השוואה בין היתרונות והחסרונות של ארבעה תהליכי אב טיפוס נפוצים

1. הסכם רמת שירות

SLA הוא תעשייתיהדפסה תלת-ממדיתאו תהליך ייצור תוסף המשתמש בלייזר מבוקר מחשב לייצור חלקים במאגר של שרף פוטופולימר הניתן לריפוי בקרינת UV. הלייזר משרטט ומרפא את חתך הרוחב של עיצוב החלק על פני השרף הנוזלי. לאחר מכן, השכבה המרוככת מורדת ישירות מתחת לפני השטח של השרף הנוזלי והתהליך חוזר על עצמו. כל שכבה חדשה שעברה ריפוי מחוברת לשכבה שמתחתיה. תהליך זה נמשך עד להשלמת החלק.

יתרונות:עבור מודלים קונספט, אבות טיפוס קוסמטיים ועיצובים מורכבים, SLA יכולה לייצר חלקים עם גיאומטריות מורכבות וגימורי שטח מעולים בהשוואה לתהליכים תוספתיים אחרים. העלויות תחרותיות והטכנולוגיה זמינה ממקורות מרובים.

חסרונות:חלקי אב טיפוס עשויים להיות פחות חזקים מחלקים העשויים משרפים בדרגת הנדסה, ולכן לחלקים המיוצרים באמצעות SLA יש שימוש מוגבל בבדיקות פונקציונליות. בנוסף, כאשר חלקים עוברים מחזורי UV כדי לייבש את המשטח החיצוני של החלק, יש להשתמש בחלק המובנה בתוך ה-SLA בחשיפה מינימלית לקרינת UV ולחות כדי למנוע התדרדרות.

2. SLS

בתהליך SLS, לייזר מבוקר מחשב נמשך מלמטה למעלה על מצע חם של אבקה מבוססת ניילון, אשר עוברת סינטורה (התכה) בעדינות למוצר מוצק. לאחר כל שכבה, גלגלת מניח שכבה חדשה של אבקה על גבי המצע והתהליך חוזר על עצמו. SLS משתמשת באבקת ניילון קשיחה או TPU גמישה, בדומה לתרמופלסטים הנדסיים אמיתיים, כך שלחלקים יש קשיחות ודיוק גדולים יותר, אך יש להם משטח מחוספס וחסרים פרטים עדינים. SLS מציעה נפחי בנייה גדולים, מאפשרת ייצור של חלקים עם גיאומטריות מורכבות ביותר ויוצרת אבות טיפוס עמידים.

יתרונות:חלקי SLS נוטים להיות מדויקים ועמידים יותר מחלקי SLA. התהליך יכול לייצר חלקים עמידים בעלי גיאומטריה מורכבת והוא מתאים לבדיקות פונקציונליות מסוימות.

חסרונות:לחלקים יש מרקם גרגרי או חולי ואפשרויות שרף התהליך מוגבלות.

3. מכונת כרסום CNC

בעיבוד שבבי, גוש מוצק (או מוט) מפלסטיק או מתכת מהודק על גביכרסום CNCאו מכונת חריטה וחיתוך למוצר המוגמר באמצעות עיבוד שבבי חיתוך, בהתאמה. שיטה זו בדרך כלל מייצרת חוזק וגימור פני שטח גבוהים יותר מכל תהליך ייצור תוסף. יש לה גם את התכונות המלאות וההומוגניות של פלסטיק, שכן היא עשויה מגושים מוצקים של שרף תרמופלסטי שעברו עיבוד שחול או דחיסה, בניגוד לרוב התהליכים התוסףיים, המשתמשים בחומרים דמויי פלסטיק ובונים שכבות. מגוון אפשרויות החומר מאפשר לחלק לקבל את תכונות החומר הרצויות כגון: חוזק מתיחה, עמידות בפני פגיעות, טמפרטורת סטיית חום, עמידות כימית ותאימות ביולוגית. סבולות טובות מייצרות חלקים, ג'יגים ומתקנים המתאימים לבדיקות התאמה ותפקוד, כמו גם רכיבים פונקציונליים לשימוש סופי.

יתרונות:בשל השימוש בתרמופלסטיקים ומתכות ברמה הנדסית בעיבוד שבבי CNC, לחלקים גימור פני שטח טוב והם עמידים מאוד.

חסרונות:לעיבוד שבבי CNC יכולות להיות מגבלות גיאומטריות מסוימות, ולפעמים זה יקר יותר לבצע פעולה זו באופן עצמאי מאשר תהליך הדפסה תלת-ממדי. כרסום ניבלים יכול לפעמים להיות קשה מכיוון שהתהליך הוא הסרת חומר במקום הוספתו.

4. הזרקה

הזרקה מהירהפועל על ידי הזרקת שרף תרמופלסטי לתבנית, ומה שהופך את התהליך ל"מהיר" הוא הטכנולוגיה המשמשת לייצור התבנית, אשר בדרך כלל עשויה מאלומיניום ולא מהפלדה המסורתית המשמשת לייצור התבנית. החלקים המעוצבים חזקים ובעלי גימור פני שטח מעולה. זהו גם תהליך הייצור הסטנדרטי בתעשייה עבור חלקי פלסטיק, כך שיש יתרונות אינהרנטיים לבניית אב טיפוס באותו תהליך אם הנסיבות מאפשרות זאת. ניתן להשתמש כמעט בכל פלסטיק בדרגת הנדסה או גומי סיליקון נוזלי (LSR), כך שמעצבים אינם מוגבלים על ידי החומרים המשמשים בתהליך בניית האב טיפוס.

יתרונות:חלקים יצוקים העשויים ממגוון חומרים בדרגת הנדסה עם גימורי שטח מעולים הם מדד מצוין לחיזוי יכולת הייצור בשלב הייצור.

חסרונות:עלויות הכלים הראשוניות הכרוכות בייצור הזרקה מהירה אינן מתרחשות בתהליכים נוספים או בעיבוד שבבי CNC. לכן, ברוב המקרים, הגיוני לבצע סבב אחד או שניים של יצירת אב טיפוס מהירה (חסרתי או תוסף) כדי לבדוק התאמה ותפקוד לפני המעבר לייצור הזרקה.