקים מאוד מאוד טובים.

ואתרים – אתרים שעושים גם ביקורות על סוגי מדפסות, גם מסבירים על הבדלים בין חומרים. ציינתי פה שלוש: All3DP, All About 3D Printing, 3D Printing Industry, ו-Simplify3D. אתרים שלא פעם ולא פעמיים השתמשתי בהם אם זה להבין איזה חומר אני צריך להשתמש, בעיות שנתקלתי בהם במהלך ההדפסה ורציתי למצוא פתרון, או באופן כללי לפני רכישה של מכונה הם גם עושים סקירות מאוד מאוד רחבות.

זהו, אם יש למישהו שאלות, אני רואה בצ'אט שיש כמה שאלות. זה הזמן.

אני אקרא את השאלה מהצ'אט: הדפסה של מעגלים אלקטרוניים, של ארדואינו.

אני אתן על זה חצי משפט: זה קצת מחוץ לפוקוס של ההרצאה הזאתי, ואפשר גם להסביר את ההסברים למה יש הבדלים. PCB (Printed Circuit Board) זה גם כן עולם מרתק של הדפסות תלת-ממד, זה עולם של מה שנקרא board designers, מעצבי בורדים, שעובדים עם תוכנות טיפה שונות. הם לא עובדים עם SolidWorks, הם עובדים עם Altium Design ותוכנות דומות כאלו, או ORCAD, דברים כאלה. זו אומנות אחרת לחלוטין. סתם fun fact כזה: אנחנו פותחים קורס שיתן עוד ידע בחומרה בשביל מי שמעניין אותו אלקטרוניקה ומעגלים. אנחנו מפרסמים את זה בהמשך. ושם יהיה יותר צלילה לתוך העולם של ה-PCB. ההרצאה הזאתי עסקה בעולם של ה-3D עבור מייקרים שיכולים לעשות packaging לארדואינו שלהם, כמו שראינו במחזור הקודם שבחור הדפיס תותח לייזר ודברים כאלה. וזה המסגרת. אקח לעומר אם להשלים או אם מישהו רוצה עוד שאלות, אז זה הזמן.

עוד שאלות, חברים?

אוקיי. אם אין לנו עוד שאלות, אז מה שאני אעשה כרגע, אני אחזור לשקופית שהראיתי לכם על הסילבוס של הקורס, ואני אדון איתכם על זה משהו שמי שנרשם לקורס צריך להשלים אותו. וכמובן עומר יישאר איתנו עוד 5 דקות למי שהוד רוצה שאלות, ואני בהזדמנות זו ממש אודה לו על ההרצאה ועל הידע ועל החומר שהוא העביר. והוא כאמור זמין גם לחניכי וסטודנטים של הקורס בקבוצה שלנו. אתם יכולים לשאול אותו שאלות, להתייעץ על הדפסות תלת-ממד. גם בקהילה הייעודית של הדפסות תלת-ממד יש שם המון ידע, ואפשר להחליף רעיונות, למצוא מישהו שידפיס לכם חלקים וכיוצא בזה. ובקהילה הגדולה, שאנחנו כבר 630 חברים, שזה לגמרי כיף לראות שהיא גדלה ומתפתחת.

ואני בשלב הזה, ברגע שנפלה המצלמה, קפצתי פה לסילבוס. ואתן לכם ככה סיפור מסגרת, ואני קצת אתן שיעורי בית למי שנרשם לקורס כדי שנוכל לרוץ בקורס. מסומן גם איפה הלכנו כאן ב-20 בחודש, בהדפסות תלת-ממד. סיימנו את החלק הזה, מי שכאמור נרשם לקורס אני אשלח לו את הלינק ויהיה לו גישה להקלטה. לאחר מכן אנחנו מתחילים על הארדואינו, שזה חלק שמדבר על הנדסת חשמל והמחשבים שלו.

אתם עדיין לא רואים את המסך שלי, נכון? אז אני אסביר את זה גם בקבוצה.

מה שאנחנו צריכים ממי שהתחיל בקורס, נשלח בקרוב קישור ל-setting up a development environment, שזה חשוב לנו כדי שאנחנו נתחיל לפתח. הסביבת פיתוח של ArduinoJS מורכבת מכמה תוכנות, ביניהן Visual Studio Code, שזה עבור מייקרים תוכנה חדשה. מי שילך ל"אודות" בקהילה, אז יכול למצוא הרמת סביבת פיתוח. אני אשלח את זה גם בקבוצה של הקורס.

ונעבור על זה שנייה ותראו שזה מאוד מעניין.

אוקיי, זאת הרמת סביבת הפיתוח שלנו: כמובן Chrome, Git (שזו תוכנה סופר חשובה ואנחנו ניגע בה גם בקורס), Visual Studio Code (שזה ה-editor, ה-IDE שאנחנו משתמשים בו ב-ArduinoJS), ו-Node.js שזה הבק שלנו. יש פה ממש הסבר מדויק איך לעשות את זה, ואני צריך שתשימו לב גם לאותיות הקטנות, מה שכתוב פה, שזה להוסיף את הסביבת פיתוח של C++ וב-Python: Add to PATH, שזה סופר חשוב. למי שיש Mac, החלק הזה לא רלוונטי כי זה מגיע כבר מובנה במערכת ההפעלה, אבל ה-Python חשוב מאוד, הוא גם כן מוסיף את זה ל-PATH אוטומטית. ואנחנו בעצם אומרים שלום ל-IDE של הארדואינו הקלאסי, ופעם אחת אנחנו מורידים פירמטה, צורבים את זה לבורד ומתחילים לפתח ArduinoJS.

את החלק הזה של הסביבת פיתוח אשמח שבזמן הקרוב תתקינו, ובעצם תעברו בו על השלבים ותמשיכו את הפרויקט של הזרוע, הפרויקט הראשון של הזרוע שלנו כדי לוודא שהסביבת פיתוח עובדת. יש פה הסבר שלב אחר שלב, זה מופיע גם ב-Drive, גם באודות של הקורס, בדיוק מה לעשות וזה פשוט יקצר לנו את הזמנים ונוכל ללמוד ברצף מאשר להתעסק עכשיו בהתקנות. מי שמסתבך, דברים כאלו, דברו איתי. יש לנו את התשובות והפתרונות להכול, עברנו דרך ואנחנו כבר לגמרי מכירים את כל הבעיות ואת כל הטריקים ואת כל השטיקים של התוכנות האלו על מערכות ההפעלה השונות, ככה שאני לא יבהיל אם יש לכם שגיאות, תנסו לפתור אותם לפי המדריך הזה ולעקוב אחרי הגרסאות, ואם איכשהו עדיין יש לכם תקלה דברו איתי ונפתור לכם את זה.

אנחנו כאמור שבוע הבא יש לנו בחירות. אנחנו מארגנים וובינר שיהיה גם כן פתוח לכל הקהילה ממי שאחראי על הקהילה של האופן סורס שמחפשי עבודה, שקוראים לה "מעקף", שאנחנו משתפים איתו פעולה ודיברנו איתו המון על אופן סורס והוא רוצה וישמח לבוא להרצות לקהילה, כי הוא רוצה גם עוד מוחות שיתרמו לאופן סורס. זה שבוע הבא, גם כן לא קשור למסגרת הקורס אלא במסגרת הקהילה הגדולה.

ולאחר מכן כבר בתחילת מרץ אנחנו מתחילים מצוללים לקורס, והייתי שמח שכבר תהיה לכם את הסביבת פיתוח הזאתי עומדת.

עוד משהו שהזכרתי זה כל מי שנרשם לקורס המלא שלחנו לו את הקיט לכתובת שהוא מילא את ההסכם התקשרות, ככה שאני מעריך שלא השבוע אלא במהלך או שבוע הבא או עוד שבועיים, כי יש גם יום בחירות באמצע, שזה יום מנוחה, לא עובדים בו, הקיט יגיע אליכם. אם בא עוד שבועיים, לא שלישי הבא, שלישי לאחר מכן לא הגיע, תרימו דגל, יש מעקב אז אפשר לראות בדיוק איפו זה. אתם גם כן צריכים לקבל SMS על המספר שהזנתם ותוכלו לעקוב אחרי איפה נמצאת החבילה. ואם לא קיבלתם, אני אשלח לכם את המספר מעקב של החבילה שלכם.

זה העניינים שקשורים לקורס. אני אשמח להקדיש את ה-10 דקות, רבע שעה שנשארו למי שיש שאלות, ויש לנו נושאים שעוד לא ברורים לו. וכמובן אם אתם רוצים אפשר לעבור על הסילבוס ולשאול שאלות ולצלול לדברים שמעניינים אתכם ולהבין בדיוק מה הם עושים, ובמידה ואתם רוצים, ומי שפחות רלוונטי לו, אז גם יכול לרדת. ואנחנו ניפגש גם שבוע הבא במיטאפ, בוובינר של האופן סורס, וגם עוד שבועיים בתחילת הקורס, בחלק של הארדואינו.

איפה מתחילים? כל פעם שאני רוצה להתחיל עכשיו למשל לעשות את המשימה שנתת, לאן אני נכנס?

הרמת סביבת פיתוח? כן, אין בעיה. יש איזה עמוד בית כזה שאם ממנו אני הולך לכל הקישורים?

כן, תיכנס, אתה בקבוצה של ArduinoJS ישראל, יש לך description, יש לך "אודות" של הקהילה. רשום לך שם איזה חפירה על מי אנחנו, מה אנחנו, ואז יש לך להרמת סביבת פיתוח ותחילת עבודה. אני אשלח פה גם את הלינק הזה, כי זה לינק שהוא חשוב.

זאת אומרת, יש לינק שמרכז את הלינקים, זה מה שאני שואל, או שזה אחד הפעמים הלינק הזה?

פעם אחת אתה מתקין את כל התוכנות האלה. זה ברור לי, סבבה. שאלה: פעם הבאה של הקורס, בשיעור הבא, יהיה משהו אחר שצריך למצוא ולהוריד ולהתעסק איתו? זה יהיה מרוכז במקום אחר?

לא, אתה לא תצטרך להוריד שום דבר.

לא יודע, הדרכות, הסברים, לא יודע. אריאל, לא יודע מה...

קיבלת ברגע שנרשמת למייל שנרשמת איתו גישה ל-Google Drive של הקורס, לאותו מייל גם קיבלת זימונים, אתה תקבל הרשאה למייל שלך לכל ההקלטות והחומרים הרלוונטיים שקשורים לקורס. הסביבת פיתוח זה אתה צריך לעשות את ה-setup הזה כמה שיותר, אתה יודע, בזמן הקרוב בשאיפה, כדי לראות שאנחנו יכולים להתחיל לדבר ArduinoJS ולהתחיל לפתח.

אני מקווה שעניתי. יש פה איזה שאלה בצ'אט: "עומר, אתה רוצה לענות עליה? יש מדפסות שמדפיסות מלמעלה למטה ולצידן, מה עדיף?"

אם אני מבין נכון את השאלה, יש מדפסות בעצם שהמיטה היא נשארת סטטית בגובה, ומה שעולה ויורד זה ראש ההדפסה, ויש מדפסות שהמשטח הדפסה, המיטה, מתחילה גבוה והיא מתקדמת יורדת למטה. אין כזה הבדל משמעותי מבחינת איכות החלק. אם אני יוצא מנקודת הנחה שהמיטה סטטית בציר ה-X וה-Y במרחב, זאת אומרת התנועה שלה היא רק עולה ויורדת, כשאני מכניס תנועה הלוך-חזור באחד הצירים, לרוב זה X או Y, אז אני מכניס יותר רעש בחלק. לרוב מדפסות שהמשטח הדפסה או סטטי או רק עולה ויורד כל שכבה, הרבה יותר יציבות ואיכות החלקים יהיו יותר טובים מאשר מדפסות שהמשטח הדפסה נה באיזשהו ציר. מקווה שזו הייתה הכוונה בשאלה.

נראה fair enough. עוד שאלות, חברים? משהו שלא הבנתם? אדמיניסטרציה של הקורס? הדפסות תלת-ממד? מה אנחנו הולכים ללמוד ואיזה הרפתקה אנחנו הולכים לעבור יחד? משהו שאתם רוצים לשאול באופן כללי שעוד לא הבנתם? אז בבקשה, אנחנו לרשותכם.

שרגא גמור. תודה רבה לעומר על ההרצאה המעניינת הזאתי.

תודה. תודה על ההקשבה למי שהיה.

את כל העדכונים כמובן אני אשלח לכם בקבוצה של הקורס, ברגע שההקלטה תהיה מוכנה, לוקח קצת זמן ב-Cloud עד שהיא עולה. ותציפו אם יש לכם בעיות בהתקנה של הסביבת פיתוח, אנחנו רוצים לצלוח כמה שיותר מהר לתוך העניינים. ומניסיון של מחזורים קודמים, עדיף לעשות את זה ככה בסבבה שלכם לבד, סוג של שיעורי בית.

וזהו, שיהיה לכם המשך ערב מדים, חברים.

תודה רבה.

בבקשה.

תודה רבה לכל מי שהצטרף להרצאת הפתיחה של קורס הפיתוח Arduino JS. אנחנו בתחילת סמסטר של המחזור השני של קורס שמשלב מיקרו-בקרים ופיתוח קוד. אנחנו בעצם מלמדים את הסטודנטים והסטודנטיות שלנו לדבר ולתקשר עם Arduino בעזרת JavaScript.

היתרון ב-JavaScript הוא מובהק: בראש ובראשונה הוא נותן לנו יכולת ליצור User Interface, ממשק בינינו לבין מסך בטכנולוגיית ווב מתקדמת, שזה מה שאנחנו רגילים מהטלפונים שלנו, מהאפליקציות שלנו ומכל אתר אינטרנט שאנחנו גולשים בו, ולהצליח להפעיל בעזרת ה-JavaScript את ה-Arduino, שזה המיקרו-בקר הכי נפוץ, ידוע ומוכר בעולם, שנותן לנו אין-סוף אפשרויות לפרויקטים שבאמת אין גבול לדמיון מה אפשר לעשות.

כדי להשלים את התמונה ולהיות מייקרים אמיתיים, ומתוך צורך שעלה בקהילה, אנחנו מתחילים עם הרצאה של תלת-ממד שתאפשר לכם לקבל אינסנטיב על לרצות להוציא לפועל פרויקטים עם מוצרים פיזיים אמיתיים. אנחנו ניגע בזה בהרצאה פה. לא צריך להיות מהנדסים, צריך פשוט להקשיב, לדעת מה הפרמטרים, מה הז'רגון המקצועי של העולם הזה, וגם נראה מאיפה מורידים חלקים ואיך רוכשים עוד ידע רלוונטי.

מי שלא שם לב, נפתחה קבוצה ייעודית להדפסות תלת-ממד, שבקבוצה הזאת חבר'ה מתייעצים על איזה מדפסת לקנות, מתייעצים על חומרים, ויכולים לקבל המון ידע מקצועי. אני עכשיו שולח פה בצ'אט למי שרוצה להצטרף לקבוצה הזאת. זו קבוצה שהיא נטו הדפסות תלת-ממד. כל מה שלא ידעתם לשאול ואתם רוצים ידע, גם עומר, המרצה שלנו, נמצא שם.

זו הזדמנות להציג אותו: עומר בן דוד. למדנו יחד תואר ראשון, שנינו עשינו תואר ראשון בחומרים יחד. עומר החליט שזה לא הספיק לו והמשיך לתואר שני בחומרים. מעבר לפן האקדמי והתיאורטי של כל העולם של מה זה בכלל החומר ואיך הוא מתנהג ומה התכונות שלו, עומר גם המשיך מעבר לאקדמיה לעולמות ה-R&D בחברות שמפתחות מדפסות. עד לא מזמן הוא עבד ב-XJet, ועכשיו הוא עבר לחברה שמדפיסה ציפויים למשקפיים, חברה שיושבת בפתח תקווה, וכרגע היא על הגל.

אני אתן לו להמשיך להציג ולקחת מפה את המושכות כי חבל על הזמן. אם יש לכם שאלות תוך כדי, שאתם רוצים בצ'אט, אתם יכולים לכתוב אותן. תוך כדי ההרצאה אם יש שאלה רלוונטית, נענה עליה, ואם לא, אנחנו נשאיר בסוף זמן לשאלות. בבקשה עומר, הבמה שלך.

תודה לשחף, תודה לכל מי שהקדיש את הערב להצטרף אלינו. בשעתיים הקרובות אני אנסה להעביר את נושא התלת-ממד בצורה כמה שיותר פשוטה.

רקע כללי עליי בנושא הזה: חוץ מכל הרקע האקדמי והמקצועי שלי, נכנסתי לעולם של תלת-ממד באזור 2017 כשחיפשתי לקנות מדפסת ראשונה. בתחילת 2018 התחדשתי במדפסת, ומאז השיגעון התחיל. זה באמת ג'וק שאפשר לעשות כול דבר איתו, החל מהדברים הכי שטותיים ועד דברים מאוד מאוד פרקטיים, אם זה לבית, הייתי מדפיס גם לעבודה הרבה דברים. זה זמין וזה מיידי. מקווה שבסוף ההרצאה גם תנסו איכשהו להיכנס לזה.

נעבור בקצרה על הנושאים שניגע בהם בהרצאה ואז נצלול פנימה. בעצם כל מה שחשוב בשביל להתחיל להדפיס: נעבור בקצרה על הגדרות ויסודות, נעשה סקירה היסטורית קצרצרת, התפתחות טכנולוגיות, ואז נעבור על טכנולוגיות מבוססות ביתיות ותעשייתיות קטנות שקיימות היום בשוק. אחרי זה ניגע בחומרים נפוצים לשני סוגי טכנולוגיות ההדפסה הנפוצות. ניגע קצת בדברים היותר נישתיים, נקרא לזה, או קצת יותר תעשייתיים – מתכות ועוד כל מיני חומרים. ניגע במה זה CAD, כלים מאוד חשובים, איפה אפשר להוריד מודלים קיימים, ואיזו תוכנה עושה לי את הקישור בין המודל למדפסת, נקרא Slicer. ניגע בבעיות שנפוצות בהדפסות והמלצות על מידע נוסף. וכמו ששחף ציין, נשאיר מקום לשאלות בסוף.

אני אישית מעדיף ששאלות העשרה או ידע, שזה משהו קונקרטי שלא מובן על אותו שקף, להשאיר לסוף, כי זה לא קוטע לי את הרצף וגם לי יש נטייה להיסחף בתשובות, אז בשביל לשמור על ה-flow של ההרצאה תשתדלו להשאיר את זה לסוף.

## הגדרות ויסודות וסקירה היסטורית

הדפסה תלת-ממדית היא טכנולוגיית ייצור שמאפשרת לנו ליצור גוף תלת-ממדי מתוך מודל ממוחשב. היא עושה את זה באמצעות יצירה של חלק משכבות. אנחנו אורמים, בשיטה כזו או אחרת, שכבה על גבי שכבה עד שיש לנו גוף תלת-ממדי.

יש שתי גישות ייצוריות בתעשייה: אחת נקראת top-down, שזה בעצם אני לוקח חומר גלם, מעבד אותו, מוריד ממנו חומר עד שאני מגיע לצורה. ושיטה אחרת נקראת bottom-up, שבעצם אני יוצר את הצורה אך ורק מהחומר שאני צריך. אז בעצם הדפסת תלת-ממד היא בקירוב טוב bottom-up, שאין לי בזבוז חומר בהשוואה לשיטה הראשונה, ה-top-down. ואחת ההטבות הכי גדולות זה גמישות עיצובית. חלקים תלת-ממדיים אפשר לעצב אותם בשונה כמעט מכל טכנולוגיה ייצורית אחרת שקיימת. אתם יכולים לראות את הצורה הזו מצד שמאל, יכול להבטיח לכם שאף טכנולוגיית ייצור אחרת אי אפשר לעשות את הדבר הזה חוץ מהדפסת תלת-ממד. ואאם כן, זה יעלה המון המון כסף ולא יהיה כדאי עד כדי לא אפשרי.

השלבים: אני מתחיל באיזשהו מודל, כזה שאו יצרתי או הורדתי מודל קיים. אני מעלה את המודל לתוכנה שנקראת Slicer. למה Slicer? כי היא פורסת את המודל לפרוסות. היא מוציאה לי קובץ שאותו אני מעלה למדפסת, מתחיל את ההדפסה ובסוף אני מקבל חלק.

ניגע בקצרה בהיסטוריה. בשנות ה-80 דוקטור הידאו קודאמה (Hideo Kodama), דוקטור יפני, המציא שתי שיטות לייצור חלקים תלת-ממדיים בעזרת הקשייה של חומר בחשיפה לקרינת UV.

אחרי זה צ'אק הול (Chuck Hull) רושם פטנט על שיטה שנקראת פוטוליתוגרפיה, שבעצם אותה שיטה זה להקשות פולימר, פלסטיק נוזלי, בחשיפה לקרינה. והוא מקים את חברת 3D Systems, חברה שקיימת עד היום. והוא רושם את הפטנט המשמעותי הראשון בכל העולם הזה של מדפסות, ואותה חברה גם ממציאה את פורמט STL, שזה פורמט מאוד נפוץ לקבצי תלת-ממד.

בהמשך, סקוט קראמפ (Scott Crump) מחברת Stratasys ממציא את שיטת ה-FDM. FDM זה trade mark של Stratasys, עקרונית אסור להשתמש בו לתאר טכנולוגיית הדפסה זהה בחברות אחרות, יש לזה כינוי אחר.

עוד ציון דרך משמעותי: דוקטור אדריאן בוייר (Adrian Bowyer), דוקטור להנדסת מכונות בריטי, מייסד את קהילת RepRap, שזו קהילת קוד פתוח למדפסות. הוא בעצם בנה מדפסת שנקראת Darwin, שהיא בנויה מכל מיני חלקים מכניים מאוד פשוטים ועוד חלקי פלסטיק שהוא הדפיס. בעצם יצר מדפסת שהמטרה שלה זה להדפיס חלקים לייצור עוד מדפסות. וזה בעצם פתח את הצוהר להמון חברות – MakerBot, Prusa, וכן הלאה – להקים חברות שמבוססות על מדפסות שקל לבנות והן ביתיות.

ציננתי את MakerBot; Formlabs זו עוד חברה שמדפיסה באמצעות פוטוליתוגרפיה; Ultimaker, Prusa, והמון חברות קמו בעקבות זה שמנגישות את המדפסות כבר לצרכן הביתי, פחות לתעשייה הכבדה, ועם הזמן גם משפרות את האמינות.

התפתחות טכנולוגיות: רוב המדפסות היום שאפשר לקנות נקראות Plug and Play. קונים, מוציאים מהקופסה, מחברים שלושה ברגים, מחברים את זה למחשב או לטלפון (יש כבר אפליקציות ייעודיות למדפסות), ופשוט אפשר לשלוח אליהן קובץ והן עובדות מהקופסה.

## טכנולוגיות הדפסה

עכשיו נתחיל להתעמק בטכנולוגיות עצמן. הטכנולוגיה הראשונה ואולי הנפוצה ביותר לקהל הביתי נקראת FDM.

FDM, הפירוש של זה זה Fused Deposition Modeling. בעצם בתרגום: מידול באמצעות התכה והפקדה. זה נקרא גם FFF – Fused Filament Fabrication – ייצור בעזרת חוט מותך. שבו בגדול אנחנו מעבירים חוט פלסטיק דרך ראש הזרקה מחומם, נקרא גם Nozzle או דיזה. מהצד השני יוצא חוט דק, ובעצם עם אותו ראש הדפסה אנחנו מציירים שכבה על גבי שכבה את הצורה שאנחנו רוצים.

סכמה מאוד פשוטה: נתחיל מימין לשמאל. מימין יש לנו סכמה של Print head, ראש הדפסה, שמחולק לשני אזורים: החלק העליון נקרא cold end או החלק הקר, והחלק התחתון נקרא hot end או החלק החם. בעצם מה שקורה, יש לנו חוט שמוזן מלמעלה דרך ה-cold end עד שהוא מגיע לאזור החם ושם הוא מותך.

שואלים אולי למה אני צריך שני אזורים. אם הייתי מחמם את כל ראש ההדפסה, בעצם כל החומר מהכניסה שלו היה מותך ולא הייתי מצליח לדחוף חוט חומר החוצה מתוך הדיזה שנמצאת בחלק התחתון. לכן אני חייב ליצור הפרדה מאוד ברורה בין האזור הקר, שהוא מקורר על ידי צלעות קירור ומאוורר לרוב, לבין האזור החם. שתמיד יהיה לי חומר לא מותך שידחוף את החומר המותך, והוא בתורו יותך.

מצד שמאל יש סכמה פשוטה של איך מתבצעת ההדפסה. יש לנו גליל, נקרא spool, גליל של החוט, הוא מוזן לתוך ראש ההדפסה. ראש ההדפסה נע ימינה, שמאלה, למעלה, למטה (או שהבמה נעה למעלה, למטה), ובעצם ככה שכבה על גבי שכבה מייצרת לנו את החלק התלת-ממדי.

כיום יש שלוש תצורות נפוצות. אעבור מימין לשמאל:

הראשונה והכי נפוצה עד לא מזמן לתחום הביתי נקראת Bed Slinger. תרגום מאוד פשטני זה "מיטה נעה". בעצם משטח ההדפסה נע על ציר, וראש ההדפסה נע בשני צירים. זו מערכת שהיא מאוד פשוטה לבנייה ולתחזוקה, אבל זה שמשטח ההדפסה נע, זה אומר שגם החלק שאני מדפיס הוא כל הזמן בתנועה, שזה יכול להכניס לי כל מיני בעיות.

תצורה אחרת, שהיא הרבה יותר יציבה ועד לאחרונה הייתה יותר יקרה, אבל כשנכנסו כל מיני חברות לשוק שייצרו מדפסות ובעצם הוזילו את העלות, זה נקרא Core XY. אלו מדפסות שמאפשרות מהירויות הרבה יותר גבוהות ומערכת הרבה יותר יציבה. למה? כי ראש ההדפסה בעצם עושה את כל התנועה – הוא נע גם על ציר X וגם על ציר Y, והמיטה עצמה רק עולה ויורדת. אז התנועה של המיטה היא לא קיצונית כמו ב-Bed Slinger.

ויש עוד תצורה פחות נפוצה לשוק הביתי שנקראת Delta. בעצם היא לא נעה בשלושה צירים כמו שתי הטכנולוגיות האחרות, זו איזושהי תנועה סימולטנית על גבי שלושה עמודים. מדפסות מאוד מהירות, אבל הרבה יותר קשות לתחזוקה, נישתית פחות לשוק הביתי.

ניגע עכשיו בקצת יתרונות וחסרונות.

יתרונות של הטכנולוגיה: קודם כול היא זולה, יש מגוון רחב של חומרים שאפשר להדפיס איתם, מאוד פשוטה ונוחה להתעסקות ולתחזוקה. יש גמישות מאוד גבוהה בקביעת הפרמטרים להדפסה, והיא נפוצה מאוד וזמינה.

חסרונות: איכות הדפסה. בסוף הפרמטרים העיקריים שקובעים לנו את איכות ההדפסה זה איכות המכונה. יש מגבלות גיאומטריות – אי אפשר להדפיס ברזולוציות מאוד גבוהות וחלקים מאוד גדולים (מן הסתם צריך מדפסת הרבה יותר גדולה ואז היציבות נפגעת). פני שטח לא חלקים, תמיד, לא משנה עד כמה המדפסת יציבה, יראו וירגישו את השכבתיות. רעש וריח – כמו כל מכונה היא עושה רעש, וריח – יש חומרים שפולטים כל מיני אדים וריחות לא נעימים. יש צורך בתמיכות – לא כל גיאומטריה אפשר להדפיס, כי אז בעצם אנחנו יוצרים מצב שיש פלסטיק באוויר, ופלסטיק באוויר סופו לקרוס. חייבים בדרך כזו או אחרת לתמוך בו, ואז זה מוסיף לנו גם בזבוז של חומר וגם עוד זמן בהדפסה.

נעבור לטכנולוגיה נוספת, הכי ותיקה, SLA.

SLA זה קיצור של Stereolithography. בעצם יש לנו נוזל שנקרא פוטופולימר. זה איזשהו פלסטיק נוזלי שמכיל חלקיקים שמגיבים לחשיפה לקרינה, לרוב זו תהיה קרינת UV. באותה חשיפה לקרינה החלקיקים האלה מתקשים, ואז אנחנו מקבלים פלסטיק מוצק, ככה בפשטות.

סכמה מאוד פשוטה של הטכנולוגיה: יש לנו את הבמה שנעה על ציר, היא פוגשת את האמבט. יש לנו בעצם אמבט שמכיל את הפוטופולימר הנוזלי. הבמה עולה ויורדת, היא כל פעם פוגשת מחדש את האמבט. ויש לנו מתחת לאמבט איזשהו מקור אור, שהוא בעצם או נדלק ונכבה בהתאם לצורה שאנחנו רוצים באותה שכבה, או שיש איזושהי קרן אור/לייזר שמוסטת ומציירת לנו את אותה שכבה. שורה תחתונה: איפה שהחומר פוגש אור, הוא מתקשה. וככה הבמה עולה שכבה-שכבה ואנחנו יוצרים את החלק.

בטכנולוגיה הזו קיימות שלוש תצורות. נתחיל מהכי זולה להכי יקרה:

הראשונה זה בעצם LCD או MSLA. מתחת לאמבט של החומר קיים מסך LCD כמו בטלוויזיה. פשוט פיקסלים נדלקים או נכבים והם בעצם או מסתירים או מציגים את מקור האור מאחורה, ואז כשהפיקסלים נדלקים/נכבים הם יוצרים לנו את הצורה לאותה שכבה. שיטה הרבה יותר זולה משתי האחרות, אבל יש כמובן trade-offs והדיוק הוא קצת יותר נמוך.

DLP: שיטה שמשתמשת בקרן אור ומיקרו-מראות שנשלטות חשמלית, והן בעצם מכוונות את קרן האור בדיוק למקום שאני רוצה לחשוף את הנוזל בו. פה גם אורך החיים של המערכת הרבה יותר גבוה, וגם הרזולוציה שאני יכול לקבל הרבה יותר גבוהה, מה שכן – זו מערכת יותר יקרה.

ולבסוף SLA משתמשת בקרן לייזר שמוכוונת על ידי מערך של מראות וגם מייצרת איזשהו תוואי לצייר לנו שכבה-שכבה את החלק. וגם כאן, מערכת הרבה יותר יקרה, אבל איכות ההדפסה שלה יותר גבוהה.

נעבור ליתרונות וחסרונות. לטכנולוגיה הזו יש יכולת להגיע לדיוק הרבה יותר גבוה, רזולוציה הרבה יותר גבוהה. בשונה מ-FDM, בעקבות זאת פני השטח חלקים, השכבתיות כמעט ונעלמת. יש פחות עיוותים והתכווצויות – השיטה הזו היא לא מבוססת על התכה והתקררות של פלסטיק ולכן אין עיוותים כתוצאה מזה. ייצור חלקים אטומים – זה אומר שהחלק הוא אטום, אנחנו נדבר על זה בנושא של FDM, מה שמאפשר לי ליצור חלקים שיוכל לעבור בהם נוזל או איזשהו תווך גזי. והיא נפוצה מאוד וזמינה. יש עשרות אם לא מאות חברות ודגמים של מדפסות מהסוג הזה, רוב רובן בצורה של LCD לשוק הביתי, וכמובן שיש גם לסמי-תעשייתי ותעשייתי.

חסרונות: העלות גבוהה, זו לא הטכנולוגיה הכי זולה. נדרשות תמיכות – בגלל דברים שקשורים להדבקה של חלקים על במת ההדפסה, כל חלק חייב להיות מודפס עם איזשהן תמיכות, אמנם תמיכות שמאוד קל לשבור, אבל זה תמיד משאיר איזשהו חיספוס יחסי על החלק, מה שבסוף מצריך עוד טיפול משלים. זמן הדפסה ארוך – נגזרת ישירה של הרזולוציה, מן הסתם עובדים על הרבה יותר שכבות אז יקח הרבה יותר זמן להדפיס. טיפול וניקיון – בסוף אני עובד פה עם פלסטיק שהוא נוזלי, תמיד יהיו לי שאריות, אני חייב לנקות את החלק מהשאריות האלו. זה מצריך ממני איזשהו אמבט ניקיון, התעסקות עם עוד חומרים כימיים. ויש עוד מתקן שהוא בעצם עושה איזושהי חשיפה סופית לוודא שהחלק עבר את הקשייה שלו עד הסוף. לסיכום: האיכות מאוד גבוהה, אבל זו טכנולוגיה שמצריכה התעסקות.

נעבור לטכנולוגיה נוספת בנושא של פולימרים: טכנולוגיה שהיא לא נפוצה ולדעתי אפילו לא זמינה למשתמש הביתי, אבל יש הרבה חברות קטנות שמציעות את השירות הזה. נקראת טכנולוגיה של SLS – Selective Laser Sintering, או סינטור בעזרת לייזר.

סינטור זה תהליך של הדבקה של חלקיקים. פה אין עניין של התכה או הקשייה באמצעות איזשהו מקור אור. בעצם אנחנו מתחילים מאיזושהי אבקה והיא עוברת סינטור, אותה הדבקה. והטכנולוגיה הזאתי היא בלעדית לחומר שנקרא ניילון. לניילון יש כל מיני נגזרות, אבל הטכנולוגיה הזו עובדת על פניו על החומר הזה בלבד.

איך בעצם הטכנולוגיה הזו עובדת? בחלק העליון יש לי את אותו מקור לייזר שהוא מנותב בעזרת סט של מראות ומצייר לי שכבה על גבי שכבה את האזור שאני רוצה להקשות. יש לי במה שכל פעם אנחנו מכסים אותה עם שכבה דקה של אותה אבקת ניילון. וברגע שאנחנו מסיימים להקשות את האזור שאנחנו רוצים באותה שכבה, הבמה יורדת כעובי השכבה למטה, וכמו מערוך דוחף לי ופורס לי עוד אבקה בעובי השכבה שאני עובד בו.

זה מה שקורה בחומר: יש לי קרן לייזר שעוברת ומציירת את התוואי שאני רוצה, היא מסנטרת, יותר נכון, את הפלסטיק, וככה זה קורה שכבה על גבי שכבה. והיתרון פה זה שאין לי צורך בתמיכות, כי האבקה שלא התקשתה תומכת לי באבקה המוקשית.

נגע בהם עכשיו: אמרתי, אין צורך בתמיכות. בעצם אני עובד בתוך אמבט של אבקה, אז האבקה שלא התקשתה תומכת לי באבקה המוקשית. העמידות גבוהה – עובדים בניילון ונגזרותיו, ניילון זה חומר הנדסי מאוד טוב, יש לו חוזק מכני מאוד טוב, יש לו גמישות די טובה, הוא עמיד מאוד בחשיפה לגם תנאי סביבה וגם כימיקלים. אין צורך בעיבוד משלים, אין צורך להסיר תמיכות. בגלל שאנחנו עובדים באבקה, לרוב האבקה היא מאוד דקה ועדינה, וזה מה שמגדיר לי את טיב פני השטח ואיכות החלק, אז לרוב אני לא אצטרך לעשות איזשהו עיבוד משלים קרי ליטוש או דברים כאלה. וגם זה באופן ישיר משפיע לי על הדיוק, אז רמת הדיוק פה היא מאוד גבוהה. מתאים לייצור בחלקים בכמויות קטנות. בעצם יש לי את מכל האבקה הזה, אני יכול תיאורטית למלא את כולו באותו חלק או בכל מיני חלקים שונים, כי בסוף האבקה החופשית תומכת לי בחלקים, אז אני לא מוגבל להדפיס חלק אחד כל פעם או כמות חלקים מאוד קטנה. אני יכול להדפיס בתוך נפח אמבט האבקה המון פעמים באיזושהי מטריצה כזו.

חסרונות: עלות מאוד גבוהה, אלה מערכות לא ביתיות, אולי משרדיות קטנות ומעלה. יש מגבלות בחומרים, זה מסתכם בניילון ונגזרותיו. תהליך איטי, אמרנו: ככל שהרזולוציה יותר גבוהה, ככה התהליך לוקח יותר זמן, במיוחד גם שאנחנו עובדים בקרן לייזר שמשרטטת את זה חלק-חלק ושכבה-שכבה. טיפול באבקה – זה אולי החיסרון הכי גדול פה. בסוף כשעובדים עם אבקניות, חוץ מזה שזה מאוד מלכלך, חייבים לעבוד עם מיגון אישי, אביזרי בטיחות נשימתיים, כפפות. יש לנו לרוב מדפסות כאלה שיגיעו עם כל מיני מערכות לסינון האבקה שהן חצי-אוטומטיות או שכולן בתוך החלקים, אז זה לא מסתכם רק במדפסת. לסיכום: איכות הדפסה אל מול עלות או התעסקות. ושוב, מדפסת כזו היא לא לשימוש ביתי, אבל אם אתם באים בכובע של יזם שרוצה להוכיח ייתכנות של איזשהו חלק, ורוצים את זה קצת יותר ממה שמדפסת ביתית תוכל לספק, יש המון קבלנים שמחזיקים מדפסות כאלו, לא הדבר הכי יקר שיש, וזה מביא חלקים שהם הנדסיים מאוד טובים.

## חומרים נפוצים להדפסה

נעבור לחומרים שמשמשים להדפסה באופן כללי בעולם הזה של תלת-ממד. כשבחירת החומר בסוף היא נגזרת מאופן השימוש בחלק ותנאי הסביבה שאנחנו רוצים שהחלק הזה יעמוד בהם.

הכי נפוצים זה פולימרים, מה שניגע בהרחבה בהרצאה הזו. מתכות, קרמיקות, וחומרים מורכבים למיניהם.

פולימרים: פולימרים זה בעצם מולקולות ארוכות, שרשראות, שנוצרות מחיבור של מונומרים. אפשר לדמיין את זה לחוליות שבסוף מרכיבות שרשרת ארוכה, מונומר שמרכיב פולימר. חומרים שהם מאוד זמינים וזולים, יש מגוון עצום של פולימרים שניתנים להדפסה, כל אחד עם התכונות שלו והגימורים שלו, ובאמת שאין לזה סוף.

היישומים של חלקים: בגלל המחיר הלא גבוה, זה מאפשר הן להדפיס אב טיפוס, זו המילה, ועד לחלקים סופיים. יש חברות שביססו את המוצר שלהם על מדפסות ביתיות ומדפיסים בפולימרים, שזה מספק את התכונות שהם דורשים מהמוצר שלהם.

אז נתמקד עכשיו בפולימר בטכנולוגיית FDM.

החוט בעצם, מושג שגור בתחום, נקרא Filament. זה חוט פלסטיק שמגיע מלופף על גליל או spool, בקוטר של 1.75 מילימטר, זה הכי נפוץ. יש גם 2.85, קצת פחות נפוץ, לי לא יצא להיתקל בקוטר כזה. זה גם מצריך מדפסות שיודעות לקבל קוטר כזה.

הפילמנט בעצם במהלך ההדפסה מוזן לראש ההדפסה, עובר את ההתכה כמו שדיברנו, ואז החומר המותך נפרס על גבי משטח ההדפסה לייצר את האובייקט שלנו שכבה על גבי שכבה.

נתחיל בחומר הכי נפוץ והכי קל להדפסה, הוא נקרא PLA.

PLA – Polylactic Acid. חומר שמופק מתירס שאני מכיר, זכור לי עוד איזשהו מקור שלו טבעי. אז הוא חומר שמאוד קל להפיק ולכן הוא זול. למחזר אותו קצת יותר בעייתי, למרות שזה מופק ממקורות שהם טבעיים. חומר מאוד זול, מאוד קל להדפסה, כמעט ולא צריך להתעסק במדפסת בשביל להדפיס אותו. הוא זמין והוא מגוון והוא מגיע בשלל צבעים, עם כל מיני תוספים. הוא לא מתעוות במהלך ההדפסה, קרי: הוא לא מושפע משינויי טמפרטורה כשהוא יוצא מותך לשלב שהוא מתקרר בחלק הסופי.

חסרונות שלו זה שיש לו עמידות נמוכה לטמפרטורה. בעצם אם נשאיר חלק מ-PLA ברכב, הרכב מגיע לאזור ה-70-80 מעלות בקיץ, ה-PLA לא יעמוד, הוא יתרכך ואם הוא מוחזק או מחזיק משהו, הוא פשוט יתוות ויקרוס.

עמידות מכנית נמוכה: PLA הוא מאוד קשיח. זה אומר שאני צריך להפעיל מאמץ יחסית גבוה בשביל לשבור אותו, אבל השבירה שלו תהיה פתאומית. זאת אומרת, הוא לא יתוות לפני שהוא יישבר, אלא הוא שובר במכה.

בנוסף העמידות הכימית שלו נמוכה, הוא לא עמיד בכל מיני ממסים, הוא סופח לחות. רוב הפילמנטים שיש סופחים לחות, ספיחה של לחות משפיעה לנו בסוף במהלך ההדפסה כי בעצם אנחנו מדפיסים בטמפרטורות שהן הרבה יותר גבוהות מטמפרטורת האידוי של מים, ואז בעצם כשאנחנו מאודים את המים הספוחים, אנחנו יוצרים בועות, והבועות האלה קצת באות לידי ביטוי בפלסטיק המותך.

והתיישנות מראה: עם הזמן PLA מאבד קצת את הגוון, ברק שלו, והוא מפתח איזשהו מראה מיושן כזה. לסיכום: הכי נפוץ, הכי קל, לרוב לא ישמש למוצר סופי, חומר לא הכי הנדסי שיש.

חומר הבא שמאוד נפוץ נקרא ABS.

ABS מורכב משלושה פולימרים שמתאחדים לפולימר סופי אחד. לייגו אולי המוצר הכי נפוץ שמיוצר מ-ABS. זה חומר שעמיד בטמפרטורה, אם נשאיר אותו ברכב לא יקרה לו כלום. יש לו חוזק מכני מאוד טוב, יש לו עמידות לחומרים כימיים, לממסים פרט לאצטון. הוא נפוץ וזמין, הוא מייצר חלקים מאוד חזקים.

הבעיה ש-ABS בהדפסה הוא מאוד מפונק. ABS מתעוות בהדפסה. כשיש לי מדפסת שיושבת בחדר והיא עובדת באזור ה-200 ומשהו מעלות, והחדר הוא נניח 20-25 מעלות, ברגע שהחלק מתקרר, וכשהוא מתקרר במהירות כי זה הפרש טמפרטורה די גבוה, הוא מתעוות. לכן ABS מומלץ להדפיס בסביבה שהיא קצת יותר מבוקרת טמפרטורה, לרוב איזשהו מכל שיכיל את המדפסת וישמור על טמפרטורה יחסית גבוהה. בנוסף, ABS במהלך ההדפסה מפיץ אדים. האדים האלה לא נעימים ולא הכי בריאים לנשימה, לכן תמיד מומלץ אם מדפיסים ABS – או שהחדר יהיה מאוורר, או שיהיה איזושהי מערכת פילטור, היום יש מדפסות שמגיעות עם מערכות פילטור ובעצם הן קולטות את האדים האלה. בנוסף הוא רגיש לשמש, יותר נכון להגיד שהוא רגיש ל-UV, זאת אומרת, אני לא יכול להציב משהו מ-ABS בחוץ כי עם הזמן הוא יתפרק בעקבות החשיפה לשמש. ואמרנו, כמו כל החומרים להדפסה, הוא סופח לחות, פשוט ל-ABS זה קצת יותר דומיננטי מ-PLA. דיוק הדפסה גבולי, זה נובע מהעניין הזה של הקירור. יש לו התכווצות קצת יותר גדולה, לכן זה משהו שצריך לקחת בחשבון. אז לסיכום: חלקים טובים וחזקים, אבל חומר שהוא מאתגר להדפסה.

נעבור לחומר הבא שאולי הוא המועדף: חומר שנקרא PETG. בעצם זה איזשהו חומר שהוא דומה לפלסטיק שבבקבוקי שתייה, בקבוקי מים לצורך העניין עשויים, אבל בא עם איזשהו שינוי. אפשר להגיד שהוא שילוב בתכונות של PLA ו-ABS. זאת אומרת, חומר שהוא יותר קל להדפסה מ-ABS, יש לו חוזק מכני מאוד טוב, הוא עמיד לחום, הוא גם לא יתוות בחשיפה ל-70-80 מעלות, ועמידות כימית מאוד טובה.

החיסרון שלו זה שהדיוק במידות לא מושלם. כשיש PETG מותך, אז הוא מאוד צמיגי, אז זה קצת מקשה על המדפסת לדחוף אותו החוצה, לכן זה קצת משפיע על הדיוק במידות. סופח לחות. חומר יותר יקר – ביחס ל-PLA, נדבר באחוזים, הוא באזור ה-30 עד 50% יותר יקר מ-PLA, דומה במחיר ל-ABS. ונדבק למשטח הדפסה – צריך לדעת על איזה משטח להדפיס אותו בשביל בעצם... יש לו אדהזיה מאוד טובה, הדבקה מאוד טובה, וזה יכול להרוס משטחים. אז זה באמת חומר שהוא טוב מבין העולמות אם אנחנו רוצים חלק שהוא גם קל להדפסה, אבל גם יש לו איזושהי עמידות הנדסית.

וחומר נוסף שבתקופה האחרונה עולה, נקרא ASA. זה איזשהו שדרוג ל-ABS, בעצם אפשר להגיד ABS משופר. הוא עמיד בטמפרטורה יותר מ-ABS. חוזק מכני דומה ל-ABS, עמיד לחומרים, עמיד לחשיפה לשמש – הוא לא מושפע מאותה קרינת UV של الشמש, לכן אין בעיה להשתמש בו בחלקים שנחשפים לשמש. הוא מתחיל להיות מאוד נפוץ. החסרונות: צורת ההדפסה שלו מאוד דומה ל-ABS, והוא גם הרבה יותר יקר מ-ABS. אז מאוד תלוי מה רוצים, אבל חלקים חזקים מכנית, קצת יותר קל להדפיס אותם, ושיהיו עמידים יותר מ-ABS – אז ASA זה הפתרון.

הרחבתי על הנפוצים ביותר, אבל יש עוד המון חומרים: TPU – זה פוליאוריתן, חומר גמיש; פוליקרבונט – פלסטיק מאוד קשיח; ניילון, אמרנו פלסטיק הנדסי מאוד טוב; PVB, HIPS (גם חומר גמיש). חומרים שהם קצת יותר מתקדמים. וכל החומרים שציינתי קיימים באינספור צבעים ועם תוספים שזה נראה מתכתי, או נראה כמו עץ, או תוספים שזוהרים בחושך. כמובן שזה משליך על אופן ההדפסה וצריך לעשות התאמות, אבל אלה בגדול הטכנולוגיה הזאתי.

נעבור לחומרים ב-SLA: SLA משתמש בשרף או רזין, פולימר נוזלי. במצב הגולמי שלו הוא לא קשיח, במהלך ההדפסה בחשיפה לקרינה הוא מתקשה. וגם פה אי אפשר לשים להם כותרת כי כל חברה יש לה את השם שלה, אבל לרוב החומר מתבטא בתכונות: אם אנחנו רוצים משהו שהוא מאוד קשיח, משהו שהוא גמיש, יש חומרים שהם מתאימים לשימושים דנטליים, כל מיני שעוות ליצור תבניות לתכשיטים, חומרים גמישים, חומרים עמידים לטמפרטורה – אין לזה סוף.

היתרונות: הדיוק במידות, עיבוד משלים מינימלי בגלל הדיוק הגבוה חוץ מהסרת התמיכות וההקשייה הסופית, אני לא צריך על החלק עצמו לעשות איזשהו עיבוד נוסף. חוזק ועמידות בהתאם לחומר. צפיפות ואטימות – החומרים האלה יוצאים מאוד צפופים ואטומים, לא מכילים חללים. יש מגוון רחב.

גם הטכנולוגיה וגם חומר הגלם יותר יקרים. החלפה של חומר – בגלל שאנחנו עובדים לרוב בתור המשתמש הביתי, אנחנו נעבוד עם אמבט הדפסה אחד, חייבים לרוקן את השרף הנוזלי בזהירות, יכול להיות שיש חלקיקים שנשארו בתוכו אז צריך גם לסנן, חייבים לנקות אותו טוב-טוב, לבדוק שלא עושים זיהום של חומר אחד עם השני כשאנחנו מחליפים נוזלים. שורה תחתונה: המון התעסקות. וחוץ מהמדפסת עצמה, צריך גם את האמבט לשטוף בו את החלקים משאריות השרף הנשאר, וגם צריך עוד איזשהו מתקן שהוא חושף את החלק לאותה קרינה בשביל הקשייה סופית. אז זה מכשיר ומכשיר ומכשיר, בסוף יוצא שהטכנולוגיה הזאתי מאוד יקרה אל מול טכנולוגיית FDM.

נעבור עכשיו למתכות. נישה מאוד מתפתחת בתעשייה. כל חודש קמים סטארטאפים או רעיונות או כל מיני גישות שונות איך להדפיס מתכת. הכי נפוצות שיש היום: SLS, כמו שציינו עם הפלסטיק, עם הניילון, קנאל במתכות. איזשהו מכל אבקה מתכתית, שבעזרת לייזר עובר סינטור, חלקיקים נדבקים. SLM – אותה תצורה רק שהחלקיקים לא עוברים הדבקה, הם עוברים התכה. EBM – אותה צורה רק מקור אנרגיה אחר. ו-Binder Jetting – בעצם יש לי את אותו מכל אבקה, רק שאני לא יורה איזושהי קרן אנרגטית, אני מרסס דבק. אני מרסס דבק, הוא מחזיק את האבקה לכדי צורה, ברגע שאני מחלץ את החלק מתוך האבקה, אני מכניס אותו לתנור, ובתנור החלק עובר אותו תהליך סינטור, בעצם חלקיקים נדבקים עד לקבלה של חלק סופי, צפוף ומורמר.

יש לנו מגוון רחב של מתכות שאפשר להדפיס בהן: אלומיניום, אחד הנפוצים, חומר שהוא קל משקל ועמיד, משתמשים בו בתעופה ובתעשייה של הרכב. היום יש שירותים, לדעתי יושבים בסין, שאפשר לשלוח את המודל אליהם, מחזירים הצעת מחיר, ואפשר לא בהרבה זמן לקבל את החלק מודפס באלומיניום. ניקל – חומר משמש לטמפרטורות מאוד גבוהות ויש לו עמידות מאוד גבוהה לקורוזיה, לחלודה בשפה פשוטה. נפוץ מאוד בתחום של תעופה ובתחום של אנרגיה. טיטניום – גם חלק שהיום אפשר לקבל מאותם קבלנים הביתה. חומר שיש לו חוזק גבוה ומשקל נמוך, משתמשים בו בתעופה, בעולם הרכב ובתעשיית הרפואה, זה חומר שהוא אינרטי בגוף, לכן משמש גם לעולם הרפואה. ונירוסטה, פלדת אל-חלד, החומר המתכתי ההנדסי אולי הכי נפוץ שקיים. יש מגוון עצום של פלדות אל-חלד שאפשר להדפיס, כל אחת עם התכונות שלה. באופן כללי יש עמידות גבוהה לחלודה, לקורוזיה, חוזק מכני גבוה, ונמצאות כמעט בכל תעשייה הנדסית שיש.

וניגע בסוף בחומרים שהם קצת יותר נישתיים: קרמיקות. היום יש חברות שיודעות להדפיס חומרים קרמיים. זה קרמיקות הנדסיות, פחות הקרמיקות שיש לנו במטבח בבית. אלה קרמיקות הנדסיות, חומרים שהם עמידים מאוד לתנאי קיצון בטמפרטורה וסביבה וחשיפה לחומרים שהם מאוד אגרסיביים. בעיקר בתעשייה של אלקטרוניקה, של אנרגיה, קצת אווירונאוטיקה. ובעולם הרפואה, קרמיקה היא לא מגיבה עם שום דבר בגוף, אז אפשר ליצור ממנה שתלים גם תוך הגוף וגם שתלים דנטליים.

חומרים מורכבים: הכוונה שלי היא לחומרים שמכילים סיבים. הסיבים אלה משפרים משמעותית את החוזק של אותו חלק, לרוב זה פלסטיק. אז יש פלסטיקים שמכילים סיבים קצרים והם נותנים איזשהו חוזק. יש טכנולוגיות שמסוגלות על החומר المודפס בפלסטיק להכניס גם סיבים, אם זה סיב פחמן, מה שנקרא carbon fiber, או סיבים אחרים, ובעצם על אותו פולימר נתון להעלות את החוזק המכני שלו משמעותית.

חומרים ביולוגיים: נישה שהיא כרגע עוד בכותרות האקדמיה, הראו בארץ שהצליחו להדפיס לב, כל מיני רקמות, דברים כאלה. אולי בעתיד הרחוק מאוד זה יהיה משהו יותר מציאותי, כרגע זה לרמת המעבדה והאקדמיה בלבד. והדפסת מזון: היום המון חברות, ביחוד בתחום של תחליפי בשר, רוצות לחקות את הטקסטורה או הנראות של נתחים מבשר, הן עושות את זה באמצעות הדפסה כזו או אחרת.

תחום התלת-ממד, ואני יכול להעיד באופן אישי בתור אחד שנמצא כבר כמעט ארבע שנים בתחום הזה, הוא תחום שהוא בפיתוח אינסופי והולך לנישות הכי מיושנות שיש ועד הכי חדישות שיש, ובאמת שאין לזה סוף.

## תוכנות CAD, פורמטים ו-Slicer

סיימנו עם החומרים, נעבור קצת לחלק הבסיס. ניגע במה זה CAD. פירוש של CAD זה Computer-Aided Design או עיצוב באמצעות מחשב, נקרא גם תיב"ם. בעצם תוכנה שאני, המהנדס/יוצר/מייקר משתמש בה ליצור חלקים. יש תוכנות שהן קצת יותר הנדסיות ומאפשרות ליצור דברים שהם על הפן היותר הנדסי, ויש תוכנות שהן ממש כמו לפסל בחמר בהן, והן מאפשרות ליצור חלקים באמת כל מה שעולה על רוחכם.

נתתי פה כמה דוגמאות: AutoCAD, SolidWorks (מאוד נפוצה בארץ), Onshape (תוכנה חדשה שהיא חינמית ויושבת על הענן, לכן לא צריך איזשהו מחשב מאוד חזק להפעיל אותה, מאוד אינטואיטיבית לשימוש), FreeCAD, OpenSCAD (תוכנות חינמיות), Autodesk Fusion 360 (תוכנה אולי הכי נפוצה בקרב המייקרים בעיקר בחו"ל), CATIA, Siemens NX, ו-Tinkercad. באמת שאין סוף לתוכנות כאלה שרוב רובן מציעות את אותו דבר – לייצר חלקים בעצם במחשב.

אותה תוכנה מאפשרת לנו לייצר חלקים מותאמים אישית. מהנדס או יוצר, מייקר, יכול ליצור סקיצה ממוחשבת תלת-ממדית של החלק, לתת לה את המידות, הצורה, כל מה שהוא רוצה. החלק הזה יכול לשמש לבדיקות, יכול לשמש גם כמוצר סופי. היופי גם, בגלל שאנחנו יכולים למדל חלק, לשלוח אותו להדפסה, לקבל אותו בטווח נניח של עד יום (תלוי כמה החלק גדול), ההתאמות שאנחנו יכולים לעשות הן מיידיות, הן על המקום. ואני לא כל פעם צריך לפנות לקבלן, ואני מתחייב מולו בשביל שזה יהיה כלכלי להדפיס X חלקים, ואז אני מגלה שטעיתי באיזה מידה והלופ הבזבזני הזה נמנע – פה יש לי גמישות עיצובית כמעט אינסופית.

איכות ההדפסה היא מאוד גבוהה, ואפשר לייצר אב טיפוס ואף חלקים סופיים. ויש פה את המדפסת Prusa שאני בעלים גאה שלה, Prusa חברה צ'כית שהנגישה מאוד את הנושא הזה של הדפסת תלת-ממד ביתית. מדפסת שעשויה בחלקה מחלקים מודפסים, שבעצם אותן מדפסות מדפיסות חלקים למדפסות אחרות, ומדפסת שרצה כבר קרוב ל-6-7 שנים עם אותם חלקים.

פורמטים נפוצים להדפסה: עיצבתי את החלק בתוכנת CAD, עכשיו אני צריך לשמור את זה באיזשהו פורמט שאיתו אני יכול להתקדם אל עבר המדפסת. אז הפורמט הכי ותיק נקרא STL של חברת 3D Systems. פורמט הכי נפוץ, לוקח את החלק ופורס אותו לרשת משולשים. פורמט מאוד פשוט, כל מדפסת מקבלת אותו, אבל הוא לא יכול להכיל עוד פרטים ומידע. אז קמו כמה וכמה חברות בשנות ה-2010 ופיתחו פורמט שנקרא 3MF, קיצור של 3D Manufacturing Format. פורמט שהוא כמו ה-STL רק יותר מתקדם, הוא יכול להכיל את כל המידע שדרוש להדפסה – אם זה צבע החומרים, טקסטורות, איזה חומר, עצירות במהלך ההדפסה ודברים כאלה. 3MF יכול להכיל את הכל. ו-AMF זה איזשהו פורמט חדש יחסית, הוא פחות למשתמש הביתי, קצת יותר למשתמשים תעשייתיים, הוא יכול לתמוך ביצירה של כל מיני מבנים יותר מורכבים. פחות נפוץ למשתמש הביתי.

איפה מורידים מודלים קיימים? היום יש אינספור מקורות ואינספור אתרים, וכל חברה שמוכרת מדפסות מנסה ליצור לה איזשהו מאגר חלקים וקהילה של חלקים שאפשר להוריד ממנה. האתרים הגדולים והפופולריים ביותר למודלים להדפסה תלת-ממדית, שלרוב כל מה שעולה על רוחכם שאתם צריכים סביבו איזשהו צורך כנראה שיש שם: Thingiverse ו-Printables. אפשר למצוא שם בצורה נגישה, כולל תיאור של החלק ואופן ההדפסה שלו.

יש את MyMiniFactory – מציע מאגר מאוד גדול, ששמה מי שמעלה בודק את החלק להדפסה. יש חלקים שהם רק מודל תלת-ממדי ולאו דווקא מי שהעלה אותם הדפיס אותם, באתר הזה אז גם בדקו את המדפסתיות שלהם.

יש את אתר Cults, שזה פלטפורמה שמשמשת גם לשיתוף אבל גם מעצבים או אנשים שמעלים את החלקים יכולים למכור אותם, אפשר לרכוש משם חלקים ממעצבים.

Pinshape – תוכנה שמאפשרת לעצב ולמכור חלקים או עבודות, ואפשר להוריד משם.

GrabCAD – זה המאגר אולי הכי גדול לחלקים הנדסיים ומודלים תלת-ממדיים הנדסיים, שהרוב הגדול שם הוא חינמי. יש עוד המון אתרים שמציעים חלקים, אם זה חינמי ואם זה לקנות ממעצבים. אותם מעצבים ואנשים שמעלים את החלקים יכולים להעלות בכל מיני פורמטים. ככלל אצבע, לא יודעים איזה פורמט, להוריד STL זה תמיד עובד.

עיצבנו את החלק בתוכנת CAD, הורדנו ושמרנו אותו בפורמט STL או 3MF, מה עכשיו? איך אנחנו בעצם שולחים את זה למדפסת? לפני שאנחנו שולחים למדפסת, אנחנו חייבים להעלות את זה לתוכנה שנקראת Slicer, מלשון slice, תוכנה שלוקחת את החלק התלת-ממדי ופורסת אותו לפרוסות. בעצם בתוכנה הזו אני מקבע את כל הפרמטרים שאני רוצה מהמדפסת במהלך ההדפסה: עובי הדופן (לאו דווקא אני ארצה להדפיס עובי דופן אחד, יכול להיות שהחלק טיפה יתוות ואני רוצה וגם הוא יהיה מאוד חלש, אז אני רוצה לשלוט על עובי הדופן בשביל להקנות לו חוזק), תמיכות לחלקים שהם גיאומטרית מאוד מסובכים (איך אני מגדיר להם תמיכות, כמה צפופות התמיכות, באיזה תצורה), מהירות ההדפסה, החלפת צבע או חומר במהלך ההדפסה – כל הפרמטרים האלה נקבעים בתוכנת הסלייסר.

היא מאפשרת לנו בעצם, ברגע שאני פורס את החלק, לראות בכל שכבה מה בעצם קורה בה, איך ראש ההדפסה נע בה, מה מתבצע, אילו אזורים צריכים תמיכה ואין להם תמיכה, או אזורים שאין להם תמיכה וכן הלאה. תוכנה עם המון אפשרויות.

גם כל יום קמים להם שדרוגים. התוכנות הן קוד פתוח, אז כל חברה שמייצרת מדפסת ויוצאת לשוק, משנה קצת ויוצאת עם גרסה שלה לסלייסר שאולי יותר מתאימה למדפסת שלה, אולי המציאה כל מיני פיצ'רים שלא קיימים בסלייסר הנפוץ.

## בעיות נפוצות וטיפולים לאחר הדפסה

הגדרות חשובות שהסלייסר שולט עליהן:

מהירות הדפסה: אנחנו יכולים להדפיס במהירות מאוד גבוהה ולמתוח את קצה היכולת של המדפסת, אבל מן הסתם זה יפגע משמעותית באיכות של החלק. חלק שודפס מאוד מהר, א', המדפסת יוצרת ויברציות, והחומר אולי לא מספיק להתחמם בשביל להיות מותך ולצאת כמו שצריך.

שכבה ראשונה: שכבה מאוד קריטית, היא קובעת לנו אם החלק ייתפס על משטח ההדפסה. אם אני אדפיס גבוה מדי, הפלסטיק לא ישב כמו שצריך על משטח ההדפסה, ואז במקרה הטוב זה יידבק קצת ואז ככל שאני אבנה עוד ועוד חומר זה ישתחרר. במקרה הכי גרוע, על ההתחלה יהיה לנו חוט ספגטי כזה שמיטלטל לו על המדפסת. ואאם אני מדפיס מאוד קרוב, אני בעצם מקשה על החומר לצאת מראש ההדפסה. שכבה ראשונה היא מאוד קריטית, חלק מהמכונות עושות כיול ראשוני אוטומטי, אבל עדיין זו שכבה שחייבים להגדיר אותה.

גובה שכבה: יש פה trade-off בין איכות לבין מהירות הדפסה. ככל שעובי השכבה שאני בונה יותר קטן, הרזולוציה והפרטים שאני מקבל הרבה יותר טובים והחלק ירגיש הרבה יותר חלק, אבל אני פורס את אותו חלק להרבה יותר שכבות, אז יקח הרבה יותר זמן להדפיס אותו.

מילוי וצפיפות מילוי: בטכנולוגיית FDM, כל החלקים שאנחנו מדפיסים, כאיזושהי ברירת מחדל בשביל לחסוך חומר, מגיעים חלולים חלקית. המילוי נקרא infill. הוא יכול לבוא בשלל צורות, צורות שהן יותר אמנותיות או צורות שהן יותר הנדסיות ונותנות חוזק. ככל שאני אעלה את צפיפות המילוי, ככה החלק שלי יהיה יותר חזק, אבל אני מבזבז יותר פלסטיק וגם מגדיל את זמן ההדפסה. אם אני רוצה חלק הנדסי חזק, אני אעדיף לעבוד באחוזי ציפות גבוהים יותר, infill גבוה יותר, או צורת infill שתגדיר לי את החוזק. ואם אני רוצה חלק שהוא נטו אסתטי, בשביל לחסוך זמן וחומר אני אבחר צפיפות שהיא יותר נמוכה ואיזשהו infill פשוט בשביל לקצר זמנים. כל הפרמטרים האלה מגיעים עם ערכי default שהסלייסר מגדיר לנו, שהם טובים, אבל עם הניסיון והניסוי והטעות שהמשתמש עושה, הם כנראה ישתנו בהתאם לצורך.

בעיות נפוצות בהדפסת FDM:

עיוותים: כשאנחנו מדפיסים חלקים מאוד גדולים, הקצוות שלהם יכולים להתרומם ולהתנתק, שזה לרוב קורה בגלל קירור לא אחיד של החלק. אם יש לי קצה לעומת המרכז, המרכז הוא יחסית חם, הקצה כבר התקרר, נוצרים מאמצים שגורמים לניתוק של הקצוות מ משטח ההדפסה. היום אפשר להכניס בתוכנת סלייסר brim, שזה כמו שטיח, שכבה אחת שהיא מאוד רחבה שמקבעת את החלק למשטח, מאוד קל לנתק אותה, והיא עוזרת בהדבקה ולמנוע עיוות. כמו כן, אפשר להשתמש בדבק stick, דבק בסטיק, הוא משפר מאוד את ההדבקה של הפלסטיק למשטח, וזה דבק שנשטף במים ומאוד קל לנקות אותו.

חוטים או זליגה (oozing או stringing): כשאנחנו מדפיסים, מאוד קשה לשלוט בפלסטיק המותך, ובמהלך התנועה של הראש כשהוא לא מדפיס, זה יכול להסתיים ביווצרות של שערות במהלך התנועה שלו. בגלל שהפולימר הנוזלי מנסה לברוח מראש ההדפסה, נוצרים אותם חוטים או oozing (גושים קטנים של החומר). לרוב אפשר למנוע את זה בהדפסה עם טמפרטורות טיפה יותר נמוכות ואז החומר טיפה יותר צמיג, או עם retraction (כמה ראש ההדפסה ממושך את החומר פנימה כשהוא לא מדפיס).

הזזת שכבות (layer shifting): תופעה שלא קורת הרבה, אבל לרוב היא קורת בגלל בעיות מכניות של המדפסת. בעצם אני מדפיס שכבה, אני מצפה שהשכבה הבאה תלבש בדיוק עליה, אבל בגלל רצועות שלא מתוחות כמו שצריך או תנועה לא חלקות, השכבה הבאה תודפס באיזשהו אופסט. הטיפול לרוב הוא בדיקה ומתיחה של הרצועות שמזיזות את הצירים, שימון הצירים המתכתיים, וכיוונון של המנועים.

תפוקת חומר לקויה (under-extrusion) או תפוקת חומר יתר (over-extrusion): או שאני לא מוציא מספיק חומר במהלך ההדפסה, או שאני מוציא יותר מדי חומר. שני התופעות האלה לא רצויות. under-extrusion לרוב קורה מזה שיש איזשהו חסם בראש ההדפסה, או טמפרטורה נמוכה מדי שלא מאפשרת לדחוף את החומר החוצה, או הגדרות שגויות בסלייסר. הטיפול לרוב יסתכם בלנקות את הדיזה, לבדוק שמערכת ההזנה עובדת כמו שצריך. over-extrusion – מוציאים יותר מדי חומר בכל שכבה, מה שיכול לגרום לחלק להיראות גס ולעיוותים. לרוב מסתכם בטמפרטורת הדפסה מאוד גבוהות או הגדרות הדפסה שגויות.

חסימת דיזה (nozzle clogging): ראש ההדפסה יכול להיסתם ואז לא יצא חומר, או שהיציאה היא חלקית. זה יכול להתרחש מהחלפה של חומרים שלא נעשתה בצורה טובה ולא ניקו את כל השאריות, או הגדרות לא נכונות. הפתרונות המיידיים זה לבדוק שהחומר בהגדרות שאנחנו משתמשים בו יוצא כמו שצריך, שהדיזה לא סתומה, ואם צריך – להחליף לדיזה חדשה.

תיקונים אפשריים לאחר ההדפסה:

אם צריך, אם רצינו להוציא חלק חסכוני ומהיר והתפזרנו על האיכות, או אם יוצא חלק בצבע אחד ואנחנו רוצים להוסיף לו עוד צבעים, אפשר לצבוע. פלסטיק מאוד קל לצבוע, יש המון חומרים שמאפשרים צביעה של פלסטיק ברמה מאוד טובה, בספריי או בחומרים אקריליים. חשוב להשתמש בחומר שנקרא פריימר, בעצם חומר שמקשר בין הפלסטיק לבין הצבע, ויש פריימרים שממלאים את החללים הקטנים בין השכבות ומחליקים את החלק.

חלקים מודפסים אפשר ללטש עם נייר זכוכית או במכונות, ולהחליק את פני השטח. אפשר למלא את החלקים בפילרים או בחומרים אפוקסיים שזורמים וממלאים את החללים.

חיזוק: ניתן להוסיף חלקי מתכת לחזק את החוזק המכני. כשמעצבים את החלק חייבים לאפשר חלל לאותם חיזוקים. מאוד נפוץ להוסיף ברגים ואומים שנוכל להתממשק לחלק שהדפסנו. ואפשר להדביק חלקים אחד לשני באמצעות דבקים שממיסים קלות את פני השטח, או דבקים כמו סופר גלו, אפוקסי, וכן הלאה.

ערוצי מידע: יש אינספור אתרים וערוצי יוטיוב. המלצות אישיות שלי:

ערוצי יוטיוב: CNC Kitchen – בחור גרמני שעושה סרטונים והסברים ברמה הנדסית גבוהה מאוד, הסברים פשוטים וביקורות על מכונות ומדפסות.

The Next Layer – ערוץ של בחור ישראלי שעושה המון ניסויים בחומרים, סוגי מדפסות ותצורות, ומנגיש הכל בצורה מאוד פשוטה.

Slant 3D – ערוץ של חברה שיש לה ח חוות מדפסות והיא מציעה שירותי הדפסה, והמנכ"ל נותן המון טיפים איך לעצב חלקים ייחודיים לטכנולוגיית הדפסה תלת-ממדית.

אתרים לביקורות והסברים על הבדלים בין חומרים: All3DP, 3D Printing Industry, ו-Simplify3D.

אם יש למישהו שאלות, זה הזמן.

אני אקריא שאלה מהצ'אט: "הדפסה של מעגלים אלקטרוניים של Arduino".

אני אתן על זה חצי משפט. זה קצת מחוץ לפוקוס של ההרצאה הזאת. PCB (Printed Circuit Board) זה גם כן עולם מרתק, עולם של מה שנקרא בורד-דיזיינרים, תוכנות כמו Altium, OrCAD. זו אומנות אחרת לחלוטין. אנחנו פותחים קורס שייתן עוד ידע בחומרה. ההרצאה הזאת עסקה בעולם של ה-3D עבור מייקרים שיכולים לעשות פאקג'ינג ל-Arduino שלהם.

עוד שאלות, חברים? אדמיניסטרציה של הקורס, הדפסות תלת-ממד, מה אנחנו הולכים ללמוד?

תודה רבה לעומר על ההרצאה המעניינת הזאת. את כל העדכונים כמובן אני אשלח לכם בקבוצה של הקורס. שיהיה לכם המשך ערב מדהים חברים.

תודה על ההקשבה לכל מי שנמצא.

בבקשה. את כל העדכונים אני אשלח לכם בקבוצה של הקורס ברגע שההקלטה תהיה מוכנה. תציפו אם יש לכם בעיות בהתקנה של סביבת הפיתוח. אנחנו רוצים לצלוח כמה שיותר מהר לתוך העניינים. מניסיון של מחזורים קודמים, עדיף לעשות את זה בשיעורי בית לבד. שיהיה לכם המשך ערב מדהים חברים.

תודה רבה.

בבקשה.

טוב. תודה רבה לכל מי שהצטרף להרצאת הפתיחה של קורס הפיתוח ArduinoJS. אנחנו בתחילת סמסטר של המחזור השני של קורס שמשלב מיקרו-בקרים ופיתוח קוד.

אנחנו בעצם מלמדים את הסטודנטים והסטודנטיות שלנו לדבר ולתקשר עם ארדואינו בעזרת JavaScript. היתרון ב-JavaScript הוא מובהק: בראש ובראשונה הוא נותן לנו יכולת ליצור user interface, ממשק בינינו לבין מסך בתכנולוגיית ווב מתקדמת, שזה מה שאנחנו רגילים מהטלפונים שלנו, מהאפליקציות שלנו ומכל אתר אינטרנט שאנחנו גולשים בו. ולהצליח להפעיל בעזרת ה-JavaScript את הארדואינו, שזה המיקרו-בקר הכי נפוץ וידוע ומוכר בעולם, שנותן לנו אינסוף אפשרויות לפרויקטים שבאמת אין גבול לדמיון מה אפשר לעשות.

כדי להשלים את התמונה ולהיות מייקרים אמיתיים, ומתוך צורך שעלה בקהילה, אנחנו מתחילים עם הרצאה של תלת-ממד שתאפשר לכם לקבל אינסנטיב על לרצות להוציא לפועל פרויקטים עם מוצרים פיזיים אמיתיים. אנחנו ניגע בזה בהרצאה פה. לא צריך להיות מהנדסים, צריך פשוט להקשיב, לדעת מה הפרמטרים, מה הז'רגון המקצועי של העולם הזה, וגם נראה מאיפה מורידים חלקים ואיך רוכשים עוד ידע רלוונטי.

מי שלא שם לב, נפתחה קבוצה ייעודית להדפסות תלת-ממד. בקבוצה הזאת חבר'ה מתייעצים על איזה מדפסת לקנות, מתייעצים על חומרים, ויכולים לקבל המון ידע מקצועי. אני עכשיו שולח פה בצ'אט למי שרוצה להצטרף לקבוצה הזאת. זו קבוצה שהיא נטו הדפסות תלת-ממד. כל מה שרציתם לשאול ואתם רוצים ידע, גם עומר, המרצה שלנו, נמצא שם.

זה הזדמנות להציג אותו: עומר בן דוד, למדנו יחד תואר ראשון. שנינו עשינו תואר ראשון בחומרים יחד. עומר החליט שזה לא הספיק לו והמשיך לתואר שני בחומרים. מעבר לפן האקדמי והתיאורטי של כל העולם של מה זה בכלל החומר ואיך הוא מתנהג ומה התכונות שלו, עומר גם המשיך מעבר לאקדמיה לעולמות ה-R&D בחברות שמפתחות מדפסות. עד לא מזמן הוא עבד ב-XJet, ועכשיו הוא עבר לחברה שמדפיסה ציפויים למשקפיים, חברה שיושבת בפתח תקווה. כרגע היא על הגל.

אני אתן לו להמשיך להציג ולקחת מפה את המושכות, כי חבל על הזמן. אם יש לכם שאלות תוך כדי, שאלות שאתם רוצים בצ'אט, אתם יכולים לכתוב אותן. תוך כדי ההרצאה, אם יש שאלה שהיא רלוונטית, נענה עליה, ואם לא, אנחנו נשאיר בסוף זמן לשאלות. בבקשה, עומר, הבמה שלך.

תודה לשחף, תודה לכל מי שהקדיש את הערב להצטרף אלינו עכשיו לשעתיים הקרובות. אני אנסה להעביר את נושא התלת-ממד בצורה כמה שיותר פשוטה. ממש רקע כללי עליי בנושא הזה: חוץ מכל הרקע האקדמי והמקצועי שלי, נכנסתי לעולם של תלת-ממד באזור 2017, כשחיפשתי לקנות מדפסת ראשונה. בתחילת 2018 התחדשתי במדפסת, ומאז השיגעון התחיל. זה באמת ג'וק שאפשר לעשות כל דבר איתו, החל מהדברים הכי שטותיים ועד דברים מאוד מאוד פרקטיים, אם זה לבית או לעבודה. זה זמין וזה מיידי, ומקווה שבסוף ההרצאה גם תנסו איכשהו להיכנס לזה.

אז יאללה, נתחיל. נעבור בקצרה על הנושאים שניגע בהם בהרצאה ואז נצלול פנימה: בעצם כל מה שחשוב בשביל להתחיל להדפיס, נעבור בקצרה על הגדרות ויסודות, נעשה סקירה היסטורית קצרצרה, התפתחות טכנולוגיות, ואז נעבור על טכנולוגיות מדפסות ביתיות ותעשייתיות קטנות שקיימות היום בשוק. אחרי זה ניגע בחומרים נפוצים לשני סוגי טכנולוגיות ההדפסה הנפוצות, ניגע קצת בדברים היותר נישתיים נקרא לזה, או קצת יותר תעשייתיים – מתכות ועוד כל מיני חומרים. ניגע במה זה CAD, כלי מאוד חשוב, איפה אפשר להוריד מודלים קיימים, בעצם איזה תוכנה עושה לי את הקישור בין המודל למדפסת (נקראת Slicer), בבעיות שנפוצות בהדפסות והמלצות על מידע נוסף. וכמו ששחף ציין, נשאיר מקום לשאלות בסוף. אני אישית מעדיף ששאלות העשרה או ידע, שלא דווקא משהו קונקרטי שלא מובן על אותו שקף, להשאיר לסוף, כי זה גם לא קוטע לי את הרצף וגם לי יש נטייה להיסחף בתשובות. אז בשביל לשמור על ה-flow של ההרצאה, תשתדלו להשאיר את זה לסוף.

אז נצלול, יאללה.

## הגדרות ויסודות

נתחיל בהגדרות ויסודות. בעצם, הדפסת תלת-ממד היא טכנולוגיית ייצור שמאפשרת לנו ליצור גוף תלת-ממדי מתוך מודל ממוחשב. היא עושה את זה באמצעות יצירה של חלק משכבות. אנחנו אורמים, בשיטה כזו או אחרת, שכבה על גבי שכבה, עד שיש לנו גוף תלת-ממדי.

יש שתי גישות ייצוריות בתעשייה:

1. אחת נקראת top-down: בעצם אני לוקח חומר גלם, מעבד אותו, מוריד ממנו חומר עד שאני מגיע לצורה.

2. שיטה אחרת נקראת bottom-up: בעצם אני יוצר את הצורה אך ורק מהחומר שאני צריך.

בעצם הדפסת תלת-ממד היא בקירוב טוב bottom-up, שאין לי בזבוז חומר בהשוואה לשיטה הראשונה, ה-top-down. ואחת הזכיות הכי גדולות זה גמישות עיצובית. חלקים תלת-ממדיים אפשר לעצב אותם בשונה כמעט מכל טכנולוגיה ייצורית אחרת שקיימת. אתם יכולים לראות את הצורה הזו מצד שמאל, יכול להבטיח לכם שאף טכנולוגיית ייצור אחרת אי אפשר לעשות את אותו הדבר חוץ מהדפסת תלת-ממד, ואם כן, זה יעלה המון המון כסף ולא יהיה כדאי עד כדי לא אפשרי.

נמשיך. בעצם השלבים: אני מתחיל באיזשהו מודל, כזה שאו יצרתי או הורדתי מודל קיים. אני מעלה את המודל לתוכנה שנקראת Slicer. למה Slicer? כי היא פורסת את המודל לפרוסות. היא מוציאה לי קובץ, שאותו אני מעלה למדפסת, בעצם מתחיל את ההדפסה, ובסוף אני מקבל חלק.

ניגע ככה בקצרה בהיסטוריה. בשנות ה-80, דוקטור הידאו קודמה, דוקטור יפני, הוא המציא שתי שיטות לייצור חלקים תלת-ממדיים בעזרת הקשיה של חומר בחשיפה לקרינת UV.

אחרי זה, צ'אק האל רושם פטנט על שיטה שנקראת פוטוליתוגרפיה. בעצם אותה שיטה – להקשות פולימר, פלסטיק נוזלי, בחשיפה לקרינה. והוא מקים את חברת 3D Systems, חברה שקיימת עד היום, חברה של מדפסות. והוא רושם את הפטנט המשמעותי הראשון בכל העולם הזה של מדפסות, ואותה חברה גם ממציאה את פורמט STL, שזה פורמט מאוד מאוד נפוץ לקבצי תלת-ממד.

בהמשך, סקוט קראמפ מחברת Stratasys ממציא את שיטת ה-FDM. וגיליתי בשבוע שעבר – ניגע מה זה בעצם FDM, אבל למי שיודע, FDM זה טריידמארק של Stratasys. עקרונית אסור להשתמש בו לתאר טכנולוגיית הדפסה זהות בחברות אחרות, יש לזה כינוי אחר.

עוד ציון דרך משמעותי: דוקטור אדריאן בויר, הוא דוקטור להנדסת מכונות בריטי, מייסד קהילת RepRap, שזו קהילת קוד פתוח למדפסות. הוא בעצם בנה מדפסת שנקראת Darwin, שאינה בנויה מכל מיני חלקים מכניים מאוד פשוטים ועוד חלקי פלסטיק שהוא הדפיס. בעצם יצר מדפסת שהמטרה שלה זה להדפיס חלקים לייצור עוד מדפסות. זה בעצם פתח את הצוהר להמון המון חברות – MakerBot, Prusa וכן הלאה – להקים חברות שמבוססות על מדפסות שקל לבנות והן ביתיות.

אז ציינתי: MakerBot, Formlabs (עוד חברה שמדפיסה באמצעות פוטוליתוגרפיה), Ultimaker, Prusa, והמון המון חברות קמו בעקבות שנגישות את המדפסות כבר לצרכן הביתי, פחות לתעשייה הכבדה, ועם הזמן גם משפרת את האמינות.

אז אמרנו, SLA זאת טכנולוגיית ההדפסה הראשונה שמאפשרת ליצור אבות טיפוס. פורמט STL הכי נפוץ... סליחה, פורמט ההדפסות הכי נפוץ הוא STL של חברת 3D Systems. לאחר מכן, בסוף שנות ה-80 פיתחו את טכנולוגיית ה-SLS, ניגע גם בזה. לאחר מכן ה-FDM. RepRap Project זה אותו פרויקט קוד פתוח על ייצור מדפסות זולות ואמינות. ב-2009 MakerBot נוצרת, חברה מאוד מאוד גדולה שבסוף נקנתה על ידי Stratasys, שהוא ענק בתעשייה. Ultimaker, שזו חברה הולנדית נוצרת, שגם היא מייצרת מדפסות מאוד מאוד אמינות. וב-2012 Formlabs נוצרת, שזו חברה שהתחילה בגיוס המונים ועד... אני לא יודע אם השיא הזה נשבר, אבל היא הייתה גיוס ההמונים הכי גדול שנעשה.

התפתחות טכנולוגיות: רוב המדפסות היום שאפשר לבנות או לקנות, סליחה, זה נקרא Plug and Play. קונים, מוציאים מהקופסה, מחברים שלושה ברגים, מחברים את זה למחשב או לטלפון (יש כבר אפליקציות ייעודיות למדפסות), ופשוט אפשר לשלוח אליהן קובץ והן עובדות מהקופסה.

## טכנולוגיית FDM

עכשיו נתחיל קצת להתעמק בטכנולוגיות עצמן. הטכנולוגיה הראשונה ואולי הנפוצה ביותר לקהל הביתי נקראת FDM.

FDM – הפירוש של זה הוא Fused Deposition Modeling. בעצם בתרגום: מידול באמצעות התכה והפקדה. זה נקרא גם FFF – Fused Filament Fabrication, ייצור בעזרת חוט מותך.

שבגדול, אנחנו מעבירים חוט פלסטיק דרך ראש ההזרקה, נקרא גם Nozzle או דיזה, מחומם. מהצד השני יוצא חוט דק, ובעצם עם אותו ראש הדפסה אנחנו מציירים שכבה על גבי שכבה את הצורה שאחנו רוצים.

סכמה מאוד מאוד פשוטה: נתחיל מימין לשמאל. אז בעצם מימין יש לנו סכמה של Print head, ראש הדפסה, שמחולק לשני אזורים. החלק העליון נקרא Coldend או החלק הקר, והחלק התחתון נקרא Hotend או החלק החם. בעצם מה שקורה, יש לנו חוט שמוזן מלמעלה דרך ה-Coldend, עד שהוא מגיע לאזור החם, שם הוא מותך.

שואלים אולי: למה אני צריך שני אזורים? אם הייתי מחמם את כל ראש ההדפסה, בעצם כל החומר מהכניסה שלו היה מותך, ולא הייתי מצליח לדחוף חומר החוצה מתוך הדיזה שנמצאת בחלק התחתון. לכן אני חייב ליצור איזושהי הפרדה מאוד מאוד ברורה בין האזור הקר, שהוא מקורר על ידי צלעות קירור ומאוורר לרוב, בין האזור החם. שתמיד יהיה לי חומר לא מותך שידחוף את החומר המותך, והוא בתורו יותך.

מצד שמאל יש סכמה פשוטה של בעצם איך מבוצעת ההדפסה. יש לנו גליל, נקרא Spool, גליל של החוט. הוא מוזן לתוך ראש ההדפסה, ראש ההדפסה נה ימינה, שמאלה, למעלה, למטה, או שהבמה נעה למעלה, למטה, ובעצם ככה, שכבה על גבי שכבה, מייצרת לנו את החלק התלת-ממדי.

כיום יש שלוש תצורות נפוצות. אני אעבור מימין לשמאל:

הראשונה והכי נפוצה עד לא מזמן לתחום הביתי נקראת Bed Slinger. תרגום מאוד פשטני זה "מיטה נעה". בעצם משטח ההדפסה נה על ציר, וראש ההדפסה נה בשני צירים. זו מערכת שהיא מאוד מאוד פשוטה לבנייה ולתחזוקה, אבל זה שהמשטח הדפסה נה, זה אומר שגם החלק שאני מדפיס הוא כל הזמן בתנועה, שזה יכול להכניס לי כל מיני בעיות.

תצורה אחרת, שהיא הרבה יותר יציבה ועד לאחרונה הייתה יותר יקרה, אבל כשהתכנסו כל מיני חברות לשוק שיצרו מדפסות ובעצם הוזילו את העלות, זה נקרא CoreXY. זה מדפסות שמאפשרות מהירויות הרבה הרבה יותר גבוהות ומערכת הרבה יותר יציבה. למה? כי ראש ההדפסה בעצם עושה את כל התנועה. הוא נה גם על ציר X וגם על ציר Y, והמיטה עצמה רק עולה ויורדת. אז התנועה של המיטה היא לא קיצונית כמו ב-Bed Slinger.

ויש עוד תצורה, פחות נפוצה לשוק הביתי, נקראת Delta. בעצם היא לא נעה בשלושה צירים כמו שתי הטכנולוגיות האחרות, זו איזושהי תנועה סימולטנית על גבי שלושה עמודים. מדפסות מאוד מאוד מהירות, אבל הרבה יותר קשות לתחזוקה, נמכרות פחות לשוק הביתי.

ניגע עכשיו קצת ביתרונות וחסרונות.

יתרונות של הטכנולוגיה: קודם כול היא זולה. יש מגוון רחב של חומרים שאפשר להדפיס איתם, מאוד פשוטה ונוחה להתעסקות ולתחזוקה, יש גמישות מאוד גבוהה בקביעת הפרמטרים להדפסה, והיא נפוצה מאוד וזמינה.

חסרונות: איכות הדפסה. בסוף, הפרמטרים העיקריים שקובעים לנו את איכות ההדפסה זה איכות המכונה. יש מגבלות גיאומטריות – אי אפשר להדפיס ברזולוציות מאוד מאוד גבוהות וחלקים מאוד מאוד מאוד גדולים, מן הסתם צריך מדפסת הרבה יותר גדולה ואז היציבות נפגעת. פני שטח לא חלקים, תמיד, לא משנה עד כמה המדפסת יציבה, יראו וירגישו את השכבתיות. רעש וריח: כמו כל מכונה היא עושה רעש, גם אם הוא רעש מינורי זה עדיין רעש. וריח: יש חומרים שפולטים כל מיני אדים וריחות לא נעימים.

צורך בתומכות: לא כל גיאומטריה אפשר להדפיס, כי אז בעצם אנחנו יוצרים מצב שיש, נקרא לזה בפשטות וניגע בזה גם בהמשך, פלסטיק באוויר. פלסטיק באוויר סופו לקרוס, אז חייבים בדרך כזו או אחרת לתמוך בו, ואז זה מוסיף לנו גם "בזבוז" של חומר וגם עוד זמן בהדפסה.

## טכנולוגיית SLA / שרף

נעבור לטכנולוגיה נוספת, הכי ותיקה – SLA.

SLA זה קיצור של Stereolithography. בעצם יש לנו נוזל שנקרא פוטופולימר, שזה איזשהו פלסטיק נוזלי שמכיל חלקיקים שמגיבים לחשיפה לקרינה. לרוב זו תהיה קרינת UV. באותה חשיפה לקרינה החלקיקים האלה מתקשים, ואז אנחנו מקבלים פלסטיק מוצק, ככה בפשטות.

סכמה מאוד מאוד פשוטה של הטכנולוגיה: יש לנו את הבמה שזזה על ציר. היא פוגשת את האמבט. האמבט זה החלק המלבני. ויש לנו מתחת לאמבט איזשהו מקור אור, שהוא בעצם או נדלק ונכבה בהתאם לצורה שאנחנו רוצים באותה שכבה, או שיש איזושהי קרן קרינה או לייזר שמוסטת ומציירת לנו את אותה שכבה. שורה תחתונה: איפה שהחומר פוגש אור, הוא מתקשה. וככה הבמה עולה שכבה-שכבה ואנחנו יוצרים את החלק.

בטכנולוגיה הזו קיימות שלוש תצורות. נתחיל כרגיל מימין לשמאל, שזה גם מהכי זולה להיקרה:

הראשונה זה בעצם LCD או MSLA. מתחת לאמבט של החומר קיים מסך LCD כמו בטלוויזיה, פשוט הרבה יותר פשוט. זה פיקסלים, הפיקסלים נדלקים או נכבים, והם בעצם או מסתירים או מציגים את מקור האור מאחורה, ואז כשהפיקסלים נדלקים או נכבים הם יוצרים לנו את הצורה לאותה שכבה. שיטה הרבה יותר זולה משתיים האחרות, אבל יש כמובן trade-offs והדיוק הוא קצת יותר נמוך.

DLP: שיטה שמשתמשת בקרן אור ומיקרו-מראות שנשלטות חשמלית, והן בעצם מכוונות את קרן האור בדיוק למקום שאני רוצה לחשוף את הנוזל בו. פה גם האורך חיים של המערכת הרבה יותר גבוה וגם הרזולוציה שאני יכול לקבל הרבה יותר גבוהה, אבל מה שכן, זו מערכת יותר יקרה.

ולבסוף SLA: משתמשת בקרן לייזר שמוכוונת על ידי מראות וגם מייצרת איזשהו תוואי לצייר לנו שכבה-שכבה את החלק. וגם כאן, מערכת הרבה יותר יקרה, אבל איכות ההדפסה שלה יותר גבוהה.

יתרונות, אמרנו, גם של השיטה וגם של החומרים: הדיוק במידות, עיבוד משלים מינימלי – בגלל הדיוק הגבוה, חוץ מהסרת התומכות והקשייה סופית, אני לא צריך על החלק עצמו לעשות איזשהו עיבוד נוסף. חוזק ועמידות בהתאם לחומר. צפיפות ואטימות: החומרים האלה יוצאים מאוד מאוד צפופים ואטומים, לא מכילים חללים. יש מגוון רחב כמו שציינתי.

חסרונות: העלות גבוהה, זו לא הטכנולוגיה הכי זולה. נדרשות תומכות, בגלל דברים שקשורים להדבקה של חלקים על הבמת הדפסה, כל חלק חייב להיות מודפס עם איזשהן תומכות. אמנם תומכות שמאוד קל לשבור, אבל זה תמיד משאיר איזשהו חיספוס יחסי על החלק, מה שבסוף מצריך עוד טיפול משלים. זמן הדפסה ארוך, זה נגזרת ישירה של הרזולוציה. מן הסתם עובדים על הרבה יותר שכבות, אז יקח הרבה יותר זמן להדפיס אותו. טיפול וניקיון: בסוף אני עובד פה עם פלסטיק שהוא נוזלי. תמיד יהיו לי שאריות, אני חייב לנקות את החלק מהשאריות האלו. זה מצריך ממני איזושהי אמבט ניקיון, התעסקות עם עוד חומרים כימיים, ויש עוד מתקן שהוא בעצם עושה איזושהי חשיפה סופית לוודא שהחלק עבר את הקשייה שלו עד הסוף. אז לסיכום: האיכות מאוד מאוד גבוהה, אבל זו טכנולוגיה שמצריכה התעסקות.

## טכנולוגיית SLS

נעבור לטכנולוגיה שלישית בנושא של פולימרים. טכנולוגיה שהיא לא נפוצה ולדעתי אפילו לא זמינה למשתמש הביתי, אבל יש הרבה חברות קטנות שמציעות את השירות הזה, נקראת טכנולוגיה של SLS – Selective Laser Sintering, או סינטור בעזרת לייזר. סינטור זה תהליך של הדבקה של חלקיקים, פה אין עניין של התכה או הקשייה באמצעות איזשהו מקור אור. בעצם אנחנו מתחילים מאיזושהי אבקה והיא עוברת סינטור, אותה הדבקה.

והטכנולוגיה הזאתי היא בלעדית לחומר שנקרא ניילון. לניילון יש לו כל מיני נגזרות, אבל הטכנולוגיה הזו עובדת על פניו על החומר הזה בלבד.

ואיך בעצם הטכנולוגיה הזו עובדת? הפעם נתחיל משמאל לימין:

בחלק העליון יש לי את אותו מקור לייזר, שהוא גם מנותב בעזרת סט של מראות ומצייר לי שכבה על גבי שכבה את האזור שאני רוצה להקשות. יש לי, איפה שהספרה 8, 7 ו-6, בעצם יש לי במה שכל פעם אנחנו מכסים אותה עם שכבה דקה של אותה אבקת ניילון. וברגע שאנחנו מסיימים להקשות את האזור שאנחנו רוצים באותה שכבה, הבמה יורדת כעובי השכבה למטה, ואיפה שמספר 5, זה כמו מערוך כזה, הוא דוחף לי ופורס לי עוד אבקה בעובי השכבה שאני עובד בו.

נעבור אז לסכמה מצד ימין, בעצם זה מה שקורה בחומר: יש לי קרן לייזר שעוברת ומציירת את התוואי שאני רוצה. היא בעצם מקשה לי, מסנטרת, יותר נכון, מקשה לי את הפלסטיק, וככה זה קורה שכבה על גבי שכבה.

והיתרון פה זה שאין לי צורך בתומכות, כי האבקה שלא התקשתה תומכת לי באבקה המוקשה.

נגע בהם עכשיו: אז אמרתי, אין צורך בתומכות. בעצם אני עובד בתוך, בסופו של דבר, אמבט של אבקה, אז האבקה שלא התקשתה תומכת לי באבקה שמוקשת. הדיוק גבוה, עובדים בניילון ונגזרותיו. ניילון הוא חומר הנדסי מאוד מאוד טוב, יש לו חוזק גבוה, יש לו גמישות די טובה, הוא עמיד מאוד בחשיפה גם לתנאי סביבה וגם כימיקלים. אין צורך בעיבוד משלים, אין צורך להסיר תומכות. בגלל שעובדים באבקה, לרוב האבקה היא מאוד מאוד דקה ועדינה, וזה מה שמגדיר לי את טיב פני השטח ואיכות החלק. אז לרוב אני לא אצטרך לעשות איזשהו עיבוד משלים קרי ליטוש או דברים כאלה. וגם זה באופן ישיר משפיע לי על הדיוק, אז רמת הדיוק פה היא מאוד מאוד גבוהה. זה מתאים לייצור בחלקים בכמויות קטנות. בעצם יש לי את המכל אבקה הזה, אני יכול תיאורטית למלא את כולו באותו חלק או בכל מיני חלקים שונים, כי בסוף האבקה החופשית תומכת לי בחלקים, אז אני לא מוגבל להדפיס חלק אחד כל פעם או כמות חלקים מאוד מאוד קטנה. אני יכול להדפיס בתוך חלק, כמובן שהוא נכנס בנפח האמבט אבקה, אני יכול להדפיס אותו המון המון פעמים באיזושהי מטריצה כזו.

החסרונות: עלות מאוד מאוד גבוהה. אלה מערכות שהן לא ביתיות, אולי משרדיות קטנות ומעלה. יש אמרתי מגבלות בחומרים, זה עוד פעם, זה מסתכם בניילון ונגזרותיו. תהליך איטי, אמרנו, ככל שהרזולוציה יותר גבוהה, ככה התהליך לוקח יותר זמן. בייחוד גם שאנחנו עובדים בקרן לייזר שמשרטטת את זה חלק-חלק, שכבה-שכבה. טיפול באבקה: זה אולי החיסרון הכי גדול פה. בסוף שעובדים עם אבקות, חוץ מזה שזה מאוד מאוד מלכלך, חייבים לעבוד עם מיגון אישי, אביזרי בטיחות נשימתיים, כפפות. יש לנו לרוב מדפסות כאלה יגיעו עם כל מיני מערכות לסינון האבקה החצי-וסטנדרטית או שכולה בתוך החלקים. אז זה לא מסתכם רק במדפסת. ככה אם אני אסכם: איכות הדפסה אל מול עלות או התעסקות. ושוב, מדפסת כזו היא לא לשימוש ביתי, אבל אם אתם באים בכובע של יזם, רוצה להוכיח ייתכנות של איזשהו חלק, ורוצים את זה קצת יותר ממה שמדפסת ביתית תוכל לספק, יש המון קבלנים שמחזיקים מדפסות כאלו. לא הדבר הכי יקר שיש, וזה מביא חלקים שהם הנדסיים מאוד מאוד טובים.

## חומרים להדפסת תלת-ממד

נעבור חומרים שמשמשים להדפסה באופן כללי בעולם הזה של תלת-ממד. כשבחירת החומר בסוף היא נגזרת מאופן השימוש בחלק ותנאי הסביבה שאנחנו רוצים שהחלק הזה יעמוד בהם.

אז הכי נפוצים זה פולימרים, מה שניגע גם בהרחבה בהרצאה זו, מתכות, קרמיקות וחומרים מורכבים למיניהם.

פולימרים: פולימרים זה בעצם מולקולות ארוכות, שרשראות, שנוצרות מחיבור של מונומרים. אפשר לדמיין את זה לחוליות שבסוף מרכיבות שרשרת ארוכה, מונומר שמרכיב פולימר. חומרים שהם מאוד מאוד זמינים וזולים, יש מגוון עצום של פולימרים שניתנים להדפסה, כל אחד עם התכונות שלו והגימורים שלו, ובאמת שאין לזה סוף. והיישומים של חלקים בגלל המחיר הלא גבוה, זה מאפשר הן להדפיס אבות טיפוס, והוא עד לחלקים סופיים. יש חברות שמבססות את המוצר שלהם על מדפסות ביתיות ומדפיסים בפולימרים, שזה מספק את התכונות שהם דורשים מהמוצר שלהם.

אז נתמקד עכשיו בפולימר בטכנולוגיית ה-FDM. החוט בעצם בשגור, מושג שגור בתחום, נקרא פילמנט. זה חוט פלסטיק שמגיע מלופף על גליל או ספול, בקוטר של 1.75 מילימטר, זה הכי נפוץ. יש גם 2.85, קצת פחות נפוץ, לי לא יצא להיתקל בקוטר כזה, זה גם מצריך מדפסות שיודעות לקבל קוטר כזה. הפילמנט בעצם במהלך ההדפסה הוא מוזן לראש ההדפסה, עובר את ההתכה כמו שדיברנו, ואז החומר המותך נפלט על גבי משטח ההדפסה לייצר את האובייקט שלנו שכבה על גבי שכבה.

נתחיל בחומר הכי הכי נפוץ והכי קל להדפסה, הוא נקרא PLA.

PLA – Polylactic Acid, חומר שמופק מתירס, שאני מכיר, זכור לי עוד איזשהו מקור שלו טבעי. זה חומר שהוא מאוד קל להפיק ועל כן הוא זול, למחזר אותו קצת יותר בעייתי, למרות שזה מופק ממקורות שהם טבעיים. חומר מאוד מאוד זול, מאוד מאוד קל להדפסה, כמעט ולא צריך להתעסק במדפסת בשביל להדפיס אותו. הוא זמין והוא מגוון והוא מגיע בשלל צבעים עם כל מיני תוספים. הוא לא מתוות במהלך ההדפסה, קרי הוא לא מושפע מהשינויי טמפרטורה כשהוא יוצא מותך לשלב שהוא מתקרר בחלק הסופי.

חסרונות שלו זה שיש לו עמידות נמוכה לטמפרטורה. בעצם אם נשאיר חלק מ-PLA ברכב, הרכב מגיע לאזור ה-70-80 מעלות בקיץ, ה-PLA לא יעמוד, הוא יתרכך ואם הוא מוחזק או מחזיק משהו, הוא פשוט יתוות ויקרוס. עמידות מכנית נמוכה, אז PLA הוא מאוד מאוד קשיח. זה אומר שאני צריך להפעיל מאמץ יחסית גבוה בשביל לשבור אותו, אבל השבירה שלו תהיה פתאומית. זאת אומרת, הוא לא יתוות לפני שהוא ישבר, אלא הוא שובר במכה. בנוסף, העמידות הכימית שלו נמוכה, הוא לא עמיד בכל מיני ממסים, הוא סופח לחות. רוב הפילמנטים שיש סופחים לחות. ספיחה של לחות משפיעה לנו בסוף במהלך ההדפסה, כי בעצם אנחנו מדפיסים בטמפרטורות שהם הרבה יותר גבוהות מהטמפרטורת אידוי של מים, ואז בעצם כשאנחנו מאודים את המים הכלואים, אנחנו יוצרים בועות, והבועות אלה קצת באות לידי ביטוי בפלסטיק המותך. והתיישנות מראה: עם הזמן PLA מאבד קצת את הגוון, ברק שלו, והוא מפתח איזשהו מראה מיושן כזה.

לסיכום: הכי נפוץ, הכי קל, לרוב לא ישמש למוצר סופי, חומר לא הכי הנדסי שיש.

חומר הבא שמאוד מאוד נפוץ נקרא ABS. ABS מורכב משלושה פולימרים שמתאחדים לפולימר סופי אחד. לגו – אולי המוצר הכי נפוץ שמיוצר מ-ABS. זה חומר שעמיד בטמפרטורה, אם נשאיר אותו ברכב לא יקרה לו כלום. יש לו חוזק מכני מאוד מאוד טוב, יש לו עמידות לחומרים כימיים, לממסים, פרט לאצטון. הוא נפוץ וזמין, הוא מייצר חלקים מאוד חזקים.

הבעיה ש-ABS בהדפסה הוא מאוד מאוד מפונק. מתוות בהדפסה: כשיש לי מדפסת שיושבת בחדר והיא עובדת באזור ה-200 ומשהו מעלות והחדר הוא נניח 20-25 מעלות, ברגע שהחלק מתקרר וכשהוא מתקרר במהירות, כי זה הפרש טמפרטורות די גבוה, הוא מתוות. לכן ABS מומלץ להדפיס בסביבה שהיא קצת יותר מבוקרת טמפרטורה, לרוב איזשהו מכל שיכיל את המדפסת וישמור על טמפרטורה יחסית גבוהה.

בנוסף, ABS במהלך ההדפסה הוא מפיץ אדים. האדים אלה לא נעימים ולא הכי בריאים לנשימה, לכן תמיד מומלץ, אם מדפיסים ABS, או שהחדר יהיה מאוורר, או שיהיה איזושהי מערכת פילטור. היום יש מדפסות שמגיעות עם מערכות פילטור ובעצם הן קולטות את האדים האלה.

בנוסף הוא רגיש לשמש, יותר נכון להגיד שהוא רגיש ל-UV. זאת אומרת, אני לא יכול להציב משהו מ-ABS בחוץ, כי עם הזמן הוא יתפרק בעקבות החשיפה לשמש. ואמרנו, כמו כל החומרים להדפסה, הוא סופח לחות, פשוט ל-ABS זה קצת יותר דומיננטי מ-PLA. דיוק הדפסה גבולי, זה נובע מהעניין הזה של הקירור. יש לו התכווצות קצת יותר גדולה, לכן זה משהו שצריך לקחת בחשבון. אז לסיכום: חלקים טובים וחזקים, אבל חומר שהוא מאתגר להדפסה.

נעבור לחומר הבא, שאלי הוא המועדף – חומר שנקרא PETG. בעצם זה איזשהו חומר שהוא דומה לפלסטיק שבבקבוקי שתייה, בקבוקי מים לצורך העניין עשויים, אבל בא עם איזשהו שינוי. אפשר להגיד שהוא שילוב בתכונות של PLA ו-ABS. זה חומר שהוא יותר קל להדפסה מ-ABS, יש לו חוזק מכני מאוד מאוד טוב, הוא עמיד לחום, הוא גם לא יתוות בחשיפה ל-70-80 מעלות, ועמידות כימית מאוד מאוד טובה.

החיסרון שלו זה שהדיוק במידות לא מושלם. כש-PETG מותך, אז הוא מאוד מאוד צמיגי, אז זה קצת מקשה על המדפסת לדחוף אותו החוצה, לכן זה קצת משפיע על הדיוק במידות. סופח לחות, בסדר, אמרנו זה כולם. חומר יחסית יקר בהשוואה ל-PLA, מדבר באחוזים, הוא באזור ה-בין 30 ל-50% יותר יקר מ-PLA, דומה במחיר ל-ABS. ונדבק למשטח הדפסה – צריך לדעת על איזה משטח להדפיס אותו בשביל בעצם... יש לו אדהזיה מאוד מאוד טובה, הדבקה מאוד מאוד טובה, וזה יכול להרוס משטחים. אז זה באמת חומר שהוא טוב מבין העולמות, אם אנחנו רוצים חלק שהוא גם קל להדפסה אבל גם יש לו איזושהי עמידות הנדסית, אז PETG זה החומר.

וחומר נוסף שבתקופה האחרונה עולה, נקרא ASA. זה איזשהו שדרוג ל-ABS. בעצם זה, אפשר להגיד בפשטות, שזה ABS משופר. הוא עמיד בטמפרטורה יותר מ-ABS, סימנתי את ההבדלים המהותיים בצהוב. חוזק מכני דומה ל-ABS, עמיד לחומרים, עמיד לחשיפה לשמש – הוא לא מושפע מהקרינת UV של השמש, לכן אין בעיה להשתמש בו בחלקים שנחשפים לשמש. הוא מתחיל להיות מאוד מאוד נפוץ.

החסרונות: צורת ההדפסה שלו מאוד מאוד דומה ל-ABS, והוא גם הרבה יותר יקר מ-ABS. אז זה מאוד מאוד תלוי מה רוצים, אבל חלקים חזקים מכנית, קצת יותר קל להדפיס אותם, ושיהיו עמידים, יותר עמידים מ-ABS, אז ASA זה הפתרון.

פה פירטתי, כי אני באמת הרחבתי על הנפוצים ביותר, אבל יש עוד המון המון חומרים. TPU – זה פוליאוריתן, חומר גמיש; פוליקרבונט – פלסטיק מאוד מאוד קשיח; ניילון, אמרנו, חומר הנדסי, פלסטיק הנדסי מאוד מאוד טוב; PVB; HIPS, גם חומר גמיש. חומרים שהם קצת יותר מתקדמים, פחות רציתי לתת להם את הדגש, אבל באמת שאין סוף לעולם הזה ולמגוון. וכל החומרים שציינתי קיימים באינספור צבעים ועם תוספים שזה נראה מתכתי, או נראה כמו עץ, או תוספים שזוהרים בחושך. כמובן שזה משליך על אופן ההדפסה וצריך לעשות התאמות, אבל אלה בגדול בטכנולוגיה הזאתי.

נעבור לחומרים ב-SLA. אז אמרנו, SLA משתמש בשרף או רזין, פולימר נוזלי. במצב הגולמי שלו הוא לא קשיח, במהלך ההדפסה בחשיפה לקרינה הוא מתקשה. וגם פה, חומרים שאני... אי אפשר לשים להם כותרת, כי כל חברה יש לה את השם שלה, אבל לרוב החומר מתבטא בתכונות: אם אנחנו נרצה משהו שהוא מאוד מאוד קשיח, משהו שהוא גמיש. יש חומרים שהם מתאימים לשימושים דנטליים, כל מיני שעוות ליצור תבניות או ליצור תבניות לתכשיטים, חומרים גמישים, חומרים עמידים לטמפרטורה. אין לעולם הזה סוף.

היתרונות, אמרנו, גם של השיטה וגם של החומרים: הדיוק במידות, עיבוד משלים מינימלי בגלל הדיוק הגבוה, חוץ מהסרת התומכות והקשייה סופית, אני לא צריך על החלק עצמו לעשות איזשהו עיבוד נוסף. חוזק ועמידות בהתאם לחומר, צפיפות ואטימות. חומרים אלה יוצאים מאוד מאוד צפופים ואטומים, לא מכילים חללים. יש מגוון רחב כמו שציינתי.

חסרונות: העלות גבוהה, זו לא הטכנולוגיה הכי זולה. נדרשות תומכות, בגלל דברים שקשורים להדבקה של חלקים על הבמת הדפסה, כל חלק חייב להיות מודפס עם איזשהן תומכות, אמנם תומכות שמאוד קל לשבור, אבל זה תמיד משאיר איזשהו חיספוס יחסי על החלק, מה שבסוף מצריך עוד טיפול משלים. זמן הדפסה ארוך, זה נגזרת ישירה של הרזולוציה. מן הסתם עובדים על הרבה יותר שכבות, אז יקח הרבה יותר זמן להדפיס אותו. טיפול וניקיון: בסוף אני עובד פה עם פלסטיק שהוא נוזלי. תמיד יהיו לי שאריות, אני חייב לנקות את החלק מהשאריות האלו. זה מצריך ממני איזושהי אמבט ניקיון, התעסקות עם עוד חומרים כימיים. ויש עוד מתקן שהוא בעצם עושה איזושהי חשיפה סופית לוודא שהחלק עבר את הקשייה שלו עד הסוף. אז ככה לסיכום: האיכות מאוד מאוד גבוהה, אבל זו טכנולוגיה שהיא מצריכה התעסקות.

נעבור הטכנולוגיה שלישית בנושא של פולימרים: טכנולוגיה שהיא לא נפוצה ולדעתי אפילו לא זמינה למשתמש הביתי, אבל יש הרבה חברות קטנות שמציעות את השירוש הזה, נקראת טכנולוגיה של SLS – Selective Laser Sintering, או סינטור בעזרת לייזר. סינטור זה תהליך של הדבקה של חלקיקים, פה אין עניין של התכה או הקשייה באמצעות איזשהו מקור אור. בעצם אנחנו מתחילים מאיזושהי אבקה והיא עוברת סינטור, אותה הדבקה. והטכנולוגיה הזאתי היא בלעדית לחומר שנקרא ניילון. לניילון יש לו כל מיני נגזרות, אבל הטכנולוגיה הזו עובדת על פניו על החומר הזה בלבד.

איך בעצם הטכנולוגיה הזו עובדת? הפעם נתחיל משמאל לימין: בחלק העליון יש לי את אותו מקור לייזר שהוא גם מנותב בעזרת סט של מראות ומצייר לי שכבה על גבי שכבה את האזור שאני רוצה להקשות. יש לי, איפה שהספרה 8, 7 ו-6, בעצם יש לי במה שכל פעם אנחנו מכסים אותה עם שכבה דקה של אותה אבקת ניילון. וברגע שאנחנו מסיימים להקשות את האזור שאנחנו רוצים באותה שכבה, הבמה יורדת כעובי השכבה למטה, ואיפה שמספר 5, זה כמו מערוך כזה, הוא דוחף לי ופורס לי עוד אבקה בעובי השכבה שאני עובד בו.

נעבור אז לסכמה מצד ימין: בעצם זה מה שקורה בחומר. יש לי קרן לייזר שעוברת ומציירת את התוואי שאני רוצה, היא בעצם מקשה לי, מסנטרת, יותר נכון, מקשה לי את הפלסטיק, וככה זה קורה שכבה על גבי שכבה.

והיתרון פה זה שאין לי צורך בתומכות, כי האבקה שלא התקשתה תומכת לי באבקה המוקשה.

נגע בהם עכשיו: אז אמרתי, אין צורך בתומכות, בעצם אני עובד בתוך, בסופו של דבר, אמבט של אבקה, אז האבקה שלא התקשתה תומכת לי באבקה שמוקשת. הדיוק גבוה, עובדים בניילון ונגזרותיו, ניילון הוא חומר הנדסי מאוד מאוד טוב, יש לו חוזק גבוה, יש לו גמישות די טובה, הוא עמיד מאוד בחשיפה גם לתנאי סביבה וגם כימיקלים. אין צורך בעיבוד משלים, אין צורך להסיר תומכות. בגלל שעובדים באבקה, לרוב האבקה היא מאוד מאוד דקה ועדינה, וזה מה שמגדיר לי את טיב פני השטח ואיכות החלק. אז לרוב אני לא אצטרך לעשות איזשהו עיבוד משלים קרי ליטוש או דברים כאלה. וגם זה באופן ישיר משפיע לי על הדיוק, אז רמת הדיוק פה היא מאוד מאוד גבוהה. זה מתאים לייצור בחלקים בכמויות קטנות. בעצם יש לי את המכל אבקה הזה, אני יכול תיאורטית למלא את כולו באותו חלק או בכל מיני חלקים שונים, כי בסוף האבקה החופשית תומכת לי בחלקים, אז אני לא מוגבל להדפיס חלק אחד כל פעם או כמות חלקים מאוד מאוד קטנה. אני יכול להדפיס בתוך חלק, כמובן שהוא נכנס בנפח האמבט אבקה, אני יכול להדפיס אותו המון המון פעמים באיזושהי מטריצה כזו.

החסרונות: עלות מאוד מאוד גבוהה. אלה מערכות שהן לא ביתיות, אולי משרדיות קטנות ומעלה. יש אמרתי מגבלות בחומרים, זה עוד פעם, זה מסתכם בניילון ונגזרותיו. תהליך איטי, אמרנו, ככל שהרזולוציה יותר גבוהה, ככה התהליך לוקח יותר זמן, בייחוד גם שאנחנו עובדים בקרן לייזר שמשרטטת את זה חלק-חלק, שכבה-שכבה. טיפול באבקה: זה אולי החיסרון הכי גדול פה. בסוף שעובדים עם אבקות, חוץ מזה שזה מאוד מאוד מלכלך, חייבים לעבוד עם מיגון אישי, אביזרי בטיחות נשימתיים, כפפות. יש לנו לרוב מדפסות כאלה יגיעו עם כל מיני מערכות לסינון האבקה החצי-וסטנדרטית או שכולה בתוך החלקים. אז זה לא מסתכם רק במדפסת. ככה אם אני אסכם: איכות הדפסה אל מול עלות או התעסקות. وشוב, מדפסת כזו היא לא לשימוש ביתי, אבל אם אתם באים בכובע של יזם, רוצה להוכיח ייתכנות של איזשהו חלק, ורוצים את זה קצת יותר ממה שמדפסת ביתית תוכל לספק, יש המון קבלנים שמחזיקים מדפסות כאלו, לא הדבר הכי יקר שיש, וזה מביא חלקים שהם הנדסיים מאוד מאוד טובים.

נעבור חומרים שמשמשים להדפסה באופן כללי בעולם הזה של תלת-ממד. כשבחירת החומר בסוף היא נגזרת מאופן השימוש בחלק ותנאי הסביבה שאנחנו רוצים שהחלק הזה יעמוד בהם. הכי נפוצים זה פולימרים, מה שניגע גם בהרחבה בהרצאה זו, מתכות, קרמיקות וחומרים מורכבים למיניהם.

פולימרים: פולימרים זה בעצם מולקולות ארוכות, שרשראות, שנוצרות מחיבור של מונומרים. אפשר לדמיין את זה לחוליות שבסוף מרכיבות שרשרת ארוכה, מונומר שמרכיב פולימר. חומרים שהם מאוד מאוד זמינים וזולים, יש מגוון עצום של פולימרים שניתנים להדפסה, כל אחד עם התכונות שלו והגימורים שלו, ובאמת שאין לזה סוף. והיישומים של חלקים בגלל המחיר הלא גבוה, זה מאפשר הן להדפיס אבות טיפוס, והוא עד לחלקים סופיים. יש חברות שמבססות את המוצר שלהם על מדפסות ביתיות ומדפיסים בפולימרים, שזה מספק את התכונות שהם דורשים מהמוצר שלהם.

אז נתמקד עכשיו בפולימר בטכנולוגיית ה-FDM. החוט בעצם בשגור, מושג שגור בתחום, נקרא פילמנט. זה חוט פלסטיק שמגיע מלופף על גליל או ספול, בקוטר של 1.75 מילימטר, זה הכי נפוץ. יש גם 2.85, קצת פחות נפוץ, לי לא יצא להיתקל בקוטר כזה, זה גם מצריך מדפסות שיודעות לקבל קוטר כזה. הפילמנט בעצם במהלך ההדפסה הוא מוזן לראש ההדפסה, עובר את ההתכה כמו שדיברנו, ואז החומר המותך נפלט על גבי משטח ההדפסה לייצר את האובייקט שלנו שכבה על גבי שכבה.

נתחיל בחומר הכי הכי נפוץ והכי קל להדפסה, הוא נקרא PLA.

PLA – Polylactic Acid, חומר שמופק מתירס, שאני מכיר, זכור לי עוד איזשהו מקור שלו טבעי. זה חומר שהוא מאוד קל להפיק ועל כן הוא זול. למחזר אותו קצת יותר בעייתי, למרות שזה מופק ממקורות שהם טבעיים. חומר מאוד מאוד זול, מאוד מאוד קל להדפסה, כמעט ולא צריך להתעסק במדפסת בשביל להדפיס אותו. הוא זמין והוא מגוון והוא מגיע בשלל צבעים עם כל מיני תוספים. הוא לא מתוות במהלך ההדפסה, קרי הוא לא מושפע מהשינויי טמפרטורה כשהוא יוצא מותך לשלב שהוא מתקרר בחלק הסופי.

חסרונות שלו זה שיש לו עמידות נמוכה לטמפרטורה. בעצם אם נשאיר חלק מ-PLA ברכב, הרכב מגיע לאזור ה-70-80 מעלות בקיץ, ה-PLA לא יעמוד, הוא יתרכך ואם הוא מוחזק או מחזיק משהו, הוא פשוט יתוות ויקרוס. עמידות מכנית נמוכה, אז PLA הוא מאוד מאוד קשיח. זה אומר שאני צריך להפעיל מאמץ יחסית גבוה בשביל לשבור אותו, אבל השבירה שלו תהיה פתאומית. זאת אומרת, הוא לא יתוות לפני שהוא ישבר, אלא הוא שובר במכה. בנוסף העמידות הכימית שלו נמוכה, הוא לא עמיד בכל מיני ממסים, הוא סופח לחות. רוב הפילמנטים שיש סופחים לחות. ספיחה של לחות משפיעה לנו בסוף במהלך ההדפסה, כי בעצם אנחנו מדפיסים בטמפרטורות שהם הרבה יותר גבוהות מהטמפרטורת אידוי של מים, ואז בעצם כשאנחנו מאודים את المים הכלואים, אנחנו יוצרים בועות, והבועות אלה קצת באות לידי ביטוי בפלסטיק המותך. והתיישנות מראה: עם הזמן PLA מאבד קצת את הגוון, ברק שלו, והוא מפתח איזשהו מראה מיושן כזה. לסיכום: הכי נפוץ, הכי קל, לרוב לא ישמש למוצר סופי, חומר לא הכי הנדסי שיש.

חומר הבא שמאוד מאוד נפוץ נקרא ABS. ABS מורכב משלושה פולימרים שמתאחדים לפולימר סופי אחד. לגו – אולי המוצר הכי נפוץ שמיוצר מ-ABS. זה חומר שעמיד בטמפרטורה, אם נשאיר אותו ברכב לא יקרה לו כלום. יש לו חוזק מכני מאוד מאוד טוב, יש לו עמידות לחומרים כימיים, לממסים, פרט לאצטון. הוא נפוץ וזמין, הוא מייצר חלקים מאוד חזקים.

הבעיה ש-ABS בהדפסה הוא מאוד מאוד מפונק. מתוות בהדפסה: כשיש לי מדפסת שיושבת בחדר והיא עובדת באזור ה-200 ומשהו מעלות והחדר הוא נניח 20-25 מעלות, ברגע שהחלק מתקרר וכשהוא מתקרר במהירות, כי זה הפרש טמפרטורות די גבוה, הוא מתוות. לכן ABS מומלץ להדפיס בסביבה שהיא קצת יותר מבוקרת טמפרטורה, לרוב איזשהו מכל שיכיל את המדפסת וישמור על טמפרטורה יחסית גבוהה.

בנוסף, ABS במהלך ההדפסה הוא מפיץ אדים. האדים אלה לא נעימים ולא הכי בריאים לנשימה, לכן תמיד מומלץ, אם מדפיסים ABS, או שהחדר יהיה מאוורר, או שיהיה איזושהי מערכת פילטור. היום יש מדפסות שמגיעות עם מערכות פילטור ובעצם הן קולטות את האדים האלה.

בנוסף הוא רגיש לשמש, יותר נכון להגיד שהוא רגיש ל-UV. זאת אומרת, אני לא יכול להציב משהו מ-ABS בחוץ, כי עם הזמן הוא יתפרק בעקבות החשיפה לשמש. ואמרנו, כמו כל החומרים להדפסה, הוא סופח לחות, פשוט ל-ABS זה קצת יותר דומיננטי מ-PLA. דיוק הדפסה גבולי, זה נובע מהעניין הזה של הקירור. יש לו התכווצות קצת יותר גדולה, לכן זה משהו שצריך לקחת בחשבון. אז לסיכום: חלקים טובים וחזקים, אבל חומר שהוא מאתגר להדפסה.

נעבור לחומר הבא, שאלי הוא המועדף – חומר שנקרא PETG. בעצם זה איזשהו חומר שהוא דומה לפלסטיק שבבקבוקי שתייה, בקבוקי מים לצורך העניין עשויים, אבל בא עם איזשהו שינוי. אפשר להגיד שהוא שילוב בתכונות של PLA ו-ABS. זה חומר שהוא יותר קל להדפסה מ-ABS, יש לו חוזק מכני מאוד מאוד טוב, הוא עמיד לחום, הוא גם לא יתוות בחשיפה ל-70-80 מעלות, ועמידות כימית מאוד מאוד טובה.

החיסרון שלו זה שהדיוק במידות לא מושלם. כשר PETG מותך, אז הוא מאוד מאוד צמיגי, אז זה קצת מקשה על המדפסת לדחוף אותו החוצה, לכן זה קצת משפיע על הדיוק במידות. סופח לחות, בסדר, אמרנו זה כולם. חומר יחסית יקר בהשוואה ל-PLA, מדבר באחוזים, הוא באזור ה-בין 30 ל-50% יותר יקר מ-PLA, דומה במחיר ל-ABS. ונדבק למשטח הדפסה – צריך לדעת על איזה משטח להדפיס אותו בשביל בעצם... יש לו אדהזיה מאוד מאוד טובה, הדבקה מאוד מאוד טובה, וזה יכול להרוס משטחים. אז זה באמת חומר שהוא טוב מבין העולמות, אם אנחנו רוצים חלק שהוא גם קל להדפסה אבל גם יש לו איזושהי עמידות הנדסית, אז PETG זה החומר.

וחומר נוסף שבתקופה האחרונה עולה, נקרא ASA. זה איזשהו שדרוג ל-ABS. בעצם זה, אפשר להגיד בפשטות, שזה ABS משופר. הוא עמיד בטמפרטורה יותר מ-ABS, סימנתי את ההבדלים המהותיים בצהוב. חוזק מכני דומה ל-ABS, עמיד לחומרים, עמיד לחשיפה לשמש – הוא לא מושפע מהקרינת UV של השמש, לכן אין בעיה להשתמש בו בחלקים שנחשפים לשמש. הוא מתחיל להיות מאוד מאוד נפוץ. החסרונות: צורת ההדפסה שלו מאוד מאוד דומה ל-ABS, והוא גם הרבה יותר יקר מ-ABS. אז זה מאוד מאוד תלוי מה רוצים, אבל חלקים חזקים מכנית, קצת יותר קל להדפיס אותם, ושיהיו עמידים, יותר עמידים מ-ABS, אז ASA זה הפתרון.

פה פירטתי, כי אני באמת הרחבתי על הנפוצים ביותר, אבל יש עוד המון המון חומרים. TPU – זה פוליאוריתן, חומר גמיש; פוליקרבונט – פלסטיק מאוד מאוד קשיח; ניילון, אמרנו, חומר הנדסי, פלסטיק הנדסי מאוד מאוד טוב; PVB; HIPS, גם חומר גמיש. חומרים שהם קצת יותר מתקדמים, פחות רציתי לתת להם את הדגש, אבל באמת שאין סוף לעולם הזה ולמגוון. וכל החומרים שציינתי קיימים באינספור צבעים ועם תוספים שזה נראה מתכתי, או נראה כמו עץ, או תוספים שזוהרים בחושך. כמובן שזה משליך על אופן ההדפסה וצריך לעשות התאמות, אבל אלה בגדול בטכנולוגיה הזאתי.

נעבור לחומרים ב-SLA. אז אמרנו, SLA משתמש בשרף או רזין, פולימר נוזלי. במצב הגולמי שלו הוא לא קשיח, במהלך ההדפסה בחשיפה לקרינה הוא מתקשה. וגם פה, חומרים שאני... אי אפשר לשים להם כותרת, כי כל חברה יש לה את השם שלה, אבל לרוב החומר מתבטא בתכונות: אם אנחנו נרצה משהו שהוא מאוד מאוד קשיח, משהו שהוא גמיש. יש חומרים שהם מתאימים לשימושים דנטליים, כל מיני שעוות ליצור תבניות או ליצור תבניות לתכשיטים, חומרים גמישים, חומרים עמידים לטמפרטורה. אין לעולם הזה סוף.

היתרונות, אמרנו, גם של השיטה וגם של החומרים: הדיוק במידות, עיבוד משלים מינימלי בגלל הדיוק הגבוה, חוץ מהסרת התומכות והקשייה סופית, אני לא צריך על החלק עצמו לעשות איזשהו עיבוד נוסף. חוזק ועמידות בהתאם לחומר, צפיפות ואטימות. חומרים אלה יוצאים מאוד מאוד צפופים ואטומים, לא מכילים חללים. יש מגוון רחב כמו שציינתי.

חסרונות: העלות גבוהה, זו לא הטכנולוגיה הכי זולה. נדרשות תומכות, בגלל דברים שקשורים להדבקה של חלקים על הבמת הדפסה, כל חלק חייב להיות מודפס עם איזשהן תומכות, אמנם תומכות שמאוד קל לשבור, אבל זה תמיד משאיר איזשהו חיספוס יחסי על החלק, מה שבסוף מצריך עוד טיפול משלים. זמן הדפסה ארוך, זה נגזרת ישירה של הרזולוציה. מן הסתם עובדים על הרבה יותר שכבות, אז יקח הרבה יותר זמן להדפיס אותו. טיפול וניקיון: בסוף אני עובד פה עם פלסטיק שהוא נוזלי. תמיד יהיו לי שאריות, אני חייב לנקות את החלק מהשאריות האלו. זה מצריך ממני איזושהי אמבט ניקיון, התעסקות עם עוד חומרים כימיים, ויש עוד מתקן שהוא בעצם עושה איזושהי חשיפה סופית לוודא שהחלק עבר את הקשייה שלו עד הסוף. אז לסיכום: האיכות מאוד מאוד גבוהה, אבל זו טכנולוגיה שהיא מצריכה התעסקות.

נעבור לטכנולוגיה שלישית בנושא של פולימרים: טכנולוגיה שהיא לא נפוצה ולדעתי אפילו לא זמינה למשתמש הביתי, אבל יש הרבה חברות קטנות שמציעות את השירות הזה, נקראת טכנולוגיה של SLS – Selective Laser Sintering, או סינטור בעזרת לייזר. סינטור זה תהליך של הדבקה של חלקיקים, פה אין עניין של התכה או הקשייה באמצעות איזשהו מקור אור. בעצם אנחנו מתחילים מאיזושהי אבקה והיא עוברת סינטור, אותה הדבקה. והטכנולוגיה הזאתי היא בלעדית לחומר שנקרא ניילון. לניילון יש לו כל מיני נגזרות, אבל הטכנולוגיה הזו עובדת על פניו על החומר הזה בלבד.

איך בעצם הטכנולוגיה הזו עובדת? הפעם נתחיל משמאל לימין: בחלק העליון יש לי את אותו מקור לייזר שהוא גם מנותב בעזרת סט של מראות ומצייר לי שכבה על גבי שכבה את האזור שאני רוצה להקשות. יש לי, איפה שהספרה 8, 7 ו-6, בעצם יש לי במה שכל פעם אנחנו מכסים אותה עם שכבה דקה של אותה אבקת ניילון. וברגע שאנחנו מסיימים להקשות את האזור שאנחנו רוצים באותה שכבה, הבמה יורדת כעובי השכבה למטה, ואיפה שמספר 5, זה כמו מערוך כזה, הוא דוחף לי ופורס לי עוד אבקה בעובי השכבה שאני עובד בו.

נעבור אז לסכמה מצד ימין: בעצם זה מה שקורה בחומר. יש לי קרן לייזר שעוברת ומציירת את התוואי שאני רוצה, היא בעצם מקשה לי, מסנטרת, יותר נכון, מקשה לי את הפלסטיק, וככה זה קורה שכבה על גבי שכבה. והיתרון פה זה שאין לי צורך בתומכות, כי האבקה שלא התקשתה תומכת לי באבקה המוקשה.

נגע בהם עכשיו: אז אמרתי, אין צורך בתומכות, בעצם אני עובד בתוך, בסופו של דבר, אמבט של אבקה, אז האבקה שלא התקשתה תומכת לי באבקה שמוקשת. הדיוק גבוה, עובדים בניילון ונגזרותיו, ניילון הוא חומר הנדסי מאוד מאוד טוב, יש לו חוזק גבוה, יש לו גמישות די טובה, הוא עמיד מאוד בחשיפה גם לתנאי סביבה וגם כימיקלים. אין צורך בעיבוד משלים, אין צורך להסיר תומכות. בגלל שעובדים באבקה, לרוב האבקה היא מאוד מאוד דקה ועדינה, וזה מה שמגדיר לי את טיב פני השטח ואיכות החלק. אז לרוב אני לא אצטרך לעשות איזשהו עיבוד משלים קרי ליטוש או דברים כאלה. וגם זה באופן ישיר משפיע לי על הדיוק, אז רמת הדיוק פה היא מאוד מאוד גבוהה. זה מתאים לייצור בחלקים בכמויות קטנות. בעצם יש לי את המכל אבקה הזה, אני יכול תיאורטית למלא את כולו באותו חלק או בכל מיני חלקים שונים, כי בסוף האבקה החופשית תומכת לי בחלקים, אז אני לא מוגבל להדפיס חלק אחד כל פעם או כמות חלקים מאוד מאוד קטנה. אני יכול להדפיס בתוך חלק, כמובן שהוא נכנס בנפח האמבט אבקה, אני יכול להדפיס אותו המון המון פעמים באיזושהי מטריצה כזו.

החסרונות: עלות מאוד מאוד גבוהה. אלה מערכות שהן לא ביתיות, אולי משרדיות קטנות ומעלה. יש אמרתי מגבלות בחומרים, זה עוד פעם, זה מסתכם בניילון ונגזרותיו. תהליך איטי, אמרנו, ככל שהרזולוציה יותר גבוהה, ככה התהליך לוקח יותר זמן, בייחוד גם שאנחנו עובדים בקרן לייזר שמשרטטת את זה חלק-חלק, שכבה-שכבה. טיפול באבקה: זה אולי החיסרון הכי גדול פה. בסוף שעובדים עם אבקות, חוץ מזה שזה מאוד מאוד מלכלך, חייבים לעבוד עם מיגון אישי, אביזרי בטיחות נשימתיים, כפפות. יש לנו לרוב מדפסות כאלה יגיעו עם כל מיני מערכות לסינון האבקה החצי-וסטנדרטית או שכולה בתוך החלקים. אז זה לא מסתכם רק במדפסת. ככה אם אני אסכם: איכות הדפסה אל מול עלות או התעסקות. ושוב, מדפסת כזו היא לא לשימוש ביתי, אבל אם אתם באים בכובע של יזם, רוצה להוכיח ייתכנות של איזשהו חלק, ורוצים את זה קצת יותר ממה שמדפסת ביתית תוכל לספק, יש המון קבלנים שמחזיקים מדפסות כאלו, לא הדבר הכי יקר שיש, וזה מביא חלקים שהם הנדסיים מאוד מאוד טובים.

נעבור חומרים שמשמשים להדפסה באופן כללי בעולם הזה של תלת-ממד. כשבחירת החומר בסוף היא נגזרת מאופן השימוש בחלק ותנאי הסביבה שאנחנו רוצים שהחלק הזה יעמוד בהם. הכי נפוצים זה פולימרים, מה שניגע גם בהרחבה בהרצאה זו, מתכות, קרמיקות וחומרים מורכבים למיניהם.

פולימרים: פולימרים זה בעצם מולקולות ארוכות, שרשראות, שנוצרות מחיבור של מונומרים. אפשר לדמיין את זה לחוליות שבסוף מרכיבות שרשרת ארוכה, מונומר שמרכיב פולימר. חומרים שהם מאוד מאוד זמינים וזולים, יש מגוון עצום של פולימרים שניתנים להדפסה, כל אחד עם התכונות שלו והגימורים שלו, ובאמת שאין לזה סוף. והיישומים של חלקים בגלל המחיר הלא גבוה, זה מאפשר הן להדפיס אבות טיפוס, והוא עד לחלקים סופיים. יש חברות שמבססות את המוצר שלהם על מדפסות ביתיות ומדפיסים בפולימרים, שזה מספק את התכונות שהם דורשים מהמוצר שלהם.

אז נתמקד עכשיו בפולימר בטכנולוגיית ה-FDM. החוט בעצם בשגור, מושג שגור בתחום, נקרא פילמנט. זה חוט פלסטיק שמגיע מלופף על גליל או ספול, בקוטר של 1.75 מילימטר, זה הכי נפוץ. יש גם 2.85, קצת פחות נפוץ, לי לא יצא להיתקל בקוטר כזה, זה גם מצריך מדפסות שיודעות לקבל קוטר כזה. הפילמנט בעצם במהלך ההדפסה הוא מוזן לראש ההדפסה, עובר את ההתכה כמו שדיברנו, ואז החומר המותך נפלט על גבי משטח ההדפסה לייצר את האובייקט שלנו שכבה על גבי שכבה.

נתחיל בחומר הכי הכי נפוץ והכי קל להדפסה, הוא נקרא PLA. PLA – Polylactic Acid, חומר שמופק מתירס, שאני מכיר, זכור לי עוד איזשהו מקור שלו טבעי. זה חומר שהוא מאוד קל להפיק ועל כן הוא זול. למחזר אותו קצת יותר בעייתי, למרות שזה מופק ממקורות שהם טבעיים. חומר מאוד מאוד זול, מאוד מאוד קל להדפסה, כמעט ולא צריך להתעסק במדפסת בשביל להדפיס אותו. הוא זמין והוא מגוון והוא מגיע בשלל צבעים עם כל מיני תוספים. הוא לא מתוות במהלך ההדפסה, קרי הוא לא מושפע מהשינויי טמפרטורה כשהוא יוצא מותך לשלב שהוא מתקרר בחלק הסופי.

חסרונות שלו זה שיש לו עמידות נמוכה לטמפרטורה. בעצם אם נשאיר חלק מ-PLA ברכב, הרכב מגיע לאזור ה-70-80 מעלות בקיץ, ה-PLA לא יעמוד, הוא יתרכך ואם הוא מוחזק או מחזיק משהו, הוא פשוט יתוות ויקרוס. עמידות מכנית נמוכה, אז PLA הוא מאוד מאוד קשיח. זה אומר שאני צריך להפעיל מאמץ יחסית גבוה בשביל לשבור אותו, אבל השבירה שלו תהיה פתאומית. זאת אומרת, הוא לא יתוות לפני שהוא ישבר, אלא הוא שובר במכה. בנוסף העמידות הכימית שלו נמוכה, הוא לא עמיד בכל מיני ממסים, הוא סופח לחות. רוב הפילמנטים שיש סופחים לחות. ספיחה של לחות משפיעה לנו בסוף במהלך ההדפסה, כי בעצם אנחנו מדפיסים בטמפרטורות שהם הרבה יותר גבוהות מהטמפרטורת אידוי של מים, ואז בעצם כשאנחנו מאודים את המים הכלואים, אנחנו יוצרים בועות, והבועות אלה קצת באות לידי ביטוי בפלסטיק המותך. והתיישנות מראה: עם הזמן PLA מאבד קצת את הגוון, ברק שלו, והוא מפתח איזשהו מראה מיושן כזה. לסיכום: הכי נפוץ, הכי קל, לרוב לא ישמש למוצר סופי, חומר לא הכי הנדסי שיש.

חומר הבא שמאוד מאוד נפוץ נקרא ABS. ABS מורכב משלושה פולימרים שמתאחדים לפולימר סופי אחד. לגו – אולי המוצר הכי נפוץ שמיוצר מ-ABS. זה חומר שעמיד בטמפרטורה, אם נשאיר אותו ברכב לא יקרה לו כלום. יש לו חוזק מכני מאוד מאוד טוב, יש לו עמידות לחומרים כימיים, לממסים, פרט לאצטון. הוא נפוץ וזמין, הוא מייצר חלקים מאוד חזקים.

הבעיה ש-ABS בהדפסה הוא מאוד מאוד מפונק. מתוות בהדפסה: כשיש לי מדפסת שיושבת בחדר והיא עובדת באזור ה-200 ומשהו מעלות והחדר הוא נניח 20-25 מעלות, ברגע שהחלק מתקרר וכשהוא מתקרר במהירות, כי זה הפרש טמפרטורות די גבוה, הוא מתוות. לכן ABS מומלץ להדפיס בסביבה שהיא קצת יותר מבוקרת טמפרטורה, לרוב איזשהו מכל שיכיל את המדפסת וישמור על טמפרטורה יחסית גבוהה.

בנוסף, ABS במהלך ההדפסה הוא מפיץ אדים. האדים אלה לא נעימים ולא הכי בריאים לנשימה, לכן תמיד מומלץ, אם מדפיסים ABS, או שהחדר יהיה מאוורר, או שיהיה איזושהי מערכת פילטור. היום יש מדפסות שמגיעות עם מערכות פילטור ובעצם הן קולטות את האדים האלה.

בנוסף הוא רגיש לשמש, יותר נכון להגיד שהוא רגיש ל-UV. זאת אומרת, אני לא יכול להציב משהו מ-ABS בחוץ, כי עם הזמן הוא יתפרק בעקבות החשיפה לשמש. ואמרנו, כמו כל החומרים להדפסה, הוא סופח לחות, פשוט ל-ABS זה קצת יותר דומיננטי מ-PLA. דיוק הדפסה גבולי, זה נובע מהעניין הזה של הקירור. יש לו התכווצות קצת יותר גדולה, לכן זה משהו שצריך לקחת בחשבון. אז לסיכום: חלקים טובים וחזקים, אבל חומר שהוא מאתגר להדפסה.

נעבור לחומר הבא, שאלי הוא המועדף – חומר שנקרא PETG. בעצם זה איזשהו חומר שהוא דומה לפלסטיק שבבקבוקי שתייה, בקבוקי מים לצורך העניין עשויים, אבל בא עם איזשהו שינוי. אפשר להגיד שהוא שילוב בתכונות של PLA ו-ABS. זה חומר שהוא יותר קל להדפסה מ-ABS, יש לו חוזק מכני מאוד מאוד טוב, הוא עמיד לחום, הוא גם לא יתוות בחשיפה ל-70-80 מעלות, ועמידות כימית מאוד מאוד טובה.

החיסרון שלו זה שהדיוק במידות לא מושלם. כשר PETG מותך, אז הוא מאוד מאוד צמיגי, אז זה קצת מקשה על המדפסת לדחוף אותו החוצה, לכן זה קצת משפיע על הדיוק במידות. סופח לחות, בסדר, אמרנו זה כולם. חומר יחסית יקר בהשוואה ל-PLA, מדבר באחוזים, הוא באזור ה-בין 30 ל-50% יותר יקר מ-PLA, דומה במחיר ל-ABS. ונדבק למשטח הדפסה – צריך לדעת על איזה משטח להדפיס אותו בשביל בעצם... יש לו אדהזיה מאוד מאוד טובה, הדבקה מאוד מאוד טובה, וזה יכול להרוס משטחים. אז זה באמת חומר שהוא טוב מבין העולמות, אם אנחנו רוצים חלק שהוא גם קל להדפסה אבל גם יש לו איזושהי עמידות הנדסית, אז PETG זה החומר.

וחומר נוסף שבתקופה האחרונה עולה, נקרא ASA. זה איזשהו שדרוג ל-ABS. בעצם זה, אפשר להגיד בפשטות, שזה ABS משופר. הוא עמיד בטמפרטורה יותר מ-ABS, סימנתי את ההבדלים המהותיים בצהוב. חוזק מכני דומה ל-ABS, עמיד לחומרים, עמיד לחשיפה לשמש – הוא לא מושפע מהקרינת UV של השמש, לכן אין בעיה להשתמש בו בחלקים שנחשפים לשמש. הוא מתחיל להיות מאוד מאוד נפוץ. החסרונות: צורת ההדפסה שלו מאוד מאוד דומה ל-ABS, והוא גם הרבה יותר יקר מ-ABS. אז זה מאוד מאוד תלוי מה רוצים, אבל חלקים חזקים מכנית, קצת יותר קל להדפיס אותם, ושיהיו עמידים, יותר עמידים מ-ABS, אז ASA זה הפתרון.

פה פירטתי, כי אני באמת הרחבתי על הנפוצים ביותר, אבל יש עוד המון המון חומרים. TPU – זה פוליאוריתן, חומר גמיש; פוליקרבונט – פלסטיק מאוד מאוד קשיח; ניילון, אמרנו, חומר הנדסי, פלסטיק הנדסי מאוד מאוד טוב; PVB; HIPS, גם חומר גמיש. חומרים שהם קצת יותר מתקדמים, פחות רציתי לתת להם את הדגש, אבל באמת שאין סוף לעולם הזה ולמגוון. וכל החומרים שציינתי קיימים באינספור צבעים ועם תוספים שזה נראה מתכתי, או נראה כמו עץ, או תוספים שזוהרים בחושך. כמובן שזה משליך על אופן ההדפסה וצריך לעשות התאמות, אבל אלה בגדול בטכנולוגיה הזאתי.

נעבור לחומרים ב-SLA. אז אמרנו, SLA משתמש בשרף או רזין, פולימר נוזלי. במצב הגולמי שלו הוא לא קשיח, במהלך ההדפסה בחשיפה לקרינה הוא מתקשה. וגם פה, חומרים שאני... אי אפשר לשים להם כותרת, כי כל חברה יש לה את השם שלה, אבל לרוב החומר מתבטא בתכונות: אם אנחנו נרצה משהו שהוא מאוד מאוד קשיח, משהו שהוא גמיש. יש חומרים שהם מתאימים לשימושים דנטליים, כל מיני שעוות ליצור תבניות או ליצור תבניות לתכשיטים, חומרים גמישים, חומרים עמידים לטמפרטורה. אין לעולם הזה סוף.

היתרונות, אמרנו, גם של השיטה וגם של החומרים: הדיוק במידות, עיבוד משלים מינימלי בגלל הדיוק הגבוה, חוץ מהסרת התומכות והקשייה סופית, אני לא צריך על החלק עצמו לעשות איזשהו עיבוד נוסף. חוזק ועמידות בהתאם לחומר, צפיפות ואטימות. חומרים אלה יוצאים מאוד מאוד צפופים ואטומים, לא מכילים חללים. יש מגוון רחב כמו שציינתי.

חסרונות: העלות גבוהה, זו לא הטכנולוגיה הכי זולה. נדרשות תומכות, בגלל דברים שקשורים להדבקה של חלקים על הבמת הדפסה, כל חלק חייב להיות מודפס עם איזשהן תומכות, אמנם תומכות שמאוד קל לשבור, אבל זה תמיד משאיר איזשהו חיספוס יחסי על החלק, מה שבסוף מצריך עוד טיפול משלים. זמן הדפסה ארוך, זה נגזרת ישירה של הרזולוציה. מן הסתם עובדים על הרבה יותר שכבות, אז יקח הרבה יותר זמן להדפיס אותו. טיפול וניקיון: בסוף אני עובד פה עם פלסטיק שהוא נוזלי. תמיד יהיו לי שאריות, אני חייב לנקות את החלק מהשאריות האלו. זה מצריך ממני איזושהי אמבט ניקיון, התעסקות עם עוד חומרים כימיים, ויש עוד מתקן שהוא בעצם עושה איזושהי חשיפה סופית לוודא שהחלק עבר את הקשייה שלו עד הסוף. אז לסיכום: האיכות מאוד מאוד גבוהה, אבל זו טכנולוגיה שהיא מצריכה התעסקות.

מתכות: נישה מאוד מאוד מתפתחת בתעשייה. כל יום קמים סטארטאפים או רעיונות או גישות שונות איך להדפיס מתכת. הכי נפוצות שיש היום זה SLS, כמו שציינו עם הפלסטיק, עם הניילון, כנ"ל במתכות. איזשהו מכל אבקה מתכתית שבעזרת לייזר עוברת סינטור, חלקיקים נדבקים ויש לנו חלק. SLM – אותה תצורה, רק שהחלקיקים לא עוברים הדבקה, אלא הם עוברים התכה. EBM – אותה צורה, רק מקור אנרגיה אחר, ו-Binder Jetting – בעצם יש לי את אותו מכל אבקה, רק שאני לא יורה איזושהי קרן אנרגטית, אני מרסס דבק. אני מרסס דבק, הוא מחזיק את האבקה לכדי צורה, ברגע שאני מחלץ את החלק מתוך האבקה, אני מכניס אותו לתנור, ובתנור החלקיקים נדבקים עד לקבלה של חלק סופי צפוף ומורמר.

אז יש לנו המון מגוון רחב של מתכות שאפשר להדפיס בהם: אלומיניום, אחד הנפוצים. חומר שהוא קל משקל ועמיד, משתמשים בו בתעופה ובבתעשייה של הרכב. היום יש שירותים, לדעתי יושבים בסין, שאפשר לשלוח את המודל אליהם, מחזירים הצעת מחיר, ואפשר לא בהרבה זמן לקבל את החלק מודפס באלומיניום. ניקל – חומר שהוא משמש לטמפרטורות מאוד מאוד גבוהות ויש לו עמידות מאוד גבוהה לקורוזיה, לחלודה בשפה פשוטה. נפוץ מאוד בתחום של תעופה ובתחום של אנרגיה. טיטניום – גם חלק שהיום אפשר לקבל באותם קבלנים הביתה. חומר שיש לו חוזק גבוה ומשקל נמוך, משתמשים בו בתעופה, בעולם הרכב ובתעשיית הרפואה, זה חומר שהוא אינרטי בגוף, לכן משמש גם לעולם הזה של רפואה. ונירוסטה, פלדת אל-חלד, חומר המתכתי ההנדסי אולי הכי נפוץ שקיים. יש מגוון עצום עצום עצום של פלדות אל-חלד שאפשר להדפיס, כל אחת עם התכונות שלה. באופן כללי יש עמידות גבוהה לחלודה, לקורוזיה, חוזק מכני גבוה, ונמצאות כמעט בכל תעשייה הנדסית שיש.

ואני איגע ככה בסוף בחומרים שהם קצת יותר נישתיים: קרמיקות – היום יש חברות שיודעות להדפיס חומרים קרמיים, זה קרמיקות הנדסיות, פחות הקרמיקות שיש לנו במטבח בבית, זה יותר קרמיקות הנדסיות, חומרים שהם עמידים מאוד מאוד לתנאי קיצון בטמפרטורה וסביבה וחשיפה לחומרים שהם מאוד מאוד אגרסיביים. בעיקר בתעשייה של אלקטרוניקה, של אנרגיה, קצת אווירנאוטיקה אני מכיר, ובעולם הרפואה. קרמיקה היא מאוד קומפטיבילית, מאוד נוח, היא לא מגיבה עם שום דבר בגוף, אז אפשר ליצור ממנה שתלים גם תוך הגוף וגם שתלים דנטליים, חומרים קרמיים מאוד נפוצים היום כשתלים דנטליים.

חומרים מורכבים: כשאני אומר חומרים מורכבים, הכוונה שלי זה חומרים שמכילים סיבים. הסיבים האלה משפרים משמעותית את החוזק של אותו חלק, לרוב זה פלסטיק. אז יש פלסטיקים שמכילים סיבים קצרים והם נותנים איזשהו חוזק. יש טכנולוגיות שמסוגלות על החומר המודפס בפלסטיק להכניס גם סיבים, אם זה סיב פחמן, מה שנלקח Carbon Fiber, או סיבים אחרים. ובעצם על אותו פולימר נתון להעלות את החוזק שלו המכני משמעותית.

חומרים ביולוגיים – נישה שהיא כרגע עוד בכותרות האקדמיה, הראו בארץ שהצליחו להדפיס לב, כל מיני רקמות, דברים כאלה. אולי בעתיד הרחוק מאוד זה יהיה משהו יותר מציאותי. כרגע זה לרמת המעבדה והאקדמיה בלבד. והדפסת מזון – היום המון המון חברות, ביחוד בתחום של תחליפי בשר, רוצים לחקות את הטקסטורה או הנראות של נתחים מבשר, הם עושים את זה באמצעות הדפסה כזו או אחרת, כל זה בשביל להתחקות ולהידמות.

התחום התלת-ממד, ואני יכול להעיד באופן אישי בתור אחד שנמצא כבר כמעט 4 שנים בתחום הזה, שזה תחום שהוא בפיתוח אינסופי והולך לנישות הכי מיושנות שיש ועד הכי חדשניות שיש, ובאמת שאין לזה סוף.

## תהליך העבודה: CAD, קבצים ו-Slicer

סיימנו עם החומרים, נעבור קצת לחלק הבסיס. ניגע במה זה CAD. פירוש של CAD זה Computer Aided Design או עיצוב באמצעות מחשב, נקרא גם תיב"ם. בעצם תוכנה שאני, המהנדס, משתמש בה ליצור חלקים. יש תוכנות שהן קצת יותר הנדסיות ומאפשרות ליצור דברים שהם על הפן היותר הנדסי, ויש תוכנות שהן הרבה יותר מאפשרות שממש כמו לפסל בחימר בהם, והן מאפשרות ליצור חלקים בכל מה שעולה על רוחכם. נתתי פה כמה דוגמאות: AutoCAD, SolidWorks מאוד מאוד נפוצה בארץ, Onshape זה תוכנה חדשה שהיא חינמית ויושבת על הענן, לכן לא צריך איזשהו מחשב מאוד מאוד חזק להפעיל אותה, מאוד אינטואיטיבית לשימוש, FreeCAD, OpenSCAD, תוכנות חינמיות, Autodesk, Fusion 360, תוכנה אולי הכי נפוצה בקרב המייקרים בעיקר בחו"ל, CATIA יש, מאוד למהנדסי רכב, Siemens NX, יודע שבגרמניה משתמשים בזה הרבה, ו-Tinkercad גם תוכנה של הרבה מייקרים משתמשים בה. באמת שאין ספור תוכנות כאלה, שרוב רובן מציעות את אותו דבר – לייצר חלקים בעצם במחשב.

אז בעצם התוכנה מאפשרת לנו לייצר חלקים מותאמים אישית. המהנדס, המייקר, יכול ליצור סקיצה ממוחשבת תלת-ממדית של החלק, לתת לו את המידות, את הצורה, כל מה שהוא רוצה. החלק הזה יכול לשמש לבדיקות, יכול לשמש גם כמוצר סופי. היופי גם, בגלל שאנחנו יכולים למדל חלק, לשלוח אותו להדפסה, לקבל אותו בטווח נניח של עד יום, תלוי כמה החלק גדול, ההתאמות שאנחנו יכולים לעשות הן מיידיות, הן על המקום. ואני לא כל פעם צריך לפנות לקבלן והוא מתחייב מולו בשביל שזה יהיה כלכלי להדפיס X חלקים, ואז אני מגלה שטעיתי באיזה מידה והלופ הזה הבזבזני. פה יש לי גמישות עיצובית כמעט אינסופית. וציינתי פה, איכות ההדפסה היא מאוד גבוהה, ואפשר לייצר אבות טיפוס ואף חלקים סופיים.

פורמטים נפוצים להדפסה: עיצבתי את החלק בתוכנת CAD, עכשיו אני צריך לשמור את זה באיזשהו פורמט שאיתו אני יכול להתקדם אל עבר המדפסת. אז אמרנו, הפורמט הכי ותיק נקרא STL של חברת 3D Systems, פורמט הכי נפוץ. הוא בעצם לוקח את החלק ופורס אותו לרשת של משולשים. פורמט מאוד מאוד פשוט, כל מדפסת מקבלת אותו, אבל הוא לא יכול להכיל עוד פרטים ומידע. אז כמה וכמה חברות לפני לא יודע כמה זמן, בשנות ה-2010 כזה, ופיתחו פורמט שנקרא 3MF, קיצור של 3D Manufacturing Format, פורמט שהוא כמו ה-STL, רק יותר מתקדם. הוא יכול להכיל את כל המידע שדרוש להדפסה, אם זה צבע של חומרים, טקסטורות, איזה חומר, עצירות במהלך ההדפסה ודברים כאלה, 3MF יכול להכיל את הכל. ו-AMF זה איזשהו פורמט חדש יחסית, הוא מאוד מאוד דומה ל-3MF, רק שהוא פחות נפוץ למשתמש הביתי, אולי קצת יותר למשתמשים תעשייתיים, הוא יכול לתמוך ביצירה של כל מיני מבנים יותר מורכבים. פחות נפוץ למשתמש הביתי.

מאיפה מורידים מודלים קיימים? היום באמת שיש אינספור מקורות ואינספור אתרים, וכל חברה שמוכרת מדפסות מנסה ליצור לה איזושהי מאגר חלקים וקהילה של חלקים שאפשר להוריד ממנה. אז האתרים הגדולים והפופולריים ביותר למודלים להדפסת תלת-ממד, שלרוב כל מה שעולה על רוחכם שאתם צריכים בו איזשהו צורך כנראה שיש שם. ציינתי פה שניים כאלה: Thingiverse ו-Printables. אפשר למצוא שם בצורה נגישה כולל תיאור של החלק ואופן ההדפסה שלו באתרים האלה. יש את MyMiniFactory, מציע חלקים גם, מאגר מאוד מאוד גדול, ששמה הדגמים, מי שמעלה בודק את החלק להדפסה, יש חלקים שהם רק מודל תלת-ממדי ולא דווקא מי שהעלה אותם הדפיס אותם, באתר הזה אז גם בדקו את המדפסת שלה. יש את אתר Cults, שזה פלטפורמה שהיא משמשת גם לשיתוף, אבל גם מעצבים או אנשים שמעלים את החלקים יכולים בעצם למכור אותם, אפשר לרכוש משם חלקים ממעצבים. Pinshape, גם תוכנה שמאפשרת לעצב ולמכור חלקים או עבודות ואפשר להוריד משם. GrabCAD, זה המאגר אולי הכי גדול לחלקים הנדסיים ומודלים תלת-ממדיים הנדסיים, שהרוב הגדול שם הוא חינמי. יש עוד באמת המון המון אתרים שמציעים חלקים, אם זה חינמי, אם זה לקנות ממהמעצבים, פה ציינתי את העיקריים שיש. אותם מעצבים ואנשים שמעלים את החלקים יכולים להעלות בכל מיני פורמטים. ככלל אצבע, לא יודעים איזה פורמט, להוריד STL, זה תמיד עובד.

עיצבנו את החלק בתוכנת CAD, או הורדנו, שמרנו את זה בפורמט STL או 3MF, הורדנו חלק באותם פורמטים, מה עכשיו? איך אנחנו בעצם שולחים את זה למדפסת? אז לפני שאנחנו שולחים למדפסת, אנחנו חייבים להעלות את זה לתוכנה שנקראת Slicer, ציינתי את זה בהתחלה. Slicer, מלשון Slice. תוכנה שלוקחת את החלק התלת-ממדי ופורסת אותו בעצם לפרוסות. בעצם בתוכנה הזו אני מקבע את כל הפרמטרים שאני רוצה מהמדפסת במהלך ההדפסה: אם זה עובי הדופן, לא דווקא אני ארצה להדפיס עובי דופן אחד, יכול להיות שהחלק טיפה יתוות ואני רוצה וגם הוא יהיה מאוד מאוד חלש, אז אני ארצה לשלוט על עובי הדופן בשביל להקנות לו חוזק. יכול להיות שיש חלקים שהם גיאומטרית מאוד מאוד מסובכים ואני צריך להגדיר להם תומכות. איך אני מגדיר להם תומכות, כמה צפופים התומכות, באיזה תצורה התומכות. כל הדברים האלה קורים ב-Slicer: מהירות ההדפסה, אני רוצה לבצע החלפת צבע, החלפת חומר במהלך ההדפסה. כל הפרמטרים האלה נקבעים בתוכנת ה-Slicer. הם מאפשרים לי גם בעצם, ברגע שאני נקרא לזה "פורס" את החלק, אני יכול לראות כל שכבה מה בעצם קורה, איך ראש ההדפסה נה, מה מתבצע, איזה אזורים הם אזורים שצריכים תמיכה ואין להם תמיכה, או אזורים שתלויים באוויר וכן הלאה. בעצם תוכנה עם המון המון המון אפשרויות. גם כמו האתרים, גם כל יום קמים להם שדרוגים. התוכנות קוד פתוח, אז כל חברה שמייצרת מדפסת ויוצאת לשוק, משנה קצת ויוצאת עם גרסה שלה ל-Slicer, שאולי יותר מתאימה למדפסת שלה, אולי ממציאה כל מיני פיצ'רים שלא קיימים ב-Slicer הנפוץ והשגור יותר. המון המון תוכנות כאלה.

הגדרות חשובות שה-Slicer בעצם שולט עליהם, פה שמתי את ארבעת החשובות שלדעתי:

1. מהירות ההדפסה: בעצם אנחנו יכולים להדפיס במהירות מאוד מאוד גבוהה ולמתוח את קצה היכולת של המכונה, של המדפסת, אבל מן הסתם זה יפגע לנו משמעותית באיכות של החלק. חלק שיוספוג מאוד מאוד מהר, א', כל המדפסת יוצרת ויברציות, והחומר אולי לא מספיק להתחמם בשביל להיות מותך ולצאת כמו שצריך. אז זה פרמטר גם שצריך לקבוע. רוב ה-Slicer-ים מגיעים עם פרמטרים קבועים. לפעמים, עם ניסוי וטנייה, צריך להתאים את זה באמת לאותו חומר שאנחנו מדפיסים.

2. שכבה ראשונה: בעצם שכבה מאוד מאוד קריטית, היא קובעת לנו איך החלק, אם החלק יידבק על משטח ההדפסה. אם אני אדפיס גבוה מדי, הפלסטיק לא יישב כמו שצריך על משטח ההדפסה ואז בעצם, במקרה הטוב, זה יידבק קצת ואז יכול להיות שכנבנה עוד ועוד חומר זה ישתחרר. במקרה הכי גרוע, על ההתחלה יהיה לנו חוט ספגטי כזה שמטייל לו על המדפסת. ואם אני מדפיס מאוד מאוד קרוב, אני בעצם מקשה על החומר לצאת מראש ההדפסה ואז גם לא יהיה לי פה איזשהו גוש חומר כזה שמנסה לצאת. אז שכבה ראשונה היא מאוד מאוד קריטית, רוב המדפסות זה אחד הדברים הראשונים שמגדירים אותם. חלק מהמכונות עושות איזשהו כיול ראשוני אוטומטי, אבל עדיין זו שכבה שהיא קריטית וחייבים להגדיר אותה.

3. גובה שכבה: בעצם פה זה איזשהו trade-off מבין בין איכות לבין מהירות הדפסה. ככל שהעובי שכבה שאני בונה הוא יותר יותר קטן, הרזולוציה, הפרטים שאני אקבל הם הרבה יותר טובים והחלק ירגיש הרבה יותר חלק, אבל אני פורס את אותו חלק להרבה יותר שכבות, אז יקח הרבה יותר זמן להדפיס אותו. אז הכל שאלה של מה הצורך או מה אנחנו רוצים.

4. מילוי וצפיפות מילוי: בטכנולוגיית FDM בעצם כל החלקים שאנחנו מדפיסים, כאיזושהי ברירת מחדל, בשביל לחסוך חומר, כי לרוב אין כל כך צורך, הם באים לא חלולים לגמרי, אבל חלולים. המילוי נקרא Infill, הוא יכול לבוא בשלל צורות וצורות שהן יותר אומנותיות נקרא לזה, או צורות שהן קצת יותר הנדסיות ונותנות חוזק. ככל שאני אעלה את צפיפות המילוי, ככה החלק שלי יהיה יותר חזק, אבל אני פה מבזבז במרכאות יותר פלסטיק וגם מגדיל את זמן ההדפסה, כי אני דוחף יותר פלסטיק כל שכבה. אז שוב, הכל זה שאלה של מה אני רוצה. אם אני רוצה חלק הנדסי חזק, אני אעדיף לעבוד באחוזי צפיפות גבוהים יותר, Infill גבוה יותר, או צורת ה-Infill שתגדיר לי את החוזק, ואם אני רוצה חלק שהוא נטו אסתטי, יכול להיות שבשביל לחסוך זמן וחומר אני אבחר צפיפות שהיא יותר נמוכה ואיזשהו Infill יותר יפה או מאוד מאוד פשוט בשביל לקצר זמנים. כל הפרמטרים האלה, הם מגיעים כולם עם איזשהו ערכי דיפולט שה-Slicer מגדיר לנו, שהם טובים ויפים, אבל עם הזמן ועם הניסיון והניסוי וטנייה שהמשתמש עושה, הם ככל הנראה ישתנו. זה הכל תלוי מה המשתמש רוצה מהחלק שלו.

נעבור לעוד עניין שה-Slicer מגדיר, וזה תומכות. שמתי פה שתי דוגמאות מאוד מאוד פשוטות: מצד שמאל זה מתייחס ל-FDM, מצד ימין לטכנולוגיית SLA. עוד פעם, כשאנחנו רוצים להדפיס איזשהן גיאומטריות שהן תלויות באוויר נקרא לזה, אני מדבר כרגע על FDM, אז אנחנו צריכים להשתמש בתומכות. אז גם בתומכות יש לי המון המון משחק. אני יכול להגדיר תומכות בצפיפות שלהם מאוד מאוד דלילות, אבל אז גם החומר שישב על אותם תומכות יהיה לו פחות תמיכה, אז הוא יפול. אז הטיב פני שטח שלו יהיה יותר נמוך, אבל יהיה לי יותר קל מצד שני לנתק את התומכות. אם אני אעשה תומכות הרבה יותר צפופות, חלק שאני אקבל, הטיב פני שטח שלו יהיה יותר טובים, אבל יהיה לי הרבה יותר קשה לנתק, כי אני מתעסק בהרבה יותר חומר שסובך בחלק. גם לתומכות יש כל מיני סוגי תוואים: זה יכול להיות תומכות של שתי וערב, זה יכול להיות תומכות שנראות כמו ענפים של עץ. אני יכול כל פרמטר שאיני רוצה אני יכול לשלוט בתומכות. הכי פשוט זה תומכות שעשויות מאותו חומר שאני מדפיס בו, למכונות הפשוטות. מכונות שנגיד יש להם שני ראשי הדפסה, שיכולות לעבוד לסירוגין, אז אני יכול להשתמש בחומר שהוא או שהאדבקה שלו לחומר שאני מדפיס בו את החלק היא לא טובה, ואז בעצם חומר רק מונח, אבל הוא לא נדבק, ואני מקבל את התמיכה, או יש חומרים שהם מסיסים במים או בחומרים אלכוהוליים למיניהם, שאני יכול להדפיס על גבם, ואז לאחר מכן להכניס את החלק עם התומכות שלו לאותו חומר שממיס את התומכות, וכעבור כמה זמן התומכות יתמוססו והחלק לא, ואני אקבל חלק בעצם סופי.

יש, בוא נגיד, תומכות חיצוניות, שזה לרוב ממישטח ההדפסה ומעלה, שתומך לי באותם חלקים שהם באוויר אמרתי, ויש גם תומכות פנימיות: אם יש לי בחלק חללים, כדים, חריצים, שאני רוצה לתמוך בהם, אז תומכות פנימיות, שיתרבו צריך משנה זהירות, כי אני בעצם סוגר כמות חומר, אמנם היא לא בחזק מכני מאוד מאוד גבוה, או היא לא מאוד צפופה, ואני עדיין סוגר בתוך איזשהו חלל סגור, ויכול להיות שיהיה לי יותר קשה להוציא אותה משם.

משפט קצר על SLA: ציינתי את זה קודם, כל חלק ב-SLA חייב בתומכות, זה קשור להדבקה של החומר למשטח הדפסה. אם אני אדפיס את החלק לרוב, ה-Slicer-ים גם לא יתנו את זה, אבל אם אני אדפיס את החלק ישירות על המשטח הדפסה, בגלל עניינים של מתח פנים, כמה הנוזל מנסה למשוך את עצמו למשטח, החלק כנראה לא יידבק והוא יקרוס חזרה לתוך הנוזל. לכן, כמו שמאויר בצד ימין, חייבים תומכות. תומכות מאוד מאוד עדינות, מאוד קל לפרק אותם, אבל לפעמים משאירות קצת שוונצים על פני השטח.

## פתרון בעיות ועיבוד לאחר הדפסה

נעבור לבעיות נפוצות בהדפסה, אני אלהתמקד רק בטכנולוגיית FDM. נלך מימין למעלה עם כיוון השעון:

אז עיוותים: כשאנחנו מדפיסים, מאוד מאוד קריטי ב-ABS כמו שציינתי, אבל זה יכול להיות גם בחומרים שהגדרתי אותם שהם יותר קלים להדפסה. אם אנחנו מדפיסים חלקים שהם מאוד מאוד גדולים, הקצוות שלהם יכולים להתרומם ולהתנתק, שזה לרוב קורה בגלל איזשהו קירור לא אחיד של החלק. אם יש לי קצה, לעומת המרכז, המרכז הוא יחסית עדיין חם, הקצה כבר התקרר, נוצרים מאצים שבעצם גורמים לניתוק של הקצוות מציאות המשטח הדפסה. אז היום אפשר להכניס בתוכנת Slicer Brim, בעצם תדמיינו זה כמו שטיח, שכבה אחת שהיא מאוד מאוד רחבה, שהיא מעגנת את החלק למשטח, מאוד קל לנתק אותה, היא לא משאירה תוואי על החלק, והיא בעצם עוזרת לנו בהדבקה ולמנוע שהחלק יתוות. כמו כן אפשר גם להשתמש בדבק סטיק, דבק בספר, הוא משפר מאוד את ההדבקה של הפלסטיק למשטח, וזה דבק שנשטף במים, מאוד קל לנקות אותו.

חוטים או זליגה, זה נקרא Oozing או Stringing. בעצם כשאנחנו מדפיסים, מאוד מאוד קשה לשלוט בפלסטיק המותך, ובמהלך התנועה של הראש כשהוא לא מדפיס, הוא יכול איזשהו תוצר לוואי, וזה בסוף מסתכם בכיול מאוד מאוד מדויק של המדפסת. יכול לגרום לאיזשהם שערות כאלה במהלך התנועה שלו, גם כשהוא לא מוציא חומר. בעצם בגלל שהפולימר הנוזלי הוא נוזלי, אז הוא מנסה ככה לברוח לו מראש ההדפסה ויוצר את אותם חוטים, או Oozing, שזה פשוט כמו גושים קטנים של החומר. לרוב אפשר למנוע את זה בהדפסה עם טמפרטורות טיפה יותר נמוכות ואז החומר טיפה יותר צמיג, פחות נוזלי, יותר קל לו לצאת, יותר ממה שהיינו רוצים. או עם ה-זה נקרא Retraction, או כמה ראש ההדפסה כשהוא לא מדפיס מושך את החומר פנימה, ואז בעצם ממזער מאוד את היצירה של התופעות האלה.

הזזת שכבות או Layer Shifting: תופעה שלא קורית הרבה, אבל לרוב היא קורית בגלל בעיות מכניות של המדפסת. בעצם אני מדפיס שכבה, אני מצפה שהשכבה הבאה תשב בדיוק עליה, אבל בגלל שיש לי, אם זה רצועות שלא מתוחות כמו שצריך, או תנועה שהיא לא חלקית, השכבה הבאה תודפס באיזשהו אופסט, ואז אני אקבל חלק שהוא עם איזושהי הזזה. אז זה לרוב בדיקה ומתיחה של הרצועות שמזיזות את הצירים ושימון הצירים המתכתיים, וקיוונון של האותם מנועים של המדפסת, באמת לוודא שהמדפסת עובדת בתצורה הכי חלקית ונכונה שלה.

עכשיו יש לנו Under-extrusion ו-Over-extrusion. בעצם זה המונח המדויק – תפוקת חומר לקויה או תפוקת חומר יתר. בעצם או שאני לא מוציא מספיק חומר במהלך הדפסה, או שאני מוציא יותר מדי חומר. שני התופעות האלה לא רצויות, כי בסוף אני לא אקבל את הצורה שאני רוצה. Under-extrusion, חוסר בחומר, לרוב זה קורה מזה שיש איזשהו חסם בראש ההדפסה, או עניינים של טמפרטורה שהן נמוכה מדי ולא מאפשרים לי לדחוף את החומר החוצה, או ברמה היותר גבוהה, איזשהן הגדרות שגויות ב-Slicing. אז אנחנו מזיזים את ההגדרות ואנחנו יודעים שהן טובות, אז לרוב זה מסתכם בלנקות את ה-Nozzle, את הדיזה, לבדוק שמערכת ההזנה היא עובדת כמו שצריך. לרוב זה מבוסס על גלגלות שדוחסות בצורה כזו או אחרת את החומר. יכול להיות שאחת הגלגלות הששתחררה, או הם לא יושבות בדיוק אחת על השנייה, זה משהו שצריך לשים לב אליו.

Over-extrusion: מוציאים יותר מדי חומר. אנחנו מערימים יותר חומר שהיינו רוצים על כל שכבה ושכבה. זה מה שיכול לגרום לחלק שנראה הרבה יותר גס ולפילו עד לעיוותים. אז זה לרוב מסתכם או בטמפרטורת הדפסה מאוד גבוהות ואז החומר שלנו הרבה יותר נוזלי ויותר קל לו לצאת, יותר ממה שהיינו רוצים. או הגדרות הדפסה שהן שגויות. קנאל זה מסתכם בטמפרטורה והגדרות.

והבעיה הנפוצה האחרונה – חסימת דיזה, או Nozzle clogging. ראש ההדפסה יכול להיסתם ואז לא יצא חומר, או שהיציאה היא חלקית. זה יכול להתרחש מהחלפה של חומרים שלא נעשתה בצורה טובה ולא ניקינו את כל השאריות, ביחוד אם זה חומרים שונים, ואז יכול להיווצר לנו איזושהי חסימה. או שיש לנו חסימה על גבי הנוזל ולא מאפשרת לנו להוציא חומר. וכרגיל, הגדרות לא נכונות, פשוט לא מאפשרות לחומר לצאת, או שסותמות מאוד מהר את הנוזל.

שהפתרונות המידיים זה לבדוק שהחומר בהגדרות שאנחנו משתמשים בו יוצא כמו שצריך, שהנוזל, הדיזה, היא לא סתומה, ואם צריך, לרוב נוזלים היום הפשוטים מאוד מאוד זולים, פשוט להחליף לנוזל חדש, לרוב זה גם ישפר אחרי X זמן שאנחנו משתמשים באותו נוזל, ישפר מאוד את איכות החלקים שאנחנו מדפיסים.

תיקונים אפשריים לאחר ההדפסה: אם צריך, אם רצינו להוציא חלק יחסית מהר והתפשרינו על האיכות, יש דברים שאפשר לעשות, או באופן כללי אם אני עובד עם מכונות שהן פשוטות ואני לא רוצה להתעסק בהחלפה של חומר, ויוצא לי, לצורך העניין, חלק בצבע אחד ואני רוצה להוסיף לו עוד צבעים, אז מה שאני יכול לעשות זה לצבוע. היום מאוד... זה פלסטיק, מאוד קל לצבוע, יש המון חומרים שמאפשרים צביעה של פלסטיק ברמה מאוד מאוד טובה. באים בתצורה של ספריי, שאפשר לצבוע, חומרים אקריליים. מה שכן, חשוב להשתמש בחומר שנקרא פריימר, בעצם חומר שמשפר מאוד מאוד את ההדבקה בין החלק שלי מ-פולימר, מפלסטיק, לבין הצבע, ולרוב יש גם פריימרים היום שמיועדים לחלקים מודפסים, שיש להם איזשהו נפח והם ממלאים את החללים הקטנים בין השכבות, ואז בעצם מחליקים לי את החלק.

חלקים מודפסים גם, בשביל להעלים אותם, את אותה שכבתיות, אפשר ללטש עם נייר זכוכית או במכונות, ולהחליק פני השטח של החלק עד באמת לרמת גימור מאוד מאוד גבוהה. אפשר למלא את החלקים, אם זה בכל מיני פילרים, יש כל מיני חומרים אפוקסים שאפשר למרוח ומאוד מאוד מאוד נוזליים לפני שהם מתקשים, ואז הם ממלאים בצורה מאוד מאוד עדינה את החללים, אבל לא פוגעים יותר מדי ברזולוציה. וכמובן שכל החומרים המילוי אלה ניתנים לליטוש ולצביעה.

וחזוק: ניתן להוסיף חלקי מתכת. אם זה לחזק את החוזק המכני, כמובן שעוד כשאני מעצב את החלק אני חייב לאפשר חלל לאותם חיזוקים. מאוד מאוד נפוץ להוסיף במהלכ ההדפסה או אחרי ההדפסה אם עשיתי חריץ ייעודי, להוסיף חלקים כמו ברגים ואומים שאני אוכל בעצם להתממשק לאותו חלק שהדפסתי. ואפשר גם להדביק חלקים אחד לשני. אם זה באמצעות דבקים... יש היום דבקים שזה כמו ריתוך במרכאות. בעצם הם ממיסים קלות פני השטח שהם פוגשים, ואז אני יכול לחבר שני חלקים מאותו חומר בעזרת הדבק הזה, שהוא בעצם מדביק לי אותם... שני החלקים בצורה הנוזלית של החומר. ודבקים כמו סופר גלו, אפוקסי וכן הלאה.

סיימנו עם החומרים, נעבור קצת לחלק ה-קרא לזה הבסיס. ניגע במה זה CAD. פירוש של CAD זה Computer Aided Design או עיצוב באמצעות מחשב, נקרא גם תיב"ם. בעצם תוכנה שאני, המהנדס, משתמש בה ליצור חלקים. יש תוכנות שהן קצת יותר הנדסיות ומאפשרות ליצור דברים שהם על הפן היותר הנדסי, ויש תוכנות שהן הרבה יותר מאפשרות שאפשר בעצם ממש כמו לפסל בחימר בהם. והן מאפשרות ליצור חלקים באמת, כל מה שעולה על רוחכם.

נתתי פה כמה דוגמאות: AutoCAD, SolidWorks מאוד מאוד נפוצה בארץ, Onshape זה תוכנה חדשה שהיא חינמית ויושבת על הענן, לכן לא צריך איזשהו מחשב מאוד מאוד חזק להפעיל אותה, מאוד אינטואיטיבית לשימוש. FreeCAD, OpenSCAD, תוכנות חינמיות, Autodesk Fusion 360 – תוכנה אולי הכי נפוצה בקרב המייקרים, בעיקר בחו"ל. CATIA יש, מאוד למהנדסי רכב, Siemens NX, יודע שבגרמניה משתמשים בזה הרבה, ו-Tinkercad גם תוכנה של הרבה מייקרים משתמשים בה. באמת שאין ספור תוכנות כאלה, שרוב רובן מציעות את אותו דבר – לייצר חלקים בעצם במחשב.

אז בעצם התוכנה מאפשרת לנו לייצר חלקים מותאמים אישית. מהנדס או יוצר, מייקר, יכול ליצור סקיצה ממוחשבת תלת-ממדית של החלק, לתת לו את המידות, את הצורה, כל מה שהוא רוצה. החלק הזה יכול לשמש לבדיקות, יכול לשמש גם כמוצר סופי. היופי גם, בגלל שאנחנו יכולים למדל חלק, לשלוח אותו להדפסה, לקבל אותו בטווח נניח של עד יום, תלוי כמה החלק גדול, ההתאמות שאנחנו יכולים לעשות הן מיידיות, הן על המקום. ואני לא כל פעם צריך לפנות לקבלן והוא מתחייב מולו בשביל שזה יהיה כלכלי להדפיס X חלקים, ואז אני מגלה שטעיתי באיזה מידה והלופ הזה הבזבזני. פה יש לי גמישות עיצובית כמעט אינסופית.

יצרתי פה... איכות ההדפסה היא מאוד גבוהה, ואפשר לייצר אבות טיפוס ואף חלקים סופיים.

פורמטים נפוצים להדפסה: עיצבתי את החלק בתוכנת CAD, עכשיו אני צריך לשמור את זה באיזשהו פורמט שאיתו אני יכול להתקדם אל עבר המדפסת. אז אמרנו, הפורמט הכי ותיק נקרא STL של חברת 3D Systems, פורמט הכי נפוץ. הוא בעצם לוקח את החלק ופורס אותו לרשת של משולשים. פורמט מאוד מאוד פשוט, כל מדפסת מקבלת אותו, אבל הוא לא יכול להכיל עוד פרטים ומידע. אז כמה וכמה חברות לפני לא יודע כמה זמן, שנות ה-2010 כזה, ופיתחו פורמט שנקרא 3MF, קיצור של 3D Manufacturing Format, פורמט שהוא כמו ה-STL, רק יותר מתקדם. הוא יכול להכיל את כל המידע שדרוש להדפסה, אם זה צבע של חומרים, טקסטורות, איזה חומר, עצירות במהלך ההדפסה ודברים כאלה, 3MF יכול להכיל את הכל. ו-AMF זה איזשהו פורמט חדש יחסית, הוא מאוד מאוד דומה ל-3MF, רק שהוא פחות נפוץ למשתמש הביתי, אולי קצת יותר למשתמשים תעשייתיים, הוא יכול לתמוך ביצירה של כל מיני מבנים יותר מורכבים. פחות נפוץ למשתמש הביתי.

מאיפה מורידים מודלים קיימים? היום באמת ששיש אינספור מקורות ואינספור אתרים, וכל חברה שמכורת מדפסות מנסה ליצור לה איזושהי מאגר חלקים וקהילה של חלקים שאפשר להוריד ממנה. אז האתרים הגדולים והפופולריים ביותר למודלים להדפסת תלת-ממד, שלרוב כל מה שעולה על רוחכם שאתם צריכים בו איזשהו צורך כנראה שיש שם, ציינתי פה שניים כאלה: Thingiverse ו-Printables. אפשר למצוא שם בצורה נגישה כולל תיאור של החלק ואופן ההדפסה שלו באתרים האלה. יש את MyMiniFactory, מציע חלקים גם, מאגר מאוד מאוד גדול, ששמה הדגמים, מי שמעלה בודק את החלק להדפסה, יש חלקים שהם רק מודל תלת-ממדי ולא דווקא מי שהעלה אותם הדפיס אותם, באתר הזה אז גם בדקו את המדפסת שלה. יש את אתר Cults3D, שזה פלטפורמה שהיא משמשת גם לשיתוף, אבל גם מעצבים או אנשים שמעלים את החלקים יכולים בעצם למכור אותם, אפשר לרכוש משם חלקים ממעצבים. Pinshape, גם תוכנה שמאפשרת לעצב ולמכור חלקים או עבודות ואפשר להוריד משם. GrabCAD, זה המאגר אולי הכי גדול לחלקים הנדסיים ומודלים תלת-ממדיים הנדסיים, שהרוב הגדול שם הוא חינמי. יש עוד באמת המון המון אתרים שמציעים חלקים, אם זה חינמי, אם זה לקנות ממעצבים, פה ציינתי את העיקריים שיש. אותם מעצבים ואנשים שמעלים את החלקים יכולים להעלות בכל מיני פורמטים. ככלל אצבע, לא יודעים איזה פורמט, להוריד STL, זה תמיד עובד.

עיצבנו את החלק בתוכנת CAD, או הורדנו, שמרנו את זה בפורמט STL או 3MF, הורדנו חלק באותם פורמטים, מה עכשיו? איך אנחנו בעצם שולחים את זה למדפסת? אז לפני שאנחנו שולחים למדפסת, אנחנו חייבים להעלות את זה לתוכנה שנקראת Slicer, ציינתי את זה בהתחלה. Slicer, מלשון Slice, תוכנה שלוקחת את החלק התלת-ממדי ופורסת אותו בעצם לפרוסות. בעצם בתוכנה הזו אני מקבע את כל הפרמטרים שאני רוצה מהמדפסת במהלך ההדפסה: אם זה עובי הדופן, לא דווקא אני ארצה להדפיס עובי דופן אחד, יכול להיות שהחלק טיפה יתוות ואני רוצה וגם הוא יהיה מאוד מאוד חלש, אז אני ארצה לשלוט על עובי הדופן בשביל להקנות לו חוזק. יכול להיות שיש חלקים שהם גיאומטרית מאוד מאוד מסובכים ואני צריך להגדיר להם תומכות. איך אני מגדיר להם תומכות, כמה צפופים התומכות, באיזה תצורה התומכות. כל הדברים האלה קורים ב-Slicer: מהירות ההדפסה, אני רוצה לבצע החלפת צבע, החלפת חומר במהלך ההדפסה. כל הפרמטרים האלה נקבעים בתוכנת ה-Slicer. הם מאפשרים לי גם בעצם, ברגע שאני נקרא לזה "פורס" את החלק, אני יכול לראות כל שכבה מה בעצם קורה, איך ראש ההדפסה נה, מה מתבצע, איזה אזורים הם אזורים שצריכים תמיכה ואין להם תמיכה, או אזורים שתלויים באוויר וכן הלאה. בעצם תוכנה עם המון המון המון אפשרויות. גם כמו האתרים, גם כל יום קמים להם שדרוגים. התוכנות קוד פתוח, אז כל חברה שמייצרת מדפסת ויוצאת לשוק, משנה קצת ויוצאת עם גרסה של ה-Slicer, שאולי יותר מתאימה למדפסת שלה, אולי ממציאה כל מיני פיצ'רים שלא קיימים ב-Slicer הנפוץ והשגור יותר. המון המון תוכנות כאלה.

הגדרות חשובות שה-Slicer בעצם שולט עליהם, פה שמתי את ארבעת החשובות שדעתי: מהירות ההדפסה – בעצם אנחנו יכולים להדפיס במהירות מאוד מאוד גבוהה ולמתוח את קצה היכולת של המכונה, של המדפסת, אבל מן הסתם זה יפגע לנו משמעותית באיכות של החלק. חלק שיוספוג מאוד מאוד מהר, א', כל המדפסת יוצרת ויברציות, והחומר אולי לא מספיק להתחמם בשביל להיות מותך ולצאת כמו שצריך. אז זה פרמטר גם שצריך לקבוע. רוב ה-Slicer-ים מגיעים עם פרמטרים קבועים, לפעמים, עם ניסוי וטנייה, צריך להתאים את זה באמת לאותו חומר שאנחנו מדפיסים.

שכבה ראשונה: בעצם שכבה מאוד מאוד קריטית, היא קובעת לנו איך החלק, אם החלק יידבק על משטח ההדפסה. אם אני אדפיס גבוה מדי, הפלסטיק לא יישב כמו שצריך על משטח ההדפסה ואז בעצם, במקרה הטוב, זה יידבק קצת ואז יכול להיות שכנבנה עוד ועוד חומר זה ישתחרר. במקרה הכי גרוע, על ההתחלה יהיה לנו חוט ספגטי כזה שמטייל לו על המדפסת. ואם אני מדפיס מאוד מאוד קרוב, אני בעצם מקשה על החומר לצאת מראש ההדפסה ואז גם לא יהיה לי פה איזשהו גוש חומר כזה שמנסה לצאת. אז שכבה ראשונה היא מאוד מאוד קריטית, רוב המדפסות זה אחד הדברים הראשונים שמגדירים אותם, חלק מהמכונות עושות איזשהו כיול ראשוני אוטומטי, אבל עדיין זו שכבה שהיא קריטית וחייבים להגדיר אותה.

גובה שכבה: בעצם פה זה איזשהו trade-off מבין בין איכות לבין מהירות הדפסה. ככל שהעובי שכבה שאני בונה הוא יותר יותר קטן, הרזולוציה, הפרטים שאני אקבל הם הרבה יותר טובים והחלק ירגיש הרבה יותר חלק, אבל אני פורס את אותו חלק להרבה יותר שכבות, אז יקח הרבה יותר זמן להדפיס אותו. אז הכל שאלה של מה הצורך או מה אנחנו רוצים.

מילוי וצפיפות מילוי: בטכנולוגיית FDM בעצם כל החלקים שאנחנו מדפיסים, כאיזושהי ברירת מחדל, בשביל לחסוך חומר, כי לרוב אין כל כך צורך, הם באים לא חלולים לגמרי, אבל חלולים. המילוי נקרא Infill, הוא יכול לבוא בשלל צורות וצורות שהן יותר אומנותיות נקרא לזה, או צורות שהן צד יותר הנדסיות ונותנות חוזק. ככל שאני אעלה את צפיפות המילוי, ככה החלק שלי יהיה יותר חזק, אבל אני פה מבזבז במרכאות יותר פלסטיק וגם מגדיל את זמן ההדפסה, כי אני דוחף יותר פלסטיק כל שכבה. אז שוב, הכל זה שאלה של מה אני רוצה. אם אני רוצה חלק הנדסי חזק, אני אעדיף לעבוד באחוזי צפיפות גבוהים יותר, Infill גבוה יותר, או צורת ה-Infill שתגדיר לי את החוזק, ואם אני רוצה חלק שהוא נטו אסתטי, יכול להיות שבשביל לחסוך זמן וחומר אני אבחר צפיפות שהיא יותר נמוכה ואיזשהו Infill יותר יפה או מאוד מאוד פשוט בשביל לקצר זמנים.

כל הפרמטרים האלה, הם מגיעים כולם עם איזשהו ערכי דיפולט שה-Slicer מגדיר לנו, שהם טובים ויפים, אבל עם הזמן ועם הניסיון והניסוי וטנייה שהמשתמש עושה, הם ככל הנראה ישתנו. זה הכל תלוי מה המשתמש רוצה מהחלק שלו.

עוד עניין שה-Slicer מגדיר, וזה תומכות. שמתי פה שתי דוגמאות מאוד מאוד פשוטות: מצד שמאל זה מתייחס ל-FDM, מצד ימין לטכנולוגיית SLA. עוד פעם, כשאנחנו רוצים להדפיס איזשהן גיאומטריות שהן תלויות באוויר נקרא לזה, אני מדבר כרגע על FDM, אז אנחנו צריכים להשתמש בתומכות. אז גם בתומכות יש לי המון המון משחק. אני יכול להגדיר תומכות בצפיפות שלהם מאוד מאוד דלילות, אבל אז גם החומר שישב על אותם תומכות, יהיה לו פחות תמיכה, אז הוא יפול. אז הטיב פני שטח שלו יהיה יותר נמוך, אבל יהיה לי יותר קל מצד שני לנתק את התומכות. אם אני אעשה תומכות הרבה יותר צפופות, חלק שאני אקבל, הטיב פני שטח שלו יהיו יותר טובים, אבל יהיה לי הרבה יותר קשה לנתק, כי אני מתעסק בהרבה יותר חומר שסובך בחלק. גם לתומכות יש כל מיני סוגי תוואים: זה יכול להיות תומכות של שתי וערב, זה יכול להיות תומכות שנראות כמו ענפים של עץ. אני יכול כל פרמטר שאיני רוצה אני יכול לשלוט בתומכות. הכי פשוט זה תומכות שעשויות מאותו חומר שאני מדפיס בו, למכונות הפשוטות. מכונות שנגיד יש להם שני ראשי הדפסה, שיכולות לעבוד לסירוגין, אז אני יכול להשתמש בחומר שהוא או שהאדבקה שלו לחומר שאני מדפיס בו את החלק היא לא טובה, ואז בעצם חומר רק מונח, אבל הוא לא נדבק, ואני מקבל את התמיכה, או יש חומרים שהם מסיסים במים או בחומרים אלכוהוליים למיניהם, שאני יכול להדפיס על גבם, ואז לאחר מכן להכניס את החלק עם התומכות שלו לאותו חומר שממיס את התומכות, וכעבור כמה זמן התומכות יתמוססו והחלק לא, ואני אקבל חלק בעצם סופי.

יש, בוא נגיד, תומכות חיצוניות, שזה לרוב ממישטח ההדפסה ומעלה, שתומך לי באותם חלקים שהם באוויר אמרתי, ויש גם תומכות פנימיות: אם יש לי בחלק חללים, כדים, חריצים, שאני רוצה לתמוך בהם, אז תומכות פנימיות, שאיזשהו משנה זהירות, כי אני בעצם סוגר כמות חומר, אמנם היא לא בחזק מכני מאוד מאוד גבוה או היא לא מאוד צפופה, ואני עדיין סוגר בתוך איזשהו חלל סגור, ויכול להיות שיהיה לי יותר קשה להוציא אותה משם.

משפט קצר על SLA: ציינתי את זה קודם, כל חלק ב-SLA חייב בתומכות, זה קשור להדבקה של החומר למשטח הדפסה. אם אני אדפיס את החלק לרוב, ה-Slicer-ים גם לא יתנו את זה, אבל אם אני אדפיס את החלק ישירות על המשטח הדפסה, בגלל עניינים של מתח פנים, כמה הנוזל מנסה למשוך את עצמו למשטח, החלק כנראה לא יידבק והוא יקרוס חזרה לתוך הנוזל. לכן, כמו שמאויר בצד ימין, חייבים תומכות, תומכות מאוד מאוד עדינות, מאוד קל לפרק אותם, אבל לפעמים משאירות קצת שוונצים על פני השטח.

בעיות נפוצות בהדפסה, אני אלהתמקד רק בטכנולוגיית FDM. נלך מימין למעלה עם כיוון השעון:

עיוותים: כשאנחנו מדפיסים, מאוד מאוד קריטי ב-ABS כמו שציינתי, אבל זה יכול להיות גם בחומרים שהגדרתי אותם שהם יותר קלים להדפסה. אם אנחנו מדפיסים חלקים שהם מאוד מאוד גדולים, הקצוות שלהם יכולים להתרומם ולהתנתק, שזה לרוב קורה בגלל איזשהו קירור לא אחיד של החלק. אם יש לי קצה, לעומת המרכז, המרכז הוא יחסית עדיין חם, הקצה כבר התקרר, נוצרים מאצים שבעצם גורמים לניתוק של הקצוות מציאות המשטח הדפסה. אז היום אפשר להכניס בתוכנת Slicer Brim, בעצם תדמיינו זה כמו שטיח, שכבה אחת שהיא מאוד מאוד רחבה, שהיא מעגנת את החלק למשטח, מאוד קל לנתק אותה, היא לא משאירה תוואי על החלק, והיא בעצם עוזרת לנו בהדבקה ולמנוע שהחלק יתוות. כמו כן אפשר גם להשתמש בדבק סטיק, דבק בספר, הוא משפר מאוד את ההדבקה של הפלסטיק למשטח, וזה דבק שנשטף במים, מאוד קל לנקות אותו.

חוטים או זליגה, זה נקרא Oozing או Stringing. בעצם כשאנחנו מדפיסים, מאוד מאוד קשה לשלוט בפלסטיק המותך, ובמהלך התנועה של הראש כשהוא לא מדפיס, הוא יכול איזשהו תוצר לוואי, וזה בסוף מסתכם בכיול מאוד מאוד מדויק של המדפסת, יכול לגרום לאיזשהם שערות כאלה במהלך התנועה שלו, גם כשהוא לא מוציא חומר. בעצם בגלל שהפולימר הנוזלי הוא נוזלי, אז הוא מנסה ככה לברוח לו מראש ההדפסה ויוצר את אותם חוטים, או Oozing, שזה פשוט כמו גושים קטנים של החומר. לרוב אפשר למנוע את זה בהדפסה עם טמפרטורות טיפה יותר נמוכות ואז החומר טיפה יותר צמיג, פחות נוזלי, יותר קל לו לצאת, יותר ממה שהיינו רוצים. או עם ה-זה נקרא Retraction, או כמה ראש ההדפסה כשהוא לא מדפיס מושך את החומר פנימה, ואז בעצם ממזער מאוד את היצירה של התופעות האלה.

הזזת שכבות או Layer Shifting: תופעה שלא קורית הרבה, אבל לרוב היא קורית בגלל בעיות מכניות של המדפסת. בעצם אני מדפיס שכבה, אני מצפה שהשכבה הבאה תשב בדיוק עליה, אבל בגלל שיש לי, אם זה רצועות שלא מתוחות כמו שצריך, או תנועה שהיא לא חלקית, השכבה הבאה תודפס באיזשהו אופסט, ואז אני אקבל חלק שהוא עם איזושהי הזזה. אז זה לרוב בדיקה ומתיחה של הרצועות שמזיזות את הצירים ושימון הצירים המתכתיים, וקיוונון של האותם מנועים של המדפסת, באמת לוודא שהמדפסת עובדת בתצורה הכי חלקית ונכונה שלה.

עכשיו יש לנו Under-extrusion ו-Over-extrusion. בעצם זה המונח המדויק – תפוקת חומר לקויה או תפוקת חומר יתר. בעצם או שאני לא מוציא מספיק חומר במהלך הדפסה, או שאני מוציא יותר מדי חומר. שני התופעות האלה לא רצויות, כי בסוף אני לא אקבל את הצורה שאני רוצה. Under-extrusion, חוסר בחומר, לרוב זה קורה מזה שיש איזשהו חסם בראש ההדפסה, או עניינים של טמפרטורה שהן נמוכה מדי ולא מאפשרים לי לדחוף את החומר החוצה, או ברמה היותר גבוהה, איזשהן הגדרות שגויות ב-Slicing. אז אנחנו מזיזים את ההגדרות ואנחנו יודעים שהן טובות, אז לרוב זה מסתכם בלנקות את ה-Nozzle, את הדיזה, לבדוק שמערכת ההזנה היא עובדת כמו שצריך. לרוב זה מבוסס על גלגלות שדוחסות בצורה כזו או אחרת את החומר. יכול להיות שאחת הגלגלות הששתחררה, או הם לא יושבות בדיוק אחת על השנייה, זה משהו שצריך לשים לב אליו.

Over-extrusion: מוציאים יותר מדי חומר. אנחנו מערימים יותר חומר שהיינו רוצים על כל שכבה ושכבה. זה מה שיכול לגרום לחלק שנראה הרבה יותר גס ולפילו עד לעיוותים. אז זה לרוב מסתכם או בטמפרטורת הדפסה מאוד גבוהות ואז החומר שלנו הרבה יותר נוזלי ויותר קל לו לצאת, יותר ממה שהיינו רוצים. או הגדרות הדפסה שהן שגויות. קנאל זה מסתכם בטמפרטורה והגדרות.

והבעיה הנפוצה האחרונה – חסימת דיזה, או Nozzle clogging. ראש ההדפסה יכול להיסתם ואז לא יצא חומר, או שהיציאה היא חלקית. זה יכול להתרחש מהחלפה של חומרים שלא נעשתה בצורה טובה ולא ניקינו את כל השאריות, ביחוד אם זה חומרים שונים, ואז יכול להיווצר לנו איזושהי חסימה. או שיש לנו חסימה על גבי הנוזל ולא מאפשרת לנו להוציא חומר. וכרגיל, הגדרות לא נכונות, פשוט לא מאפשרות לחומר לצאת, או שסותמות מאוד מהר את הנוזל. הפתרונות המידיים זה לבדוק שהחומר בהגדרות שאנחנו משתמשים בו יוצא כמו שצריך, שהנוזל, הדיזה, היא לא סתומה, ואם צריך, לרוב נוזלים היום הפשוטים מאוד מאוד זולים, פשוט להחליף לנוזל חדש, לרוב זה גם ישפר אחרי X זמן שאנחנו משתמשים באותו נוזל, ישפר מאוד את איכות החלקים שאנחנו מדפיסים.

תיקונים אפשריים לאחר ההדפסה: אם צריך, אם רצינו להוציא חלק יחסית מהר והתפשרינו על האיכות, יש דברים שאפשר לעשות, או באופן כללי אם אני עובד עם מכונות שהן פשוטות ואני לא רוצה להתעסק בהחלפה של חומר, ויוצא לי, לצורך העניין, חלק בצבע אחד ואני רוצה להוסיף לו עוד צבעים, אז מה שאני יכול לעשות זה לצבוע. היום מאוד... זה פלסטיק, מאוד קל לצבוע, יש המון חומרים שמאפשרים צביעה של פלסטיק ברמה מאוד מאוד טובה. באים בתצורה של ספריי, שאפשר לצבוע, חומרים אקריליים. מה שכן, חשוב להשתמש בחומר שנקרא פריימר, בעצם חומר שמשפר מאוד מאוד את ההדבקה בין החלק שלי מ-פולימר, מפלסטיק, לבין הצבע, ולרוב יש גם פריימרים היום שמיועדים לחלקים מודפסים, שיש להם איזשהו נפח והם ממלאים את החללים הקטנים בין השכבות, ואז בעצם מחליקים לי את החלק.

חלקים מודפסים גם, בשביל להעלים אותם, את אותה שכבתיות, אפשר ללטש עם נייר זכוכית או במכונות, ולהחליק פני השטח של החלק עד באמת לרמת גימור מאוד מאוד גבוהה. אפשר למלא את החלקים, אם זה בכל מיני פילרים, יש כל מיני חומרים אפוקסים שאפשר למרוח ומאוד מאוד מאוד נוזליים לפני שהם מתקשים, ואז הם ממלאים בצורה מאוד מאוד עדינה את החללים, אבל לא פוגעים יותר מדי ברזולוציה. וכמובן שכל החומרים המילוי אלה ניתנים לליטוש ולצביעה.

חיזוק: ניתן להוסיף חלקי מתכת. אם זה לחזק את החוזק המכני, כמובן שעוד כשאני מעצב את החלק אני חייב לאפשר חלל לאותם חיזוקים. מאוד מאוד נפוץ להוסיף במהלכ ההדפסה או אחרי ההדפסה אם עשיתי חריץ ייעודי, להוסיף חלקים כמו ברגים ואומים שאני אוכל בעצם להתממשק לאותו חלק שהדפסתי. ואפשר גם להדביק חלקים אחד לשני. אם זה באמצעות דבקים... יש היום דבקים שזה כמו ריתוך במרכאות. בעצם הם ממיסים קלות פני השטח שהם פוגשים, ואז אני יכול לחבר שני חלקים מאותו חומר בעזרת הדבק הזה, שהוא בעצם מדביק לי אותם... שני החלקים בצורה הנוזלית של החומר. ודבקים כמו סופר גלו, אפוקסי וכן הלאה.

סמכתי פה כמה ערוצי מידע. יש באמת אינספור אתרים וערוצי YouTube, אני שמתי פה כאלה שאני ממליץ ואוהב באופן אישי, שאני תמיד הולך אליהם כשאני נתקל באיזושהי בעיה או שאני סתם רוצה להעשיר את הידע שלי:

השלשה העליונה, שלושה ערוצי YouTube:

1. CNC Kitchen – בחור גרמני שעושה סרטונים והסברים ברמה הנדסית שלא תבייש אף מהנדס או חוקר באוניברסיטה, הסברים מאוד מאוד פשוטים וביקורות על מכונות ומדפסות מסוימות, לכן אם מישהו מתלבט הוא יכול לפנות לערוץ הזה, לראות לפני שהוא רוכש מדפסת.

2. הערוץ הבא נקרא The Next Layer – ערוץ של בחור ישראלי שעושה באמת עבודה... הוא עושה המון המון ניסויים, אם זה בכל מיני חומרים, וסוגי מדפסות, ותצורות של מדפסות, וחומרים אקזוטיים, והכל הוא מנגיש בצורה מאוד מאוד פשוטה, אז גם מאוד מומלץ לראות.

3. והערוץ השלישי נקרא Slant 3D – בעצם Slant 3D זו חברה שהמודל שלה זה חוות מדפסות, יש להם בעצם האנגר עם המון המון מדפסות Custom Made שלהם, והם מציעים שירותי הדפסה ללקוחות שרוצים להדפיס חלקים בכמות גדולה, באיזה חומר שהם רוצים, באיזה תצורה, פשוט שולחים את החלק והם מדפיסים. והמנכ"ל של החברה באותו ערוץ YouTube נותן המון המון טיפים איך בעצם לעצב חלקים ייחודיים לטכנולוגיית הדפסת תלת-ממד, כי היום אנחנו רגילים לחלקים מטכנולוגיות יותר קונבנציונליות, מיושנות, ואנחנו לא מתאימים את החלק לטכנולוגיה של הדפסה. אז הוא בא קצת לשבור את הגישה הזו ונותן טיפים איך לעצב חלקים מאוד מאוד טובים.

ואתרים – אתרים שעושים גם ביקורות על סוגי מדפסות, גם מסבירים על הבדלים בין חומרים, ציינתי פה שלוש: All3DP (All About 3D Printing), 3D Printing Industry, ו-Simplify3D. אתרים שלא פעם ולא פעמיים השתמשתי בהם, אם זה להבין איזה חומר אני צריך להשתמש, בעיות שנתקלתי בהם במהלך ההדפסה ורציתי למצוא פתרון, או באופן כללי לפני רכישה של מכונה, הם גם עושים סקירות מאוד מאוד רחבות.

זהו, אם יש למישהו שאלות, אני רואה בצ'אט שיש כמה שאלות, זה הזמן.

אני אקריא את השאלה מהצ'אט: "הדפסה של מעגלים אלקטרוניים של ארדואינו". אני אתן על זה חצי משפט, זה קצת חורג מהפוקוס של ההרצאה הזאתי, ואפשר גם להסביר את ההסברים, להסביר למה יש הבדלים. PCB, Printed Circuit Board, זה גם כן עולם מרתק של הדפסות תלת-ממד, זה עולם של מה שנציג בורד-דיזיינרים, מעצבי בורדים, שעובדים עם תוכנות טיפה שונות. הם לא עובדים עם SolidWorks, הם עובדים עם Altium Designer, בתוכנות דומות כאלו, ORCAD, דברים כאלה. זו אומנות אחרת לחלוטין. סתם, fun fact כזה, אנחנו פותחים קורס שיתן עוד ידע בחומרה, בשביל מי שמעניין אותו אלקטרוניקה ומעגלים. אנחנו נפרסם את זה בהמשך, ושם תהיה יותר צלילה לתוך העולם של ה-PCB. ההרצאה הזאתי עסקה בעולם של 3D עבור מייקרים שיכולים לעשות packaging לארדואינו שלהם, כמו שראינו במחזור הקודם שבחור הדפיס תותח לייזר ודברים כאלה. וזה המסגרת. אני אתן לעומר להשלים או מי שרוצה עוד שאלות, אז זה הזמן.

עוד שאלות, חברים?

אוקיי. אם אין לנו עוד שאלות, אז מה שאני אעשה כרגע, אני אחזור לשקופית שהראיתי לכם על הסילבוס של הקורס, ואני אדון איתכם על זה משהו שמי שנרשם לקורס צריך להשלים אותו. וכמובן עומר יישאר איתנו פה עוד 5 דקות למי שעוד רוצה שאלות, ואני בהזדמנות זו ממש אודה לו על ההרצאה ועל הידע ועל החומר שהוא העביר. והוא כאמור זמין גם לחניכי וסטודנטים של הקורס בקבוצה שלנו. אתם יכולים לשאול אותו שאלות, להתייעץ על הדפסות תלת-ממד. גם בקהילה הייעודית של הדפסות תלת-ממד יש שם המון ידע, ואפשר להחליף רעיונות, למצוא מישהו שידפיס לכם חלקים וכיוצא בזה. וכמובן בקהילה הגדולה, שאנחנו כבר 630 חברים, שזה לגמרי כיף לראות היא גדלה ומתפתחת.

ואני בשלב הזה, ברגע שנפלה המצלמה, קפצתי פה לסילבוס, ואני אתן לכם כמה סיפור מסגרת, ואני קצת אתן שיעורי בית למי שנרשם לקורס כדי שנוכל לרוץ בקורס. נסגר גם איפה הלכנו – כאן, ב-20 בחודש, בהדפסות התלת-ממד, סיימנו את החלק הזה. מי שכאמור נרשם לקורס, אני אשלח לו את הלינק ותהיה לו גישה להקלטה.

לאחר מכן אנחנו מתחילים על ארדואינו, שזה חלק שמדבר על הנדסת חשמל והמחשבים שלו. ורק שנייה, אני רואה שהעוד לא ניתן... רק שנייה. אוקיי, אתם עדיין לא רואים את המסך שלי, נכון? אז אני אסביר את זה גם בקבוצה.

מה שאנחנו צריכים ממי שהתחיל בקורס, נשלח בקרוב קישור ל-setting up a development environment, שזה חשוב לנו כדי שאנחנו נתחיל לפתח. סביבת הפיתוח של ArduinoJS מורכבת מכמה תוכנות, ביניהן Visual Studio Code, שזה עבור מייקרים תוכנה חדשה. מי שילך לאודות בקהילה, אז יכול למצוא את ההרמת סביבת פיתוח ותחילת עבודה. אני אשלח את זה גם בקבוצה של הקורס. ונעבור על זה שנייה, ואתם תראו שזה מאוד מעניין.

אוקיי, זאת סביבת הפיתוח שלנו: כמובן Chrome, Git, שזו תוכנה סופר חשובה ואנחנו ניגע בה גם בקורס, Visual Studio Code, שזה ה-editor, ה-IDE שאנחנו משתמשים בו ב-ArduinoJS, ו-Node.js, שזה הבק שלנו. יש פה ממש הסבר מדויק איך לעשות את זה, ואני צריך שתשימו לב גם לאותיות הקטנות, מה שכתוב פה – שזה להוסיף את הסביבת פיתוח של C++, וב-Python: Add to PATH, שזה סופר חשוב, אוקיי? למי שיש Mac, החלק הזה לא רלוונטי, כי זה מגיע כבר מובנה במערכת ההפעלה, אבל הפייתון חשוב מאוד, הוא גם כן מוסיף את זה ל-PATH האוטומטי.

ואנחנו בעצם אומרים שלום ל-IDE של ארדואינו הקלאסי, ופעם אחת אנחנו מורדים פירמטה, צורבים את זה לבורד, ומתחילים לפתח ArduinoJS. את החלק הזה של הסביבת פיתוח אשמח שבזמן הקרוב תתקינו, ובעצם תעברו בו על השלבים ותמשיכו את הפרויקט של הזרוע, הפרויקט הראשון של הזרוע שלנו, כדי לוודא שהסביבת פיתוח עובדת. יש פה הסבר שלב אחר שלב. זה מופיע גם בדרייב, גם בהודעות של הקורס. בדיוק מה לעשות, וזה פשוט יקצר לנו את הזמנים ונוכל ללמוד ברצף מאשר להתעסק עכשיו בהתקנות.

מי שמסתבך, דברים כאלו, דברו איתי, יש לנו את התשובות והפתרונות להכול, עברנו דרך, ואנחנו כבר לגמרי מכירים את כל הבעיות ואת כל הטריקים ואת כל השטיקים של התוכנות האלו על מערכות ההפעלה השונות, ככה שאל תיבהלו אם יש לכם שגיאות, תנסו לפתור אותן לפי המדריך הזה ולעקוב אחרי הגרסאות. ואם איך שהוא עדיין יש לכם תקלה, דברו איתי ונפתור לכם את זה, אוקיי?

אנחנו כאמור שבוע הבא יש לנו בחירות, אנחנו מארגנים וובינר שיהיה גם כן פתוח לכל הקהילה ממי שאחראי על הקהילה של האופן סורס שמחפשי עבודה, שקוראים לה "המעקף", שאנחנו משתפים איתו פעולה ודיברנו איתו המון על אופן סורס, והוא רוצה וישמח לבוא להרצות לקהילה, כי הוא רוצה גם מאוד להדות שיתרמו לאופן סורס. זה שבוע הבא, גם כן לא קשור למסגרת הקורס, אלא במסגרת הקהילה הגדולה. ולאחר מכן, כבר בתחילת מרץ, אנחנו מתחילים וצוללים לקורס. והייתי שמח שאיך שתהיה לכם את הסביבת פיתוח הזאתי עומדת.

עוד מה שהזכרתי, זה כל מי שנרשם לקורס המלא שילחנו לו את הקיט לכתובת שהוא מילא את ההסכם התקשרות. ככה שאני מעריך שלא השבוע, אלא במהלך או שבוע הבא או עוד שבועיים, כי יש גם יום בחירות באמצע, שזה יום מנוחה ולא עובדים בו, הקיט יגיע אליכם, בסדר? אם בעוד שבועיים, לא שלישי הבא, שלישי לאחר מכן, לא הגיע, תרימו דגל. יש מעקב, אז אפשר לראות בדיוק איפה זה, ונעשה על זה טרקינג ונראה בדיוק איפה זה. אתם גם כן צריכים לקבל SMS על המספר שהזנתם, ותוכלו לעקוב אחרי איפה נמצאת החבילה. ואם לא קיבלתם, אני אשלח לכם את המספר מעקב של החבילה שלכם.

זה העניינים שקשורים לקורס. אני אשמח להקדיש את ה-10 דקות, רבע שעה שנשארו למי שיש שאלות ויש לו נושאים שעוד לא ברורים לו. וכמובן, אם אתם רוצים, אפשר לעבור על הסילבוס ולשאול שאלות ולצלול לדברים שמעניינים אתכם ולהבין בדיוק מה הם עושים. ובמידה ואתם רוצים ומשהו פחות רלוונטי לו, אז גם יכול לרדת, ואנחנו ניפגש גם שבוע הבא במיטאפ, בוובינר של האופן סורס, וגם עוד שבועיים בתחילת הקורס בחלק של הארדואינו.

– "איפה מתחילים, כל פעם שאני רוצה להתחיל עכשיו למשל לעשות את המשימה שנתת, לאן אני נכנס?"

הורמת סביבת פיתוח?

– "כן. לא משנה, כל... יש איזה עמוד בית כזה שמשם אני הולך לכל מקום, שאני יכול להגיע לכל הקישורים? קישורים לקורס?"

אז כן, תיכנס, אתה בקבוצה של ArduinoJS ישראל, יש לך דסקריפשן, יש לך אודות של הקהילה, רשום לך שם איזה חפירה על מי אנחנו, מה אנחנו, ואז יש לך הרמת סביבת פיתוח ותחילת עבודה. אוקיי? אני אשלח פה גם את הלינק הזה, כי זה לינק שהוא חשוב.

– "יש לינק שממרכז את הלינקים? זה מה שאני שואל. או שזה אחד פה ואחד שם הלינק הזה?"

פעם אחת אתה מתקין את כל התוכנות האלה...

– "זה ברור לי, סבבה. אני שואל, פעם הבאה של השיעור הבא יהיה משהו אחר שצריך למצוא ולהוריד ולהתעסק איתו. זה יהיה מרוכז במקום אחר?"

לא, אתה לא צריך להוריד שום דבר.

– "לא יודע, הדרכות, הסברים, לא יודע. אני לא יודע מה..."

זה קיבלת, ברגע שנרשמת, על המייל שנרשמת איתו, גישה לגוגל דרייב של הקורס. אוקיי? לאותו מייל גם קיבלת זימונים, אתה תבל הרשאה על המייל שלך לכל ההקלטות והחומרים הרלוונטיים שקשורים לקורס. ה-סביבת פיתוח זה אתה צריך לעשות את ה-setup הזה כמה שיותר, אתה יודע, בזמן הקרוב בשאיפה, כדי לראות שאנחנו יכולים להתחיל לדבר ArduinoJS ולהתחיל לפתח.

– "סבבה. מעולה."

אוקיי. מקווה שעניתי.

יש פה איזה שאלה בצ'אט: "יש מדפסות שמדפיסות מלמעלה, למטה ולפנים, מה עדיף?"

אם אני מבין נכון את השאלה, יש מדפסות בעצם שהמיטה היא נשארת סטטית בגובה, ומה שעולה ויורד זה ראש ההדפסה. ויש מדפסות שהמשטח הדפסה, המיטה, מתחילה גבוהה והיא מתקדמת, יורדת למטה. אין כזה הבדל משמעותי מבחינת איכות החלק. אם אני יוצא מנקודת הנחה שהמיטה סטטית בציר ה-X וה-Y במרחב, זאת אומרת התנועה שלה היא רק עולה ויורדת, כשאני מכניס תנועה אלוך חזור באחד הצירים, לרוב זה ציר Y, אז אני מכניס יותר רעש בחלק. אז לרוב מדפסות שהמשטח הדפסה או סטטי, או רק עולה ויורד כל שכבה, הרבה יותר יציבות ואיכות החלקים יהיו יותר טובים מאשר מדפסות שהמשטח הדפסה נה באיזשהו ציר. מקווה שזו הייתה הכוונה בשאלה.

נראה שהוא עונה בצ'אט. אוקיי. נראה fair enough. עוד שאלות חברים, משהו שלא הבנתם? אדמיניסטרציה של הקורס, על הדפסות תלת-ממד, על מה אנחנו הולכים ללמוד ואיזה הרפתקה אנחנו הולכים לעבור יחד? משהו שאתם רוצים לשאול באופן כללי שעוד לא הבנתם, אז בבקשה אנחנו לרשותכם.

סבבה לגמרי. תודה רבה לעומר על ההרצאה המעניינת הזאתי. את כל העדכונים כמובן אני אשלח לכם בקבוצה של הקורס ברגע שההקלטה תהיה מוכנה, לוקח קצת זמן ב-cloud עד שהיא עולה. ותציפו אם יש לכם בעיות בהתקנה של הסביבת פיתוח, אנחנו רוצים לצלוח כמה שתר מהר לתוך העניינים. ומניסיון של מחזורים קודמים, עדיף לעשות את זה ככה בסבבה שלכם לבד, סוג של שיעורי בית, וזהו. שיהיה לכם המשך ערב מדהים חברים.

– "תודה רבה."

בבקשה.

חוץ מהמדפסת עצמה, אמרתי, צריך גם את האמבטיה לשטוף בה את החלקים משאריות השרף שנשאר, וגם צריך עוד איזשהו מתקן שהוא חוסף את החלק לאותה קרינה בשביל הקשייה סופית. אז זה מכשיר ומכשיר ומכשיר, בסוף יוצא שהטכנולוגיה הזאתי מאוד מאוד יקרה אל מול הטכנולוגיה FDM.

## מתכות

נעבור עכשיו למתכות, נישה מאוד מאוד מתפתחת בתעשייה. כל יום, אני אגזים, כל חודש קמים סטארטאפים או רעיונות או כל מיני גישות שונות איך להדפיס מתכת.

הכי נפוצות שיש היום: SLS, כמו שציינו עם הפלסטיק עם הניילון, כנ"ל במתכות. איזשהו מכל אבקה מתכתית שבעזרת לייזר עוברת סינטור, החלקיקים נדבקים ויש לנו חלק.

SLM, אותה תצורה, רק שהחלקיקים לא עוברים הדבקה, אלא הם עוברים התכה.

תודה.

SLM, אז קרן לייזר שמתיכה את החומר, גם מאבקה. EBM, אותה צורה, רק מקור אנרגיה אחר. ו-Binder jetting, בעצם יש לי את אותו מכל אבקה, רק שאני לא יורה איזושהי קרן אנרגטית, אני מרסס דבק. אני מרסס דבק, הוא מחזיק את האבקה לכדי צורה, ברגע שאני מחלץ את החלק מתוך האבקה, אני מכניס אותו לתנור, ובתנור החלק עובר את אותו תהליך סינטור, בעצם חלקיקים נדבקים עד לקבלה של חלק סופי, צפוף ומרומר.

אז יש לנו המון, מגוון רחב של מתכות שמשתמשים בהן. אלומיניום, אחד הנפוצים, חומר שהוא קל משקל ועמיד, משתמשים בו בתעופה ובתעשייה של הרכב. היום יש שירותים, לדעתי יושבים בסין, שאפשר לשלוח את המודל אליהם, מחזירים הצעת מחיר, ואפשר לא בהרבה זמן לקבל את החלק מודפס באלומיניום.

ניקל, חומר שהוא משמש לטמפרטורות מאוד מאוד גבוהות, ויש לו עמידות מאוד גבוהה לקורוזיה, לחלודה. בשפה פשוטה, נפוץ מאוד בתחום של תעופה ובתחום של אנרגיה.

טיטניום, גם חלק שהיום אפשר לקבל באותם קבלנים הביתה. חומר שיש לו חוזק גבוה ומשקל נמוך, משתמשים בו בתעשייה, בתעשייה כמובן, בתעופה, בעולם הרכב ובתעשייה של הרפואה. הוא חומר שהוא אינרטי בגוף, לכן משמש גם לעולם הזה של רפואה.

ו-נירוסטה, פלדת אל-חלד. חומר המתכתי, ההנדסי, אולי הכי נפוץ שקיים. יש מגוון עצום עצום עצום של פלדות אל-חלד שאפשר להדפיס, כל אחת עם התכונות שלה. באופן כללי יש עמידות גבוהה לחלודה, לקורוזיה, חוזק מכני גבוה, ונמצאות כמעט בכל תעשייה הנדסית שיש.

## חומרים נוספים הניתנים להדפסה

ואני אגע ככה בסוף בחומרים שהם קצת יותר נישתיים.

קרמיקות. היום יש חברות שיודעות להדפיס חומרים קרמיים, זה קרמיים הנדסיים, פחות הקרמיקות שיש לנו במטבח בבית, יותר קרמיקות הנדסיות, חומרים שהם עמידים מאוד מאוד לתנאי קיצון בטמפרטורה, וסביבה וחשיפה לחומרים שהם מאוד מאוד אגרסיביים. בעיקר בתעשייה של אלקטרוניקה, של אנרגיה, קצת אווירנאוטיקה אם אני מכיר. ובעולם הרפואה, הקרמיקה היא מאוד קומפטבילית, מאוד נוחה, היא לא מגיבה עם שום דבר בגוף, אז אפשר ליצור ממנה שתלים גם בתוך הגוף וגם שתלים דנטליים. חומרים קרמיים מאוד נפוצים היום כשתלים דנטליים.

חומרים מורכבים, כשאני אומר חומרים מורכבים, הכוונה שלי זה חומרים שמכילים סיבים. הסיבים האלה משפרים משמעותית את החוזק של אותו חלק, לרוב זה פלסטיק. אז יש פלסטיקים שמכילים סיבים קצרים והם נותנים איזשהו חוזק. יש טכנולוגיות שהם מסוגלות על החומר המודפס בפלסטיק להכניס גם סיבים, אם זה סיב פחמן, מה שנקרא Carbon fiber, או סיבים אחרים, ובעצם על אותו פולימר נתון להעלות את החוזק שלו המכני משמעותית.

חומרים ביולוגיים, נישה שהיא כרגע עוד בכותלי האקדמיה. הראו בארץ שרצו להדפיס לב, כל מיני רקמות, דברים כאלה. אולי בעתיד הרחוק מאוד זה יהיה משהו יותר מציאותי, כרגע זה לרמת המעבדה והאקדמיה בלבד.

והדפסת מזון, היום המון המון חברות, בייחוד בתחום של תחליפי בשר, רוצים לחקות את הטקסטורה או ה-נראות של נתחים מבשר, עושים את זה באמצעות הדפסה כזו או אחרת. כל זה בשביל להתחקות ולהידמות.

תחום התלת-ממד, ואני יכול להעיד באופן אישי בתור אחד שנמצא כבר כמעט ארבע שנים בתחום הזה, זה תחום שהוא בפיתוח אינסופי והולך לנישות הכי מיושנות שיש ועד הכי חדשות שיש, ובאמת שאין לזה סוף.

## מה זה CAD?

סיימנו עם החומרים, נעבור קצת לחלק ה-קרא לזה הבסיס. ניגע ב-מה זה CAD? פירוש של CAD זה Computer Aided Design או עיצוב באמצעות מחשב, נקרא גם תיב"ם.

בעצם תוכנה שאני, אני/המהנדס משתמש בה ליצור חלקים. יש תוכנות שהן קצת יותר הנדסיות ומאפשרות ליצור דברים שהם על הפן היותר הנדסי, ויש תוכנות שהם הרבה יותר מאפשרות, שאפשר בעצם ממש כמו לפסל בחמר בהם, והן מאפשרות ליצור חלקים באמת כל מה שעולה על רוחכם.

נתתי פה כמה דוגמאות: AutoCAD, SolidWorks, מאוד מאוד נפוצה בארץ. Onshape זו תוכנה חדשה שהיא חינמית והיא יושבת על הענן, לכן לא צריך איזשהו מחשב מאוד מאוד חזק להפעיל אותה, מאוד אינטואיטיבית לשימוש. FreeCAD, OpenSCAD, תוכנות חינמיות. Autodesk, Fusion 360 תוכנה אולי הכי נפוצה בקרב המייקרים בעיקר בחו"ל. CATIA יש, מאוד למהנדסי רכב. Siemens NX, יודע שבגרמניה משתמשים בה הרבה. ו-Tinkercad גם תוכנה של הרבה מייקרים משתמשים בה. באמת שאין... כל התוכנות האלה, רוב רובן מציעות את אותו דבר, לייצר חלקים בעצם במחשב.

## יצירת חלקים מותאמים אישית

אז בעצם אותה תוכנה מאפשרת לנו לייצר חלקים מותאמים אישית. מהנדס או יוצר, מייקר, יכול ליצור סקיצה ממוחשבת תלת-ממדית של החלק, לתת לו את המידות, את הצורה, כל מה שהוא רוצה.

החלק הזה יכול לשמש לבדיקות, יכול לשמש גם כמוצר סופי. היופי גם, בגלל שאנחנו יכולים למדל חלק, לשלוח אותו להדפסה, לקבל אותו בטווח נניח של עד יום, תלוי כמה החלק גדול, ההתאמות שאנחנו יכולים לעשות הן מיידיות, הן על המקום. ואני לא כל פעם צריך לפנות לקבלן, שאני מתחייב מולו, בשביל שזה לא יהיה כלכלי, להדפיס X חלקים, ואז אני מגלה שטעיתי באיזה מידה והלופ הזה הוא בזבזני. פה יש לי גמישות עיצובית כמעט אינסופית.

זהו, ציינתי פה, איכות ההדפסה היא מאוד גבוהה, ואפשר לייצר אב טיפוס ואף חלקים סופיים. ויש פה את מדפסת Prusa שאני הבעלים הגאה, Prusa חברה צ'כית, שנגישה מאוד את הנושא הזה של הדפסת תלת-ממד ביתית. מדפסת שעשויה בחלקה מחלקים מודפסים, שבעצם אותם מדפסות מדפיסים חלקים למדפסות אחרות. מדפסת שרצה כבר קרוב ל-6-7 שנים, מאות חלקים.

## פורמטים נפוצים להדפסה

אז פורמטים נפוצים להדפסה: עיצבתי את החלק בתוכנת CAD, עכשיו אני צריך לשמור את זה באיזשהו פורמט שאיתו אני יכול להתקדם אל עבר להדפיס. אז אמרנו, הפורמט הכי ותיק נקרא STL, של חברת 3D Systems, הפורמט הכי נפוץ. הוא בעצם לוקח את החלק ופורס אותו לרשת של משולשים. פורמט מאוד מאוד פשוט, כל מדפסת מקבלת אותו, אבל הוא לא יכול להכיל עוד פרטים ומידע.

אז קמו כמה חברות, לפני לא יודע כמה זמן, שנות ה-2010 כזה, ופיתחו פורמט שנקרא 3MF, קיצור של 3D Manufacturing Format. פורמט שהוא כמו ה-STL רק יותר מתקדם. הוא יכול להכיל את כל המידע שדרוש להדפסה, אם זה צבע של חומרים, טקסטורות, איזה חומר, עצירות במהלך ההדפסה ודברים כאלה, 3MF יכול להכיל הכל.

ו-AMF זה איזשהו פורמט חדש יחסית. הוא מאוד מאוד דומה ל-3MF, רק שהוא פחות למשתמש הביתי, אולי קצת יותר למשתמשים תעשייתיים. הוא יכול לתמוך ביצירה של כל מיני מבנים יותר מורכבים. פחות נפוץ למשתמש הביתי.

## מאיפה מורידים מודלים קיימים?

אוקיי, מאיפה מורידים מודלים קיימים? היום באמת שיש אינספור מקורות ואינספור אתרים, וכל חברה שמוכרת מדפסות מנסה ליצור לה איזושהי מעגר חלקים וקהילה של חלקים שאפשר להוריד ממנה. אז האתרים הגדולים והפופולריים ביותר למודלים להדפסת תלת-ממדית, שלרוב כל מה שעולה על רוחכם שאתם צריכים בו איזה צורך כנראה שיש שם, אז ציינתי פה שניים כאלה: Thingiverse ו-Printables. אפשר למצוא שם בצורה נגישה כולל תיאור של החלק ואופן ההדפסה שלו באתרים האלה.

יש את MyMiniFactory, מציע חלקים, גם מעגר מאוד מאוד גדול ששמה הדגמים מי שמעלה בודק את החלק להדפסה. יש חלקים שהם רק מודל תלת-ממדי ולאו דווקא מי שהעלה אותם הדפיס אותם, באתר הזה אז גם בדקו את המדפסתית נקרא לזה.

יש את אתר Cults, שזו פלטפורמה שמשמשת גם לשיתוף, אבל גם מעצבים או אנשים שמעלים את החלקים יכולים בעצם למכור אותם. אפשר לרכוש משם חלקים ממעצבים.

Pinshape, גם, תוכנה שמאפשרת לעצב ולמכור חלקים או עבודות, ואפשר להוריד משם.

GrabCAD, זה המאגר אולי הכי גדול לחלקים הנדסיים ומודלים תלת-ממדיים הנדסיים, שהרוב הגדול שם הוא חינמי.

יש עוד באמת המון המון אתרים שמציעים חלקים, אם זה חינם, אם זה לקנות ממעצבים, ציינתי את העיקריים שיש.

אותם מעצבים ואנשים שמעלים את החלקים יכולים להעלות בכל מיני פורמטים, ככה כלל אצבע, לא יודעים איזה פורמט - להוריד STL, זה תמיד עובד.

## Slicer

אוקיי, אז עיצבנו את החלק בתוכנת CAD, או שמרנו את זה בפורמט STL או 3MF, או הורדנו חלק באותם פורמטים, מה עכשיו? איך אנחנו בעצם שולחים את זה למדפסת?

לפני שאנחנו שולחים למדפסת, אנחנו חייבים להעלות את זה לתוכנה שנקראת Slicer, ציינתי את זה בהתחלה. Slicer מלשון slice, תוכנה שלוקחת את החלק התלת-ממדי ופורסת אותו בעצם לפרוסות. בעצם בתוכנה הזו אני מקבע את כל הפרמטרים שאני רוצה מהמדפסת במהלך ההדפסה, אם זה עובי הדופן

אלא לא דווקא אני ארצה להדפיס עובי דופן אחד. יכול להיות שהחלק טיפה יתעוות, אני רוצה וגם הוא יהיה מאוד מאוד חלש, אז אני ארצה לשלוט על עובי הדופן בשביל להקנות לו חוק. יכול להיות שיש חלקים שהם גיאומטרית מאוד מאוד מסובכים ואני צריך להגדיר להם תומכות. איך אני מגדיר להם תומכות, כמה צפופים התומכות, באיזה תצורה התומכות. כל הדברים האלה קורים בסלייסר. מהירות ההדפסה, אני רוצה לבצע החלפת צבע, החלפת חומר במהלך הדפסה. כל הפרמטרים האלה נקבעים בתכנת הסלייסר.

הם מאפשרים לי גם בעצם ברגע שאני נקרא לזה פורס את החלק, אני יכול לראות כל שכבה מה בעצם קורה, איך ראש ההדפסה נע בה, מה מתבצע, איזה אזורים הם אזורים שצריכים תמיכה ואין להם תמיכה או אזורים שתלויים באוויר וכן הלאה. זו בעצם תוכנה עם המון המון המון אפשרויות.

גם כמו האתרים, גם כל יום קמים להם שדרוגים. תוכנות קוד פתוח. אז כל חברה שמייצרת מדפסת ויוצאת לשוק, משנה קצת ויוצאת עם גרסה שלה לסלייסר, שאולי יותר מתאימה למדפסת שלה, אולי מציעה כל מיני פיצ'רים שלא קיימים בסלייסר הנפוץ והשגור יותר. המון המון תוכנות כאלה ואחרות.

## הגדרות חשובות להדפסה איכותית

אז הגדרות חשובות שהסלייסר בעצם שולט עליהם. פה שמתי את הארבעה החשובות לדעתי:

מהירות ההדפסה - בעצם אנחנו יכולים להדפיס במהירות מאוד מאוד גבוהה ולמתוח לקצה את היכולת של המכונה, של המדפסת, אבל מן הסתם זה יפגע לנו באופן משמעותי באיכות של החלק. חלק שיוודפס מאוד מאוד מהר, אלה קודם כול המדפסת יוצרת ויברציות, והחומר אולי לא מספיק להתחמם בשביל להיות מותך ולצאת כמו שצריך. אז זה פרמטר שגם צריך לקבוע. רוב הסלייסרים מגיעים עם פרמטרים קבועים. לפעמים, בניסוי וטנייה, צריך להתאים את זה באמת לתוך החומר שאנחנו מדפיסים.

שכבה ראשונה - בעצם שכבה מאוד מאוד קריטית. היא קובעת לנו איך החלק, אם החלק יידבק על משטח ההדפסה. אם אני אדפיס גבוה מדי, הפלסטיק לא יישב כמו שצריך על משטח ההדפסה ואז בעצם במקרה הטוב הוא יידבק קצת ואז ככל שנבנה עוד ועוד חומר זה ישתחרר. במקרה הכי גרוע, על ההתחלה יהיה לנו חוט ספגטי כזה שמטייל לו על המדפסת. ואם אני מדפיס מאוד מאוד קרוב, אני בעצם מקשה על החומר לצאת מראש ההדפסה ואז גם לא, יהיה לי פה איזשהו גוש חומר כזה שמנסה לצאת. אז שכבה ראשונה היא מאוד מאוד קריטית, רוב המדפסות זה אחד הדברים הראשונים שמגדירים אותם. חלק מהמכונות עושות איזשהו כיול ראשוני אוטומטי, אבל עדיין זו שכבה שהיא קריטית וחייבים להגדיר אותה.

גובה שכבה - בעצם פה זה איזשהו trade-off בין איכות לבין מהירות הדפסה. ככל שהעובי שכבה שאני בונה הוא יותר ויותר קטן, הרזולוציה, הפרטים שאני אקבל הם הרבה יותר טובים והחלק ירגיש הרבה יותר חלק, אבל אני פורס את אותו חלק להרבה יותר שכבות, אז ייקח לי הרבה יותר זמן להדפיס אותו. אז הכול שאלה של מה הצורך או מה אנחנו רוצים.

מילוי וצפיפות מילוי - בטכנולוגיית FDM בעצם כל החלקים שאנחנו מדפיסים, כאיזשהי ברירת מחדל בשביל לחסוך חומר כי לרוב אין בזה צורך, הם באים לא חלולים לגמרי, אבל חלולים. המילוי נקרא infill. הוא יכול לבוא בשלל צורות. צורות שהן יותר אומנותיות נקרא לזה, או צורות שהן קצת יותר הנדסיות ונותנות חוזק. ככל שאני אעלה את צפיפות המילוי, כך החלק שלי יהיה יותר חזק, אבל אני פה מבזבז במרכאות יותר פלסטיק וגם מגדיל את זמן ההדפסה כי אני דוחף יותר פלסטיק בכל שכבה. אז שוב, הכול זה שאלה של מה אני רוצה. אם אני רוצה חלק הנדסי חזק, אני אעדיף לעבוד באחוזי צפיפות גבוהים יותר, infill גבוה יותר, או צורת infill שתגדיר לי את החוזק, ואם אני רוצה חלק שהוא נטו אסתטי, יכול להיות שבשביל לחסוך זמן וחומר אני אבחר צפיפות שהיא יותר נמוכה ואיזשהו infill יותר יפה או מאוד מאוד פשוט בשביל לקצר זמנים.

כל הפרמטרים האלה מגיעים כולם עם איזשהו ערכי default שהסלייסר מגדיר לנו, שהם טובים ויפים, אבל עם הזמן ועם הניסיון והניסוי וטנייה שהמשתמש עושה, הם ככל הנראה ישתנו. הכול תלוי מה המשתמש רוצה מהחלק שלו.

## תומכות

נעבור לעוד עניין שהסלייסר מגדיר, וזה תומכות. שמתי פה שתי דוגמאות מאוד מאוד פשוטות. מצד שמאל זה מתייחס ל-FDM, מצד ימין לתכנולוגיית SLA.

עוד פעם, כשאנחנו רוצים להדפיס איזשהן גיאומטריות שהן תלויות באוויר נקרא לזה, אני מדבר כרגע על FDM, אז אנחנו צריכים להשתמש בתומכות. אז גם בתומכות יש לי המון המון משחק. אני יכול להגדיר תומכות בצפיפות שלהם מאוד מאוד דלילות, אבל אז גם החומר שיישב על אותם תומכות יהיה לו פחות תמיכה, obviously, אז הטיב פני שטח שלו יהיה יותר נמוך, אבל יהיה יותר קל מצד שני לנתק את התומכות. אם אני אעשה תומכות הרבה יותר צפופות, חלק שאני אקבל, הטיב פני שטח שלו יהיו יותר טובים, אבל יהיה לי הרבה יותר קשה לנתק, כי אני מתעסק ברבה יותר חומר שתומך בחלק.

גם לתומכות יש כל מיני סוגי תווים. זה יכול להיות תומכות של שתי וערב, זה יכול להיות תומכות שנראות כמו ענפים של עץ. כל פרמטר שאני רוצה אני יכול לשלוט בתומכות. הכי פשוט זה תומכות שעשויות מאותו חומר שאני מדפיס בו, למכונות הפשוטות. מכונות שנגיד יש להם שני ראשי הדפסה שיכולים לעבוד לסרוגין, אז אני יכול להשתמש בחומר שהוא או שההדבקה שלו לחומר שאני מדפיס בו את החלק היא לא טובה ואז בעצם חומר רק מונח אבל הוא לא נדבק ואני מקבל את התמיכה, או יש חומרים שהם מסיסים במים או בחומרים אלכוהוליים למיניהם, שאני יכול להדפיס על גביהם ואז להכניס את החלק עם התומכות שלו לתוך חומר שממיס את התומכות, וכעבור כמה זמן התומכות יתמוססו והחלק לא, ואני אקבל חלק בעצם סופי.

יש, בוא נגיד, תומכות חיצוניות, שזה לרוב ממשטח ההדפסה ומעלה שתומך לי באותם חלקים שהם באוויר אמרתי, ויש גם תומכות פנימיות. אם יש לי בחלק חללים, קדחים, חריצים שאני רוצה לתמוך בהם, אז תומכות פנימיות. שאינן, צריכים משנה זהירות כי אני בעצם סוגר כמות חומר, אמנם היא אין לה חוזק מכני מאוד מאוד גבוה כי היא לא מאוד צפופה, אבל אני עדיין סוגר את זה בתוך איזשהו חלל סגור ויכול להיות שיהיה לי יותר קשה להוציא את זה משם. אז זה גם משהו שצריך לקחת בחשבון.

משפט קצר על SLA: ציינתי את זה קודם, כל חלק ב-SLA חייב תומכות. זה קשור להדבקה של החומר למשטח ההדפסה. אם אני אדפיס את החלק, לרוב הסלייסרים גם לא יתנו את זה, אבל אם אני אדפיס את החלק ישירות על משטח ההדפסה, בגלל עניינים של מתח פנים, כמה הנוזל מנסה למשוך את עצמו למשטח, החלק כנראה לא יידבק והוא יקרוס חזרה לתוך הנוזל. לכן, כמו שמאויר בצד ימין, חייבים תומכות. תומכות מאוד מאוד עדינות, מאוד קל לפרק אותן, אבל לפעמים משאירות קצת שוואנצים על פני השטח.

## בעיות נפוצות בהדפסה

אז נעבור לבעיות נפוצות בהדפסה. אני אתמקד רק בטכנולוגיית FDM. נלך מימין למעלה עם כיוון השעון.

עיוותים - כשאנחנו מדפיסים, מאוד מאוד קריטי ב-ABS כמו שציינתי, אבל זה יכול להיות גם בחומרים שהגדרתי אותם שהם יותר קלים להדפסה. אם אנחנו מדפיסים חלקים סליחה, שהם מאוד מאוד גדולים, הקצוות שלהם יכולים להתרומם ולהתנתק, שזה לרוב קורה בגלל איזשהו קירור לא אחיד של החלק. אם יש לי קצה לעומת המרכז, המרכז הוא יחסית עדיין חם, הקצה כבר התקרר, נוצרים מאמצים שבעצם גורמים לניתוק של הקצוות ממשטח ההדפסה.

אז היום אפשר להכניס בתוכנת סלייסר, זה נקרא brim. בעצם, תדמיינו את זה כמו איזה שטיח, שכבה אחת שהיא מאוד מאוד רחבה שמעגנת את החלק למשטח. מאוד קל לנתק אותה, היא לא משאירה תוואי על החלק, והיא בעצם עוזרת לנו בהדבקה ולמנוע שהחלק יתעוות. כמו כן אפשר גם להשתמש בדבק סטיק, דבק בצפר. הוא משפר מאוד את ההדבקה של הפלסטיק למשטח, וזה דבק שנישתף במים, מאוד קל לנקות אותו, ואז גם זה מאוד עוזר לנו במקרה שאנחנו חווים עיוות או רוצים למנוע את זה מלכתחילה.

חוטים או זליגה - זה נקרא oozing או stringing. בעצם כשאנחנו מדפיסים, מאוד מאוד קשה לשלוט בפלסטיק המותך, ובמהלך התנועה של הראש כשהוא לא מדפיס, הוא יכול איזשהו תוצר לוואי וזה בסוף מסתכם בכיול מאוד מאוד מדויק של המדפסת. יכול לגרום לאיזשהן שערות כאלה במהלך התנועה שלו, גם כשהוא לא מוציא חומר. בעצם בגלל שהפולימר הנוזלי הוא נוזלי, אז הוא מנסה ככה לברוח לו מראש ההדפסה, ויוצר את אותם חוטים או oozing שזה פשוט כמו גושים קטנים של החומר. לרוב אפשר למנוע את זה בהדפסה עם טמפרטורות טיפה יותר נמוכות ואז החומר טיפה יותר צמיג, פחות נוזלי, או עם זה נקרא retraction, או כמה ראש ההדפסה כשהוא לא מדפיס מושכת את החומר פנימה ואז בעצם ממזער מאוד את היצירה של התופעות האלה.

הזזת שכבות או layer shifting - תופעה שלא קורת הרבה, אבל לרוב היא קורת בגלל בעיות מכניות של המדפסת. בעצם אני מדפיס שכבה, אני מצפה שהשכבה הבאה תישב בדיוק עליה, אבל בגלל שיש לי אם זה רצועות שלא מתוחות כמו שצריך או תנועה שהיא לא חלקים סליחה, הדפסה שהיא לא חלק, השכבה הבאה תודפס באיזשהו offset ואז אני אקבל חלק שהוא עם איזשהי הזזה. אז זה לרוב בדיקה ומתיחה של הרצועות שמזיזות את הצירים, ושימון הצירים המתכתיים, וכיוונון של אותם מנועים של המדפסת. באמת לוודא שהמדפסת עובדת בתצורה הכי חלקים נכונה של.

עכשיו יש לנו under extrusion ו-over extrusion. בעצם זה המונח המדויק זה תפוקת חומר לקויה או תפוקת חומר יתר. בעצם או שאני לא מוציא מספיק חומר במהלך הדפסה או שאני מוציא יותר מדי חומר. שני התופעות האלה לא רצויות, כי בסוף אני לא אקבל את הצורה שארצה. under extrusion, חוסר בחומר, לרוב זה קורה מזה שיש איזשהו חסם בראש ההדפסה או עניינים של טמפרטורה שלרוב נמוכה מדי ולא מאפשרים לי לדחוף את החומר החוצה, או ברמה היותר גבוהה איזשהן הגדרות שגויות בסלייסר. אז אנחנו מזיזים את ההגדרות ואנחנו יודעים שהם טובות, אז לרוב זה מסתכם בלנקות את הנוזל, את הדיזה, לבדוק שמערכת ההזנה היא עובדת כמו שצריך. לרוב זה מבוסס על גלגלות שדוחפות בצורה כזו את החומר, יכול להיות שאחת הגלגלות הששתחררה, או הם לא יושבות בדיוק אחת על השנייה, זה משהו שצריך לשים לב אליו. over extrusion, מוציאים יותר מדי חומר, אנחנו מארימים יותר חומר משהיינו רוצים על כל שכבה ושכבה. זה מה שיכול לגרום ל חלק שנראה הרבה יותר גס ואפילו עד לעיוותים, אז זה לרוב מסתכם או בטמפרטורות הדפסה מאוד גבוהות ואז החומר שלנו הרבה יותר נוזלי ויותר קל לו לצאת, יותר משהיינו רוצים, או הגדרות הדפסה שגויות, אז כנאל זה מסתכם בטמפרטורה והגדרות.

והבעיה הנפוצה האחרונה, חסימת דיזה או nozzle clogging.

ראש ההדפסה יכול להיסתם ואז לא יצא חומר או שהיציאה היא חלקית. זה יכול להתרחש מהחלפה של חומרים שלא נעשתה בצורה טובה ולא ניקו את כל השאריות, ביחוד אם זה חומרים שונים. ואז יכול להיווצר לנו איזושהי חסימה, או שיש לנו חסימה על גבי ה-nozzle ולא מאפשר לנו להוציא חומר.

וכרגיל, כמו שציינו בהרבה מהבעיות, הגדרות לא נכונות שפשוט לא מאפשרות לחומר לצאת או שסותמות מאוד מהר את ה-nozzle.

הפתרונות המיידיים זה לבדוק שהחומר בהגדרות שאנחנו משתמשים בו יוצא כמו שצריך, שה-nozzle עדיין לא סתומה, ואם צריך, לרוב nozzle-ים היום פשוטים, מאוד מאוד זולים, פשוט להחליף ל-nozzle חדש. לרוב זה גם ישפר, אחרי X זמן שאנחנו משתמשים באותו nozzle, זה ישפר מאוד את איכות החלקים שאנחנו מדפיסים. זה מבחינת הבעיות שנפוצות בהדפסת FDM.

## תיקונים אפשריים לאחר ההדפסה

תיקונים אפשריים לאחר ההדפסה: אם צריך, אם רצינו להוציא חלק יחסית מהר והתפשרנו על האיכות, יש דברים שאפשר לעשות. או באופן כללי, אם אני עובד עם מכונות שהן פשוטות או שאני לא רוצה להתעסק בהחלפה של חומר, ויוצא לי לצורך העניין חלק בצבע אחד ואני רוצה להוסיף עוד צבעים, אז מה שאני יכול לעשות זה לצבוע. פלסטיק מאוד קל לצבוע, יש המון חומרים שמאפשרים צביעה של פלסטיק ברמה מאוד מאוד טובה. באים בצורה של ספריי שאפשר לצבוע, חומרים אקריליים.

מה שכן, חשוב להשתמש בחומר שנקרא primer. בעצם חומר שמשפר מאוד מאוד את ההדבקה בין החלק שלי מפלסטיק לבין הצבע, ולרוב יש גם primer-ים היום שמיועדים לחלקים מודפסים, שיש להם איזשהו נפח והם ממלאים את החללים הקטנים בין השכבות, ואז בעצם מחליקים לי את החלק.

חלקים מודפסים גם, בשביל להעלים את השכבתיות, אפשר ללטש עם נייר זכוכית או במכונות ולהחליק פני השטח של החלק עד באמת לרמת גימור מאוד מאוד גבוהה.

אפשר למלא את החלקים, אם זה בכל מיני filler-ים, יש כל מיני חומרים אפוקסיים שאפשר למרוח, מאוד נוזליים לפני שהם מתקשים, ואז הם ממלאים בצורה מאוד מאוד עדינה את החללים, אבל לא פוגעים יותר מדי ברזולוציה. וכמובן שכל החומרים האלו ניתנים שליטוש ולצביעה.

חיזוק - ניתן להוסיף חלקי מתכת אם זה לחזק את החוזק המכני. כמובן שעוד כשאני מעצב את החלק אני חייב לאפשר חלל לאותם חיזוקים. מאוד מאוד נפוץ להוסיף במהלך ההדפסה או אחרי ההדפסה אם עשיתי חריץ ייעודי, להוסיף חלקים כמו ברגים ואומים שאני אוכל בעצם להתממשק לאותו חלק שהדפסתי.

ואפשר גם להדביק חלקים אחד לשני, אם זה באמצעות דבקים... יש היום דבקים שזה כמו נקרא לזה רתיך במרכאות. בעצם הם ממיסים קלות פני השטח שהם פוגשים ואז אני יכול לחבר שני חלקים מאותו חומר בעזרת הדבק הזה, שהוא בעצם מדביק לי אותם... את שני החלקים בצורה הנוזלית של החומר. ודבקים כמו סופר גלו, אפוקסי וכן הלאה.

## ערוצים ואתרים מומלצים

נעבור, שמתי פה כמה ערוצי מידע. יש באמת אין-ספור אתרים וערוצי YouTube. שמתי פה כאלה שאני ממליץ ואוהב באופן אישי, שאני תמיד הולך אליהם כשאני נתקל באיזושהי בעיה או שאני סתם רוצה להעשיר את הידע שלי.

השלשה העליונה - שלושה ערוצי YouTube:

CNC Kitchen - בחור גרמני שעושה סרטונים והסברים ברמה הנדסית שלא תבייש אף מהנדס או חוקר באוניברסיטה, הסברים מאוד מאוד פשוטים וביקורות על תצורות ומדפסות מסוימות. לכן אם מישהו מתלבט, הוא יכול לפנות לערוץ הזה לראות לפני שהוא רוכש מדפסת.

הערוץ הבא נקרא The Next Layer. The Next Layer זה ערוץ של בחור ישראלי שעושה באמת עבודה... עושה המון ניסויים, אם זה בכל מיני חומרים וסוגי מדפסות ותצורות של מדפסות וחומרים אקזוטיים, והכול הוא מנגיש בצורה מאוד מאוד פשוטה. גם מאוד מומלץ לראות.

והערוץ השלישי נקרא Slant 3D. בעצם Slant 3D זו חברה שהמודל שלה זה חוות מדפסות. יש להם בעצם האנגר עם המון המון מדפסות custom made שלהם, והם מציעים שירותי הדפסה ללקוחות שרוצים להדפיס חלקים. יכולים להדפיס להם בכמות גדולה, באיזה חומר שהם רוצים, באיזה תצורה. פשוט שולחים את החלק והם מדפיסים. והמנכ"ל של החברה באותו ערוץ YouTube נותן המון המון טיפים איך בעצם לעצב חלקים ייחודיים לטכנולוגיה של הדפסת תלת-ממד. כי היום אנחנו רגילים לחלקים מטכנולוגיות יותר קונבנציונליות, מיושנות, ואנחנו לא מתאימים את החלק לטכנולוגיה של הדפסה, אז הוא בא קצת לשבור את הגישה הזו ונותן טיפים איך לעצב חלקים מאוד מאוד טובים.

ואתרים - אתרים שעושים גם ביקורות על סוגי מדפסות, גם הסברים על הבדלים בין חומרים. ציינתי פה שלושה: All3DP (All About 3D Printing), 3D Printing Industry, ו-Simplify3D. אתרים שלא פעם ולא פעמיים השתמשתי בהם אם זה להבין באיזה חומר אני צריך להשתמש, בעיות שנתקלתי בהן במהלך ההדפסה וצריך למצוא פתרון, או באופן כללי לפני רכישה של מכונה הם גם עושים סקירות מאוד מאוד רחבות.

## שאלות ודיון

זהו. אם יש למישהו שאלות, אני רואה בצ'אט שיש כמה שאלות. זה הזמן.

אני אקריא את השאלה מהצ'אט: "הדפסה של מעגלים אלקטרוניים של Arduino". אני אתן על זה חצי משפט, זה קצת לא בפוקוס של ההרצאה הזאתי, ואפשר גם להסביר למה יש הבדלים. PCB - Printed Circuit Board - זה גם כן עולם מרתק של הדפסת תלת-ממד. זה עולם של מה שנקרא board designers, מעצבי בורדים, שעובדים עם תוכנות טיפה שונות. הם לא עובדים עם SolidWorks, הם עובדים עם Altium Designer ותוכנות דומות כאלו, ORCAD, דברים כאלה. זו אמנות אחרת לחלוטין.

סתם fun fact כזה, אנחנו פותחים קורס שיתן עוד ידע בחומרה בשביל מי שמעניין אותו אלקטרוניקה ומעגלים. אנחנו נפרסם את זה בהמשך. ושם תהיה יותר צלילה לתוך העולם של ה-PCB-ים. ההרצאה הזאתי התעסקה בעולם של 3D עבור מייקרים שיכולים לעשות packaging ל-Arduino שלהם, כמו שראינו במחזור הקודם שבחור הדפיס תותח לייזר ודברים כאלה. וזה המסגרת. נתן לעומר להשלים, או אם מישהו רוצה עוד שאלות אז זה הזמן.

עוד שאלות חברים? אוקיי, אם אין לנו עוד שאלות, אז מה שאני אעשה כרגע, אני אחזור לשקופית שהראיתי לכם על הסילבוס של הקורס, ואני אדון איתכם על משהו שמי שנרשם לקורס צריך להשלים אותו. וכמובן, עומר יישאר איתנו עוד כחמש דקות למי שעוד רוצה שאלות. ואני בהזדמנות זו ממש אודה לו על ההרצאה ועל הידע ועל החומר שהוא העביר. והוא כאמור זמין גם לחניכים וסטודנטים של הקורס בקבוצה שלנו. אתם יכולים לשאול אותו שאלות, להתייעץ על הדפסת תלת-ממד. גם בקהילה הייעודית של הדפסת תלת-ממד יש שם המון ידע ואפשר להחליף רעיונות, למצוא מישהו שידפיס לכם חלקים וכיוצא בזה. וכמובן בקהילה הגדולה, שאנחנו כבר 630 חברים, שזה לגמרי כיף לראות שהיא גדלה ומתפתחת.

## סביבת פיתוח וסילבוס הקורס

ואני בשלב הזה, ברגע שנפלה המצלמה, קפצתי פה לסילבוס. ואני אתן לכם כמה סיפור מסגרת, ואני קצת אתן שיעורי בית למי שנרשם לקורס כדי שנוכל לרוץ בקורס.

נסיים לגמרי. אנחנו כאן ב-20 לחודש, בהדפסות התלת-ממד. סיימנו את החלק הזה. מי שכאמור נרשם לקורס, אני אשלח לו את הלינק ויהיה לו גישה להקלטה. לאחר מכן אנחנו מתחילים על Arduino, שזה חלק שמדבר על הנדסת חשמל והמחשבים שלו.

ורק שנייה, אני רואה עוד לא ניתן... אוקיי, אתם עדיין לא רואים את המסך שלי, נכון? אז אני אסביר את זה גם בקבוצה.

מה שאנחנו צריכים ממי שהתחיל בקורס, נשלח בקרוב קישור ל-setting up a development environment, שזה חשוב לנו כדי שאנחנו נתחיל לפתח. הסביבת פיתוח של ArduinoJS מורכבת מכמה תוכנות, ביניהן Visual Studio Code, שזה עבור מייקרים תוכנה חדשה.

מי שילך ל"אודות" בקהילה אז יכול למצוא את הרמת סביבת פיתוח, אני אשלח את זה גם בקבוצה של הקורס. ונעבור על זה שנייה, ואתם תראו שזה מאוד מעניין.

אוקיי, זוהי הרמת סביבת הפיתוח שלנו: כמובן Chrome, Git - שזה תוכנה סופר חשובה ואנחנו ניגע בה גם בקורס, Visual Studio Code - שזה ה-editor, ה-IDE שאנחנו משתמשים בו ב-ArduinoJS, ו-Node.js - שזה ה-back שלנו. יש פה ממש הסבר מדויק איך לעשות את זה, ואני צריך שתשימו לב גם לאותיות הקטנות, ממה שכתוב פה, שזה להוסיף את הסביבת פיתוח של C++, וב-Python, Add to PATH, שזה סופר חשוב.

למי שיש Mac, החלק הזה לא רלוונטי, כי זה מגיע כבר מובנה במערכת ההפעלה, אבל ה-Python חשוב מאוד. הוא גם כן מוסיף את זה ל-PATH אוטומטית.

ואנחנו בעצם אומרים שלום ל-IDE של Arduino הקלאסי, ופעם אחת אנחנו מורידים Firmata, צורבים את זה ל-board ומתחילים לפתח ArduinoJS.

את החלק הזה של הסביבת פיתוח אשמח שבזמן הקרוב תתקינו ובעצם תעברו בו על השלבים ותמשיכו את הפרויקט של הזרוע, הפרויקט הראשון של הזרוע שלנו, כדי לוודא שהסביבת פיתוח עובדת. יש פה הסבר שלב אחר שלב. זה מופיע גם ב-Drive, גם בהודעות של הקורס, בדיוק מה לעשות. וזה פשוט יקצר לנו את הזמנים ונוכל ללמוד ברצף מאשר להתעסק עכשיו בהתקנות.

מי שמסתבך, דברים כאלו, תדברו איתי. יש לנו את התשובות והפתרונות להכול. עברנו דרך ואנחנו כבר לגמרי מכירים את כל הבעיות ואת כל הטריקים ואת כל השטיקים של התוכנות האלו על מערכות ההפעלה השונות, ככה שא אל תיבהלו אם יש לכם שגיאות. תנסו לפתור אותן לפי המדריך הזה ולעקוב אחרי הגרסאות, ואם איכשהו עדיין יש לכם תקלה, תדברו איתי ונפתור לכם את זה.

אנחנו כאמור שבוע הבא יש לנו בחירות. אנחנו מארגנים וובינר שיהיה גם כן פתוח לכל הקהילה. מי שאחראי על הקהילה של ה-open source של מחפשי עבודה שקוראים לה "המעקף", שאנחנו משתפים איתו פעולה, דיברנו איתו המון על open source והוא רוצה וישמח לבוא להרצות לקהילה, כי הוא רוצה גם עוד מוחות שיתרמו ל-open source. זה שבוע הבא, גם כן לא קשור למסגרת הקורס אלא במסגרת הקהילה הגדולה.

ולאחר מכן, כבר בתחילת מרץ אנחנו מתחילים לצלול לקורס. והייתי שמח שכבר תהיה לכם את הסביבת פיתוח הזאתי עומדת. עוד מה שהזכרתי זה כל מי שנרשם לקורס המלא, שלחנו לו את הקיט לכתובת שהוא מילא את ההסכם התקשרות.

אני מעריך שלא השבוע, אלא במהלך שבוע הבא או עוד שבועיים — כי יש גם יום בחירות באמצע, שזה יום מנוחה ולא עובדים בו — הקיט יגיע אליכם. אם בעוד שבועיים, לא שלישי הבא אלא שלישי לאחר מכן, זה לא הגיע — תרימו דגל. יש מעקב, אז אפשר לראות בדיוק איפה זה, נעשה על זה tracking ונראה איפה זה. אתם גם כן צריכים לקבל SMS למספר שהזנתם ותוכלו לעקוב איפה נמצאת החבילה. אם לא קיבלתם, אני אשלח לכם את מספר המעקב של החבילה שלכם.

אלו העניינים שקשורים לקורס. אני אשמח להקדיש את העשר דקות–רבע שעה שנשארו למי שיש שאלות או נושאים שעוד לא ברורים לו. כמובן, אם אתם רוצים, אפשר לעבור על הסילבוס, לשאול שאלות ולצלול לדברים שמעניינים אתכם כדי להבין בדיוק מה עושים. מי שפחות רלוונטי לו יכול גם לצאת. אנחנו ניפגש שבוע הבא בוובינר של ה-Open Source, וגם עוד שבועיים בתחילת הקורס, בחלק של הארדואינו.

## סביבת הפיתוח וחומרי הקורס

**משתתף:** מאיפה מתחילים? כל פעם שאני רוצה להתחיל, עכשיו למשל לעשות את המשימה שנתת, לאן אני נכנס?

**מרצה:** הרמת סביבת פיתוח?

**משתתף:** כן. יש איזה עמוד בית כזה שממנו אני הולך לכל מקום? שאני יכול להגיע לכל הקישורים שקשורים לקורס?

**מרצה:** אז כן. תיכנס לקבוצה של Arduino JS Israel, יש לך description, יש לך "אודות" של הקהילה. כתוב שם פירוט על מי אנחנו ומה אנחנו, ואז יש לך הרמת סביבת פיתוח ותחילת עבודה. אני אשלח פה גם את הלינק הזה, כי זה לינק חשוב.

**משתתף:** זאת אומרת, יש לי לינק שמרכז את הלינקים, זה מה שאני שואל. או שזה חד-פעמי הלינק הזה?

**מרצה:** פעם אחת אתה מתקין את כל התוכנות האלה...

**משתתף:** זה ברור לי. אני שואל, פעם הבאה בשיעור הבא, אם יהיה משהו אחר שצריך למצוא ולהוריד להתעסק איתו, זה יהיה מרוכז במקום אחר?

**מרצה:** לא, אתה לא תצטרך להוריד שום דבר.

**משתתף:** לא יודע, הדרכות, הסברים...

**מרצה:** ברגע שנרשמת, קיבלת למייל שנרשמת איתו גישה ל-Google Drive של הקורס. לאותו מייל גם קיבלת זימונים. אתה תקבל הרשאה במייל לכל ההקלטות והחומרים הרלוונטיים שקשורים לקורס. את ה-setup של סביבת הפיתוח צריך לעשות כמה שיותר בזמן הקרוב בשאיפה, כדי לראות שאנחנו יכולים להתחיל לדבר Arduino.js ולהתחיל לפתח.

## שאלה על מדפסות תלת-ממד

**מרצה:** יש פה שאלה בצ'אט. עומר, אתה רוצה לענות עליה? "יש מדפסות שמדפיסות מלמעלה למטה ולהפך, מה עדיף?"

**עומר:** אם אני מבין נכון את השאלה, יש מדפסות שהמיטה נשארת סטטית בגובה, ומה שעולה ויורד זה ראש ההדפסה. ויש מדפסות שמשטח ההדפסה, המיטה, מתחילה גבוה וככל שההדפסה מתקדמת היא יורדת למטה.

אין הבדל משמעותי מבחינת איכות החלק. אם אני יוצא מנקודת הנחה שהמיטה סטטית בציר ה-X וה-Y במרחב, זאת אומרת שהתנועה שלה היא רק עולה ויורדת — כשאני מכניס תנועה הלוך ושוב באחד הצירים (לרוב זה יהיה ציר Y), אז אני מכניס יותר רעש בחלק. לרוב, מדפסת שמשטח ההדפסה בה הוא סטטי, או רק עולה ויורד בכל שכבה, היא הרבה יותר יציבה ואיכות החלקים תהיה טובה יותר מאשר במדפסות שבהן משטח ההדפסה נע בציר כלשהו. מקווה שזו הייתה הכוונה בשאלה.

## סיכום המפגש

**מרצה:** בוא נראה אם הוא עונה בצ'אט. אוקיי, fair enough.

עוד שאלות, חברים? משהו שלא הבנתם באדמיניסטרציה של הקורס, על הדפסות תלת-ממד, על מה אנחנו הולכים ללמוד ואיזו הרפתקה נעבור יחד? משהו שאתם רוצים לשאול באופן כללי? אנחנו לרשותכם.

סבבה לגמרי. תודה רבה לעומר על ההרצאה המעניינת הזאת.

**עומר:** תודה על ההקשבה למי שהיה.

**מרצה:** את כל העדכונים כמובן אני אשלח לכם בקבוצה של הקורס. ברגע שההקלטה תהיה מוכנה — לוקח קצת זמן בענן עד שהיא עולה. תציפו אם יש לכם בעיות בהתקנה של סביבת הפיתוח, אנחנו רוצים לצלול כמה שיותר מהר לתוך העניינים. מניסיון של מחזורים קודמים, עדיף לעשות את זה בזמן שלכם לבד, כסוג של שיעורי בית.

וזהו, שיהיה לכם המשך ערב מדהים, חברים.

**משתתף:** תודה רבה.

**מרצה:** בבקשה.