השוואה בין טכנולוגיות MJP ו FDM

December 24, 2017

עולם ההדפסה התלת מימדית מתפתח במהירות בשנים האחרונות, עם הצגה של טכנולוגיות חדשות ושיפור של טכנולוגיות קיימות בקצב מהיר. בפוסט הזה נדבר על השוואה בין שתי שיטות ותיקות למדיי: FDM ו MJP.

 

טכנולוגיית FDM

 

טכנולוגיית FDM היא אחת הטכנולוגיות הותיקות בשוק ההדפסה התלת מימדית, טכנולוגיה זו פותחה על ידי חברת stratasys בתחילת שנות ה 90. טכנולוגיה זו היא מבין הטכנולוגיות הפשוטות ביותר הקיימות בשוק, ומכיוון שהפטנט של חברת stratasys פג לפני מספר שנים, ובשילוב עם פשטותה היחסית של הטכנולוגיה, קמו חברות רבות בשנים האחרונות המשתמשות בטכנולוגיה זו ליצירת מדפסות תלת מימד זולות למדי (מכמה מאות דולרים, ועד למאות אלפי דולרים למכונות התעשיתיות).

טכנולוגיה זו עובדת על ידי אקסטרוזיה של חומר גלם, חומר הגלם יוצא מנחיר מתכתי, ובאותה עת הוא נלחץ אל עבר מגש ההדפסה ליצירת שכבה דקה (בין 0.05 ועד לכמה עשיריות מילימטר - כתלות בגודל הנחיר). המודל נבנה שכבה על גבי שכבה עד להשלמת בניית המודל. רוב המדפסות הביתיות עושות שימוש באותו חומר גלם גם לבניית המודל וגם ליצירת התמיכות דבר המקשה על הורדת התמיכות ומשאיר אחריו פני שטח גסים לאחר הורדת התמיכות, בעוד המדפסות המשוכללות יותר עושות שימוש בחומר תמיכה נמס (במים או בחומרים אחרים). חומר התמיכה הנמס נפוץ היום בעיקר במדפסות התעשיתיות, אבל הוא עושה דרכו באיטיות גם לשוק המדפסות הביתיות.

מכיוון שבטכנולוגיה זו עושים שימוש באקטרוזיה של חומר גלם מוצק, מגוון החומרים האפשריים להדפסה הוא הגדול ביותר מבין טכנולוגיות ההדפסה השונות, כשהגבול להדפסת חומרים שונים הוא טמפ' העבודה המקסימלית של האקסטרודר (או ה hot end - אלמנט החימום שמתיך את חומר הגלם) ומגש ההדפסה. החומרים הפופולריים היום הם ABS, PLA, NYLON, ASA, PC, PETG ועוד, ניתן כמובן להדפיס בחומרים עם מילוי סיבי זכוכית, סיבי פחמן ועוד.

רזולוציית ההדפסה בצירים x ו y תלויה בגודל הנחיר, כשהגודל המינימלי הוא בסביבות 0.1 מ"מ ומשם נגזרת גם הרזולוציה הגבוהה ביות בצירים אלו. הרזולוציה הטיפוסית למדפסות אלה בציר Z היא מ 0.05 מ"מ ומעלה - גם כאן כתלות בגודל הנחיר.

 

טכנולוגית MJP

 

טכנולוגית MJP היא טכנולוגיה של חברת 3D systems. טכנולוגיה זו עושה שימוש בראשי הדפסה הדומים בדרך פעולתם לראשי הדפסת דיו. באמצעות אלמנטים פיאזו-מכאניים, ראשי ההדפסה מזריקים אלפי טיפות מיקרוניות של חומר הגלם (פוטופולימר) על גבי משטח ההדפסה, ובכך יוצרים שכבה אחר שכבה את המודל הסופי, בין שכבה לשכבה המודל מואר באור UV על מנת להקשות (לפלמר) את הפוטופולימר. בטכנולוגיה זו נעשה שימוש בחומרים יחודיים למדפסת זו, ומכיוון שמדובר על פוטופולימרים יחודיים המיוצרים אך ורק על ידי חברת 3D systems מגוון החומרים קטן יחסית. רזולוציית ההדסה היא 800x900x760 DPI (שכבות בעובי של 32 מיקרון בציר Z). בטכנולוגיה זו נעשה שימוש בחומר תומך הנמס לאחר חימום, פני השטח באזורי התמיכה נשארים חלקים וללא צלקות.

 

השוואה בין שתי הטכנולוגיות

 בטבלה זו ניתן לראות השוואה בין שתי הטכנולוגיות במספר פרמטרים חשובים.

 

השוואה בין הדפסות ב FDM להדפסות ב MJP

 

על מנת להבין את ההבדלים בצורה יותר מוחשית, ננסה לעמוד על כמה מההבדלים באמצעות תמונות של אותם מודלים שהודפסו בשתי הטכנולוגיות. שני המודלים המדוברים הורדו בפורמט STL מאתר Thingiverse.

 

  תמונה מס' 1 - דגם שהודפס בטכנולוגית FDM

 

  תמונה מס' 2 - דגם שהודפס בטכנולוגית MJP

 

בשתי התמונות 1 ו 2 ניתן לראות צילום של אותו דגם, התמונה העליונה הודפסה בטכנולוגית FDM, ואילו התחתונה בטכנולוגית MJP. יש לשים לב שבגלל השכבות יש החזר אור יותר חזק מדגם ה FDM, אבל ניתן לראות בבירור כי דגם ה MJP מפורט הרבה יותר. בנוסף ניתן לראות פגמים בדגם ה FDM שנוצרו בגלל מחסור בתמיכות, וחורים באוזניים בגלל שבאזור זה עובי הדופן הוא פחות מגודל הנחיר שבו הודפס המודל (0.4 מ"מ)

  תמונה מס' 3 - תקריב של הדגם שהודפס בטכנולוגית FDM

תמונה מס' 4 - תקריב של הדגם שהודפס בטכנולוגית MJP

 

בשתי התמונות 3 ו 4 ניתן לראות תקריב של אזור הפנים. ניתן להבחין ברמת הפירוט הגבוהה בהדפסת ה MJP (קמטים מסביב לעיניים, פרטים באף, פרטים באוזניים, פירוט בסנטר (בדגם ה FDM הסנטר נזל בגלל מחסור בתמיכות) פירוט באזור הפה, וכו'. גם בדגם ה FDM יש פירוט יפה, חוסר התמיכות מראה את הבעיתיות בתמיכות בטכנולוגית FDM (אם היינו משתמשים ביותר תמיכות הדגם היה "נוזל" פחות, אבל היינו רואים צלקות מתחת לאזורי התמיכה, ובמקרים רבים לא ניתן להשתמש בתמיכות מכיוון שקשה מאוד להסיר אותן - המדפסת שבשרושתינו בונה את התמיכה מאותו חומר של הדגם עצמו)

 

  תמונה מס' 5 - תקריב דגם צריח שהודפס בטכנולוגית FDM

  תמונה מס' 6 - תקריב דגם צריח שהודפס בטכנולוגית MJP

 

בתמונות 5 ו 6 ניתן לראות הדפסות של דגם צריח שהודפס בטכנולוגיית FDM ו MJP. ניתן לראות כי הספירלה הפנימית הודפסה בצורה מדוייקת בדגם ה MJP, ואילו בדגם ה FDM הצורה מלאה בגושים ולא אחידה, זאת מכיוון שעובי הפרטים בספירלה היא קצת פחות ממילימטר, ומכיוון שנחיר ההדפסה במדפסת ה FDM היה 0.4 מ"מ, המדפסת התקשתה בבניית מאפיין זה. גם הספירלה החיצונית סבלה ממחסור בתמיכה בדגם שהודפס בטכנולוגיית FDM, וניתן לראות נזיול של השכבה הראשונה לכל אורך הספירלה, כנ"ל גרם המדרגות שהודפס בצורה מושלמת בטכנולוגיית ה MJP, ואילו ב FDM בגלל מחסור בתמיכות ובגלל בגודל הקטן של המאפיינים, מדפסת ה FDM התקשתה בביצוע פרטים אלו.

 

  תמונה מס' 7 - צריח שהודפס בטכנולוגית FDM

  תמונה מס' 8 - צריח שהודפס בטכנולוגית MJP

 

 

בתמונות 7 ו 8 ניתן לראות תקריב של אזור הטקסט בחלק העליון של שני הצריחים, בצריח שהודפס בטכנולוגית MJP ניתן לראות את הטקסט בקצה הצריח, לעומת זאת הצריח שהודפס בטכנולוגית FDM לא ניתן לראות את הטקסט וזאת מכיוון שעוביו פחות מ 0.2 מ"מ בעוד גודל הנחיר שהיה בשימוש הוא 0.4 מ"מ. ניתן גם לראות תופעה של משיכת חוטים בהדפסה בטכנולוגית FDM, אולם ניתן לפתור בעיה זו על ידי כיול טוב יותר של המדפסת.

 

לסיכום, ניתן לומר כי במידה ורזולוציה, מאפיינים עדינים וזעירים, פני שטח ומראה אינם חשובים, ניתן להשתמש בטכנולוגיות FDM. במידה וההדפסה כוללת מאפיינים עדינים וזעירים, נדרש דיוק גבוה, ויש בה מאפיינים עדינים המצריכים דיוק גבוהה על מנת להיות פונקציונליים, לא ניתן להשתמש בטכנולוגיית FDM, וטכנולוגית MJP יכולה לתת על כך מענה.

 

 

 

Share on Facebook
Share on Twitter
Please reload

Featured Posts

I'm busy working on my blog posts. Watch this space!

Please reload

Recent Posts
Please reload

Archive