בתור מפתחי מוצרים, אתם נמצאים לא פעם בנקודה בה סיימתם את התכנון הדיגיטלי, ועכשיו יש למצוא את הדרך להוציא את הדברים מן הכוח אל הפועל. זה הזמן להתמודד בפני השאלה המכרעת והחשובה – איך בעצם מייצרים את המוצר אותו תכננתם. כאשר מדובר על מוצר העשוי פלסטיק, לפניכם שתי דרכים מרכזיות: הזרקת פלסטיק מסורתית או הדפסה תלת מימדית חדשנית. לצד ההבדלים הטכניים הרבים בין שתי השיטות, יש לכל אחת מהן השפעה שונה על התקציב שלכם, זמני האספקה, ובסופו של דבר על ההצלחה המסחרית של המוצר.
במשך 50 שנות עבודתנו, אנו בתבנוגרף נתקלים בשאלה הזו כמעט מדי יום. לקוחות מגיעים אלינו עם רעיונות נפלאים, אבל לא תמיד ברור להם איזו שיטת ייצור תשרת בצורה הטובה ביותר את הצרכים שלהם. חשוב להדגיש שאין תשובה אחת נכונה ושיטה אחת העדיפה על פני האחרת. כל מקרה הוא לגופו. במאמר זה נחשוף את הקריטריונים האמיתיים שצריכים להנחות את ההחלטה הזו, ונעזור לכם להבין מתי כל שיטה מתאימה.
הבנת הטכנולוגיות: איך עובדת כל אחת מהשיטות
כדי שנוכל להשוות בין השיטות באופן שיספק תמונה מלאה ומדויקת, חשוב להבין איך עובדת כל שיטה, מה היא דורשת ומשתנים נוספים שיכולים להשפיע על ההחלטה לכאן או לכאן:
הזרקת פלסטיק – הטכנולוגיה שבה מיוצרים רוב מוצרי הפלסטיק שסביבנו
הזרקת פלסטיק היא תהליך שהתפתח לאורך עשרות שנים. החומר הגולמי (לרוב גרגרי פלסטיק) מומס בטמפרטורות גבוהות, מוזרק בלחץ גבוה לתוך תבנית פלדה מדויקת אותה מכינים בהתאם לצורת המוצר. לאחר הזרקתו הפלסטיק מתקרר ומתמצק, ולבסוף מחולץ כמוצר מוגמר. התבנית היא הלב של התהליך – היא קובעת את הצורה המדויקת, הפרטים הקטנים ביותר, ואיכות פני השטח של המוצר.
אנחנו עובדים עם מגוון רחב של סוגי פלסטיק שלכל אחד תכונות אחרות מבחינת קשיחות, גמישות, עובי ועוד ולכן יכולים לשמש לסוגים שונים של מוצרים, למשל: פוליפרופילן (PP) לחלקים גמישים, ABS לחוזק ועמידות, פוליקרבונט (PC) לשקיפות וחוזק גבוה במיוחד, ניילון למוצרים טכניים מורכבים, ועוד.
הדפסה תלת מימדית – מהמעבדה לרצפת הייצור
הדפסת תלת מימד,או בשמה הפחות מוכר: ייצור בהוספה (Additive Manufacturing), בונה את המוצר שכבה אחר שכבה בהתאם להוראות המתקבלות מקובץ דיגיטלי. השיטה הנפוצה ביותר היא FDM או Fused Deposition Modeling, שבה חומר פלסטי מומס ומונח בדיוק מרבי לפי התכנון. יש גם טכנולוגיות מתקדמות יותר כמו SLA (שרף נוזלי שמתקשה באור UV) או SLS (לייזר שמלכד אבקת פלסטיק).
היתרון של הדפסה בתלת מימד הוא שאין צורך בתבנית. קובץ CAD הופך למוצר פיזי תוך שעות בודדות. מבחינת החומרים, טכנולוגיות ההדפסה התפתחו מאוד, וכיום ניתן להדפיס בחומרים איכותיים כמו ניילון, פוליקרבונט, ואפילו פלסטיק מחוזק בסיבי פחמן.
השוואת עלויות: מה באמת כדאי מבחינה כלכלית?
יש הבדלים בין האופן בו יש להסתכל על הזרקת פלסטיק ועל הדפסה תלת מימד מבחינה כלכלית. למעשה, ההסתכלות היא הפוכה ממש:
ההשקעה הראשונית – הפער הגדול
בהזרקת פלסטיק, התבנית היא המחסום הכלכלי הראשוני. טווח המחירים לעלות תבנית הזרקת פלסטיק הוא רחב ויכול לנוע מכמה עשרות אלפי שקלים לתבנית פשוטה לחלק קטן ועד כמה מאות אלפי שקלים לתבנית גדולה, מורכבת עם מספר חללים, מקומות לשקעים ועוד יכולה להגיע גם לכמה מאות אלפי שקלים. תהליך בניית התבנית לוקח בין 4 ל-10 שבועות, תלוי במורכבות.
בהדפסת תלת מימד ההוצאות המשמעותיות הן על פיתוח המוצר. לאחר הפיתוח אין שלב נוסף כמו בהזרקת פלסטיק. המעבר מן הקובץ הדיגיטלי אל המוצר בפועל הוא ישיר. לכן, ההשקעה הראשונית להדפסה תלת מימד תהיה נמוכה יותר.
עלות הייצור השוטפת – הקריטריון המכריע
כפי שציינו, ההסתכלות על שני התהליכים היא הפוכה. אם בהזרקת פלסטיק ההשקעה הראשונית היא משמעותית ביחס להדפסה תלת מימד, כשמגיעים לשלב הייצור השוטף, עלות היחידה בהזרקה יורדת באופן דרמטי עם הכמות, בעוד שבהדפסה היא נשארת כמעט קבועה וכאן העלות לטווח ארוך מתאזנת ואפילו יש היפוך.
נקודת האיזון משתנה לפי סוג המוצר ומורכבותו (כאמור, עלות ייצור התבנית הוא בטווח רחב בין עשרות למאות אלפי שקלים), אך אם נסתכל על מוצר במורכבות בינונית שמיוצרות 500 יחידות שלו, בהדפסה תלת מימד, הירידה בעלות הייצור בין יחידה אחת ל 500 יחידות היא בטווח של 20-30%. בהזרקת פלסטיק הפער הוא עצום ומגיע למאות אחוזים ואף מעבר לכך
נקודת האיזון במקרה הזה היא סביב 300-400 יחידות. מתחת לכמות זו של יחידות הדפסה תהיה משתלמת יותר. מעל כמות זו – הזרקה הופכת לכדאית כלכלית באופן גובר והולך ככל שמספר היחידות גדל.
נדגיש שוב: המספרים משתנים לפי מורכבות החלק, גודלו, וסוג החומר ולכן כדאי להתייעץ ונוכל לומר מה העלות הצפויה לכם ולהמליץ על השיטה המתאימה במקרה שלכם.
לא בטוחים מה מתאים לפרויקט שלכם? צרו איתנו קשר בטלפון 03-9619383 או שלחו מייל ל-office@tavnograph.co.il – נעשה לכם חישוב מדויק ללא התחייבות.
מהירות וזמני אספקה – משתנה שמשפיע אף הוא על ההשקעה
הדפסת תלת מימד – מהירות שמשנה את חוקי המשחק
במיוחד כשהמהירות היא קריטית, הדפסה תלת מימדית משנה את כל התמונה. לאחר פיתוח המוצר אפשר להוציא אב טיפוס ראשון תוך 24-48 שעות. אם מצאתם בעיה בעיצוב, מתקנים את הקובץ ומתבצעת הדפסה נוספת למחרת.
זה אידיאלי לתהליכי פיתוח איטרטיביים, עבודה המחולקת לשלבים – כשצריך לבדוק התאמות, להתאים מידות, לאמת פונקציונליות. חברות רבות שאנחנו עובדים איתן מדפיסות 3-5 גרסאות שונות עד שמגיעות לעיצוב הסופי המושלם.
צריך עדיין לקחת בחשבון שכל הדפסה לוקחת זמן. אם זה חלק שלוקח 8 שעות להדפיס, אלה 8 שעות עבודת הדפסה לכל יחידה.
הזרקת פלסטיק – ההתחלה
הכנת התבנית היא החלק הארוך שיכול לקחת 4-8 שבועות, אבל כפי שהשקעת הכסף הראשונית היא גבוהה והירידה בעלות ליחידה היא דרסטית, כך גם כשמדובר על השקעת הזמן. ברגע שהתבנית מוכנה, המכונה מייצרת יחידה כל 30-90 שניות, תלוי בגודל ובמורכבות. זה אומר מאות או אלפי יחידות ביום אחד והפער בין זמן הייצור בשתי השיטות מצטמצם ככל שמיוצרות יותר יחידות.
לכן, כשמדובר על כמויות קטנות וצורך בשינויים גמישים הדפסה מתאימה יותר. לייצור המוני אחרי שישנו עיצוב סופי של המוצר, הזרקה תהיה אפקטיבית יותר.
איכות המוצר: הבדלים שרואים ומרגישים
גימור ומראה חיצוני
מוצר מוזרק מגיע מהמכונה עם פני שטח חלקים, מבריקים או במרקם מסוים בהתאם לתבנית. הקווים נקיים, אין שכבות נראות לעין, והמוצר נראה מקצועי ומוגמר.
במוצר מודפס בהחלט אפשר לראות את השכבות. אפשר לשפר את התוצר הסופי בעיבודי גימור כמו השחזה ושיוף ולאחר מכן גם צביעה, אבל התהליך הבסיסי משאיר סימנים. למוצרי אב טיפוס או חלקים פנימיים, אין לכך משמעות. אם זהו מוצר שנמכר בחנות ולרושם הראשוני מהמוצר יש משמעות גדולה- הגימור יכול לעשות את ההבדל בין הורדת המוצר מהמדף לבין דילוג עליו.
חוזק מכני ועמידות
בהזרקה, החומר מומס לחלוטין ומתמזג לגוש אחיד ומוצק. התוצאה היא חוזק מקסימלי בכל הכיוונים.
בהדפסה, המבנה השכבתי יוצר אזורי תפר שיכולים להיות נקודות תורפה. החלק יכול להיות פחות חזק בציר Z (בין השכבות). טכנולוגיות מתקדמות כמו SLS מצמצמות את הבעיה, אבל ההבדל עדיין קיים.
דיוק ועקביות
שתי השיטות מסוגלות לדיוק גבוה, אבל באופן שונה. הזרקת פלסטיק מבטיחה עקביות מוחלטת – יחידה מספר 1 זהה בדיוק ליחידה 10,000. הסטיות הן במאיות המילימטר.
הדפסה תלת מימדית תלויה יותר בכיול המדפסת, טמפרטורת החדר, איכות החומר. ההדפסה של היום יכולה להיות קצת שונה מזו של מחר. אמנם חלה התקדמות משמעותית בכל מה שקשור להדפסה תלת מימד ולכן היום ההבדלים לרוב הם מינוריים, אבל אם אלה מוצרים בהם הדיוק והעקביות הם קריטיים במיוחד, כמו ייצור חלקים רפואיים, חשוב לקחת את הדבר בחשבון.
מתי כדאי כל שיטה? המדריך המעשי
כדאי לבחון כל סוג מוצר, את התכנון שלכם לגביו מבחינת כמות היחידות, מידת הדיוק הנדרשת, הזמן ועוד. באופן כללי, אלה ההמלצות שלנו לבחירה בכל אחת מהשיטות:
בחרו בהדפסת תלת מימד כאשר:
- אתם בשלבי פיתוח – צריכים לבדוק עיצובים, לבצע שינויים מהירים, לאמת התאמות
- הכמות קטנה – עד כמה מאות יחידות (תלוי בגודל ובמורכבות)
- יש צורך בגיאומטריות מורכבות – צורות פנימיות, חללים, מבנים שקשה או בלתי אפשרי לייצר בהזרקה
- הזמן קריטי – כשצריכים לייצר את המוצר במהירות ללא השקעת זמן ראשונית
- אין תקציב לתבנית – למוצר חד-פעמי או סדרה קטנה מאוד
בחרו בהזרקת פלסטיק כאשר:
- הייצור הוא של מעל 500-1,000 יחידות – ככל שהכמות גדולה יותר, משתלם יותר לייצר בהזרקה
- זהו ייצור סופי לשיווק – איכות גימור מקצועית, מראה מוצר מוגמר
- חוזק מכני קריטי – מוצר שצריך לעמוד בפני עומסים, לחצים, בלאי
- צריכים עקביות מוחלטת – כל יחידה זהה לחלוטין ליחידה הקודמת
- העיצוב הוא סופי וקבוע – אין כוונה לשנות אותו בטווח הקרוב
שילוב חכם של שתי השיטות לשלבים שונים בתהליך
בתבנוגרף, אנחנו מחפשים את הפתרונות המתאימים לתהליך כולו, ומשלבים בין השיטות תוך ניצול החוזקות של כל שיטה. כך אנו חוסכים כסף וזמן בכל אחד משלבי הפיתוח והייצור ומביאים את התוצר הטוב ביותר. אנו מחלקים את התהליך למספר שלבים עיקריים השונים זה מזה בצרכים ולכן גם בשיטת הייצור המתאימה:
- שלב הפיתוח – הדפסת תלת מימד למספר אבות טיפוס, בדיקת התאמות, שינויים ושיפורים
- סדרת פיילוט – הדפסה של 50-100 יחידות לבדיקות שוק, בדיקות בטא, משוב מלקוחות
- ייצור המוני – אם המוצר הסופי לייצור המוני נשאר זהה לסדרת הפיילוט- מייצרים תבנית ועוברים להזרקההגישה הזו חוסכת כסף כי לא משקיעים בתבנית לפני שהעיצוב סופי, מצמצמת סיכונים כי ניתן לגלות בעיות לפני שנעשית השקעה גדולה, ומבטיחה מוצר איכותי בסוף התהליך.
- למה הזרקה היא השיטה הטובה ביותר לייצור המוני?בהזרקה, ככל שמיוצרות יותר יחידות של המוצר כך עלות הייצור ליחידה יורדת. התבנית היא אותה תבנית בדיוק והייצור הוא מהיר מאוד, זאת לעומת הדפסה תלת מימד שלא דורשת אמנם את שלב הביניים – הכנת תבנית, אך ההדפסה עצמה יכולה לקחת גם יום שלם, תלוי במורכבות המוצר. לכן, ככל שנדרשות יותר יחידות וכאשר העיצוב סופי ללא שינויים, כך משתלם לעבור להזרקה.
- מתי כדאי להשתמש בהדפסה תלת מימד?הדפסה תלת מימד טובה במיוחד לשלבי פיתוח המוצר – לייצור אבות טיפוס עד לעיצוב הדגם הסופי של המוצר. היא יכולה להיות טובה גם כאשר זהו לא ייצור המוני אלא של עד 500 יחידות וגם אם למוצר מבנה גיאומטרי מורכב במיוחד.
- איך אתם מבטיחים שמוצר בהזרקת פלסטיק יצא באיכות מעולה הן בחוזק והן מבחינת הדיוק?יש כמה דברים שאנו מקפידים עליהם: אנו מאפיינים את החומר – סוג הפלסטיק המתאים עוד לפני תחילת התכנון. דבר נוסף הוא ביצוע סקר תכנון המוודא קיומן של זוויות כדי למנוע סדקים או שברים עם הוצאת המוצר מהתבנית ובנוסף אנו מכינים את התבניות מחומר איכותי. ייצור תבנית מפלדה זולה מביא לשחיקה מואצת שלה.
הזרקה והדפסה תלת מימד – שיטות שמשלימות זו את זו
לסיכום, שתי שיטות הייצור, הזרקת פלסטיק והדפסה תלת מימד, הן שיטות טובות ונחוצות, כל אחת בשלבים שונים של התהליך ולמאפיינים שונים של המוצר. הדפסת תלת מימד היא מהפכה אמיתית לפרויקטים קטנים, לפיתוח מהיר, ולגיאומטריות מורכבות. הזרקת פלסטיק נשארה השיטה הטובה ביותר לייצור המוני, לאיכות מקצועית, ולעלות נמוכה בכמויות גדולות.
המפתח להצלחה הוא להבין את הצרכים הייחודיים של הפרויקט שלכם – כמות, זמן, תקציב, דרישות טכניות – ולבחור בהתאם. ולפעמים, השילוב של שתי השיטות הוא בדיוק מה שצריך. לשם כך בדיוק אנחנו כאן. אנו בתבנוגרף נלווה אתכם מתחילת הפרויקט, תוך בחירת השיטה המתאימה לכל שלב וסוג מוצר כך שהייצור יהיה היעיל, החסכוני והאיכותי ביותר שאפשר.
מתלבטים איזו שיטה מתאימה לפרויקט שלכם? עם 50 שנות ניסיון בתכנון ובייצור מוצרי פלסטיק, אנחנו בתבנוגרף כאן בדיוק בשביל זה – לייעץ, להנחות ולהוביל אתכם לבחירה הנכונה. התקשרו אלינו ל-03-9619383 או שלחו מייל ל-office@tavnograph.co.il – נשמח לשמוע על הפרויקט שלכם ולהציע את הפתרון המדויק לצרכים שלכם.