עיבוד שבבי בהדפסת תלת מיימד

שיטת העבודה
בעבר ייצרו בשיטת התלת ממד רק אבי טיפוס, אך עם ההתקדמות המדעית ושכלול שיטות העבודה, מבצעים בדרך זו גם ייצור מתקדם של אלפי פריטים שונים העשויים מחומרים שונים. יכולות הייצור והעיבוד כוללים חומרי גלם מגוונים כמו נירוסטה, PVC, אלומיניום, טפלון, דלרין, פרספקס, אינבר פיק ועוד.
הדפסת תלת ממד באמצעות מכונות חריטה וכרסום מתבצעת תוך שימוש בחמישה צירי תנועה. המערכת המתוחכמת פועלת באופן שיטתי עד ההגעה לתוכנית הנדרשת של עיבוד שבבי.
במהלך הפעילות של המכונות מופיעות בהן התרעות על מצב הייצור והחלקים. השיטה המוצלחת יוצרת עבודה מדויקת ברמות דיוק של מיקרונים, ביצוע יעיל וזריז וזמני אספקה מהירים, ותוך כדי מעבירה גם עדכונים שוטפים לגבי מצב הייצור והחלקים.

בזכות הדפסת תלת ממד בתחום העיבוד השבבי מסוגלות המכונות לייצר כמויות גדולות מאד של מוצרים בזמני תגובה קצרים. עם זאת, הייצור נעשה תוך עמידה בתקני איכות ISO ועל-פי אופי ההזמנה גם בתקן תעופתי AS9100D.
כדי לבצע את הדפסת התלת ממד באופן מושלם, בוחנים את הפעולה באמצעות מכשירי מדידה אופטיים היוצרים דיוק מרבי בכל אחד מחלקי הייצור.

אופציות תלת ממד
SLS – סינטור בעזרת לייזר סלקטיבי (Selective Laser Sintering): נמצא בשימוש משנת 1992. קרן לייזר המציירת שכבה אחר שכבה, כשחומר הגלם הוא אבקת פלסטיק. התהליך קורה בתוך תא מחומם וסגור ומתקבלים חלקים באיכות זהה לזו שבהזרקת פלסטיק לתבנית. באופציה זו אפשר לייצר כמות אדירה של פריטים ללא צורך בעיבוד נוסף.

SLA – סטריאוליתוגרפיה (Stereolithography): שיטת ההדפסה המסחרית והוותיקה ביותר. נמצאת בשימוש משנות ה-90 המוקדמות של המאה ה-20. משתמשים בנוזל מסוג פוטופולימר ההופך למוצק ברגע שהוא נחשף לאור. בסיוע מקרן DLP או בקרן לייזר מבצעים יציקה מכל שכבה. המודל המתקבל הוא מדויק, אך תכונותיו המכניות פחות טובות מהאלטרנטיבות האחרות. הוא קשה, שביר ומושפע לאורך זמן מתנאי הסביבה, כגון לחות, חום ואור.

FDM – התכה ומיזוג לצורך מידול (Fused Deposition Modelling): שיטת הדפסת התלת ממד הנפוצה ביותר שהוצגה לעולם בשנת 1991 (בשנת 2005 הוקם על בסיס אותו הרעיון פרויקט ה-Reprap לבניית מדפסת ביתית בקוד פתוח). חוט פלסטיק מועבר דרך ראש הזרקה מחומם שמוציא חוט דקיק ומצייר אתו שכבה אחר שכבה. ראש ההדפסה נע לכיוונים שונים באיטיות ולכן התוצאה אינה חדה. מנגד, השיטה פשוטה וניתן להדפיס בה במגוון רחב של סוגי חומרים, בהחלפה הקלה של חומרי הגלם ובעלותה הנמוכה.

SLM – התכה בעזרת לייזר סלקטיבי (Selective Laser Melting): שימוש בקרן לייזר המתיכה אבקת מתכת בכל פעם לשכבה אחת דקיקה. התהליך מתבצע בתא קר, סגור ומרוקן מחמצן תוך כדי הזרמת גז אציל. התוצר הוא אחד המרשימים ביותר שניתן לקבל בהדפסת תלת ממד. מתקבלים חלקי מתכת, בדרך כלל טיטניום או אלומיניום חזקים ומוכנים לשימוש. אי לכך, זוהי השיטה המובילה והמוצלחת ביותר עבור מתכות.

EBM – התכה בעזרת אלומת אלקטרונים (Electron Beam Melting): הדפסת מודלים ממתכת כמו ב-SLM, אולם באמצעות אלומת אלקטרונים במקום לייזר. 

PolyJet – שימוש באור על-סגול כדי למצק נוזל מסוג פוטו-פולימר. מסיבה זו ובדרך זו ניתן להדפיס בו זמנית על כמה חומרים בעלי תכונות שונות.

הדפסה עם גבס – שימוש במדפסות מסדרת ה-Z המשתמשות באבקת גבס אותה ממצקים בעזרת מריחת שכבת אפוקסי דקה. התוצאה מתאימה למודלים גדולים.

הדבקת שכבות דקות של נייר או פלסטיק גזור – מדפסות מסוג MCOR מסוגלות לבצע את העבודה עם גיליונות דפי A4 רגילים, גם בצבע. ישנן מדפסות שמסוגלות לבצע את העבודה מגליל פלסטיק צהבהב דק.