הדפסה היא חלק חשוב בחיינו, הרבה יותר ממה שנדמה לנו. הדפוס עמד במרכז מהפכה היסטורית עתיקה, והוא משמש אותנו עד היום. על אף שעיתונים מודפסים יצאו מהאופנה כמעט לחלוטין, ההדפסה עצמה נמצאת בכל מקום והיא שימושית מאוד. מהפכה דומה הביאה איתה ההדפסה הדיגיטלית וגם את המדפסות הביתיות הזולות. תחום זה קיבל יכולות פורצות דרך נוספות בשנים האחרונות, הודות לתחום החדש והחם של הדפסת תלת ממד.
במהלך שנות השמונים, הדפסת תלת ממד החלה להתפתח כטכנולוגיה מעשית. עולם התעשייה הבין את הפוטנציאל הרב שלה די מהר, כיוון שהרעיון הבסיסי ברור מאוד ואפילו מתבקש. תחום זה התקדם לא רק מכיוון מחקרי באקדמיה, אלא גם על ידי יצרנים מתחומים קרובים שיעשו בטכנולוגיה הזו שימוש נרחב. חברת 3D Systems יצרה את המדפסת המסחרית הראשונה מסוג זה, ועם השנים השוק המסחרי שנוצר התקדם גם הודות לפקיעת התוקף של פטנטים שונים שנרשמו בראשית הדרך, מה שאומר שהמידע הטכני והרשות למנף אותו היו זמינים יותר ויותר. האקו סיסטם הדרוש לעבודה, כלומר מדפסות תלת ממד, חומרי גלם ותוכנות עבורן, ולקוחות פוטנציאליים שירכשו את המדפסות ואת המוצרים, התפתח באופן עקבי ומרשים, והיום הגענו למצב שבו כמעט ואין דבר שאי אפשר להדפיס בהדפסת תלת ממד או שעובדים בזה הרגע על האפשרות להדפיסו, אם זה הדפסת חומרים ביולוגיים, מבנים המוקמים בעזרת טכנולוגיה כזו או הדפסת מערכות אלקטרוניקה מורכבות.
הדפסת תלת ממד היא למעשה מה שנקרא additive manufacturing. מונח זה מסביר את העיקרון הבסיסי שלה – לייצר באמצעות הוספת חומר בשכבות, אשר מתקשות ויוצרות את המוצר הסופי. חומרי הגלם הנפוצים עבור מדפסות מסוג זה הם חומרים מלאכותיים שונים, אך יש גם שימוש בחומרים יוצאי דופן או בעלי תכונות מיוחדות, כגון מתכות ואפילו חומרי גלם מתחום המזון. אם תחשבו על הכנת עוגת שכבות, תקבלו דוגמה לכך וגם המחשה ידועה למדי לאופן שבו עובדת הדפסת תלת הממד. גישה נפוצה להדפסה היא באמצעות התכת חומר הגלם ו"הדפסה" בעזרתו, שכבה אחר שכבה. שיטה זו מכונה FDM (או Fused Deposition Modeling). חומר הגלם (פילמנט) מגיע כחוט בגליל, והוא מוזן באופן רצוף למכונה ככל הנדרש. יש לא מעט שיטות נוספות להדפסת תלת ממד, ואחת הדוגמאות הבולטות היא שיטות להדפסה באמצעות קרן לייזר. לעומת השיטה הקודמת, הקרן גורמת להקשחת חומר גלם נוזלי על פי הדפוס המבוקש. גישה זו נקראת stereolithography (או SLA).
המדפסת נשלטת על ידי תוכנה ממחשב המחובר אליה. לאחר ההדפסה, אפשר גם לבצע שלבי גימור שונים בדיוק כמו בייצור רגיל, כלומר לשייף את המוצר, לצבוע אותו וכדומה. כמובן, אפשר גם לייצר בצורה כזו חלקים שונים, שישולבו בהמשך למוצר אחד באמצעות הרכבה.
קודם כול, הדפסת תלת ממד מצמצמת את בזבוז החומרים הנדרשים להדפסה, אם משווים אותה לגישת הייצור הרגילה של הסרת חומר מגוש חומר גלם ראשוני. היא מתאימה מאוד לעיצובים מורכבים במיוחד, ומספקת איכות הדפסה שתהיה לרוב טובה מהרגיל, בהתאם לנסיבות. הדפסת תלת ממד גם שימושית מאוד עבור ייצור בהתאמה אישית. היא נחשבת לאפשרות משתלמת ונוחה, בייחוד כאשר זקוקים לייצור מהיר ולכמויות קטנות. לצד היתרונות של טכנולוגיות ההדפסה האחרות, מדפסות תלת ממד מספקות היום קשת אפשרויות מדהימה, שלא הייתה זמינה לבני האדם עד כה.
גמישות באפשרויות היא נקודת מפתח בהדפסה, וכך הדבר גם בהדפסת תלת ממד. כלומר, זהו כלי המאפשר להדפיס כל מה שעולה בדמיונכם, בהתחשב במגבלות טכניות מסוימות. כעת נציג כמה המחשות לכך, לפי תחומי היישום השונים.
להדפסת תלת ממד יש כמה שימושים תעשייתיים שונים:
עולם הרפואה מאמץ חידושים במהירות רבה יחסית, וזקוק להם למטרות רבות. בתחום זה נמצאו ועדיין נמצאים כעת שימושים רבים וחדשים להדפסת תלת הממד, למשל הכנת שתלים בהדפסת תלת ממד, שהם דוגמה מצוינת לתועלת של הדפסה בכמות קטנה ובעיצוב מיוחד. בתהליך הזה מכינים שתל המתאים במדויק לגופו של אדם ספציפי, והוא עשוי מחומרים שאפשר להכניס לגוף בלי סכנה או תופעות לוואי.
בתחום ההוראה יש שימוש מתמשך בטכנולוגיות שונות וחדשות. מדפסות תלת ממד בסיסיות זמינות היום גם במחירים שגופים בתחום זה יכולים להרשות לעצמם. בעזרתן תלמידים יכולים קודם כול לקבל התנסות מעשית בתחום זה, באופן שאולי ישפיע על עתידם המקצועי. כמו כן, הם יכולים להיעזר בו במסגרת לימודים של תחומים אחרים, כגון בניית דגמים במגמת אדריכלות בתיכון.
בתחום העיצוב התעשייתי, מדפסות תלת ממד משמשות להדפסת מודלים שונים במהירות, המקלה את היצירה של מודלים מיוחדים.
בתעשיית ההנדסה משתמשים במדפסות תלת ממד לבניית אבי טיפוס ולמעבר מהיר במיוחד משלב הרעיון לשלב שבו רואים אותו כמוצר פיזי.
זיהוי פלילי עוסק במקרים מיוחדים וכל מקרה עומד בפני עצמו. לכן נדרשת כאן לפעמים יצירת מודל או שחזור של אובייקט ייחודי, באופן חד פעמי ומהיר, וזה בדיוק מה שמדפסות תלת ממדיות עוזרות ליצור.
עיצוב אופנה עוסק בלא מעט פריטים יוצאי דופן. כדי לתכנן זאת וגם כדי לייצר מוצרים שונים וחדשים בהיקף קטן, אפשר להשתמש במדפסת תלת ממד.
זהו שוק שבו דרוש דיוק ביצירה, ומדובר לרוב בפריטים קטנים יחסית (מדפסות תלת ממד מדפיסות רק עד גודל חלק מסוים). צורפים יכולים להשתמש בהן עבור יצירת התכשיטים עצמם, עבור התאמה אישית של תכשיטים לקונה ועבור תבניות לשם ייצור סדרתי של התכשיטים.
כדי לקבל הבנה עמוקה יותר של האופן שבו השימושים התעשייתיים נראים בשטח, כדאי להסתכל גם בשלוש הדוגמאות הבאות של פרויקטים מהחיים:
מדפסות תלת ממד עדיין לא נפוצות בבתים כמו מדפסות מחשב רגילות. עם זאת, הן נמצאות במגמת הוזלה מתמדת וסביר להניח שבעתיד נראה אותן יותר ויותר בשימוש ביתי. אפשר לעשות המון עם מדפסת תלת ממד בית, למשל הדפסת חלקי חילוף שונים שאי אפשר למצוא בקלות או שיקר לרכוש. אם איבדתם למשל את המכסה של אזור הסוללות בשלט הטלוויזיה, תוכלו להדפיס אחד חדש בקלות. אפשר להדפיס בבית גם משחקי ילדים ופאזלים, ידיות לארונות בעיצוב מיוחד משלכם, חלקים שנשברו ועוד.
מדפסת תלת ממד היא סוג מדפסות מלהיב ומיוחד במינו. בין שאתם מקצועני ייצור או מקצוענים מתחום אחר, או אפילו אנשים פרטיים עם קצת חוש טכנולוגי ונכונות לחשוב מחוץ לקופסה ולהתנסות בדברים חדשים, אפשרויות השימוש במדפסות תלת ממד הן אין סופיות כמעט.
תקנים