פיתוח אב טיפוס בלייזר

אב טיפוס הוא דגם ראשוני להמחשה או לבחינה של מוצר עתידי. דגמים משמשים בעיקר בשלבים שונים של תהליך הפיתוח לבחינת סוגים שונים של בעיות. דגם טוב הכרחי בהסתכלות על יצור המוני של מוצר בהמשך הדרך והוא משמש לעיתים גם לבחינה של מתקן חד פעמי גדול או יקר. אבי טיפוס משמשים למגוון מטרות וצרכים שונים, להלן מספר דוגמאות:

אב טיפוס להדגמת תהליך – דגם סטטי או דינמי, המשמש להדגמה של פעולה, לבחינת היתכנות של מנגנון או פונקציונליות של מרכיב אחד במערכת גדולה יותר. משמש מודל ראשון של המוצר, הוא לא חייב להיות מגומר ובשימוש בחומרים סופיים, אלא חייב לתת תחושה והבנה של המוצר העתידי.

אב טיפוס ויזואלי – מודל סטטי או דינמי הממחיש היבטים של ניראות, תחושה למגע, בקנה מידה סופי או לא סופי, מגדיר צבעוניות ולעיתים גם משקל. משמש בעיקר להתרשמות מהמוצר העתידי, מאפשר לחוות את המוצר ולבדוק התאמה להנדסת אנוש מתבקשת.

אב טיפוס שיווקי – דגם או מודל של מוצר עתידי המתוכנן לצאת לשוק. הדגם לא חייב להיות פונקציונלי לגמרי ומשמש לבחינת כדאיות שיווק ותכנון חדירה לשוק בקבוצות מיקוד ע"י משתמשים פוטנציאליים. דוגמה למודלים כאלה ניתן למצוא בעולם הצעצועים, בהם משתמשים בקבוצות מיקוד הבניויות מילדים, על מנת לבחון כיצד יתקבל הצעצוע באוכלוסייה המיועדת.

אב טיפוס מכירתי – מודלים סופיים ומגומרים לקידום מכירות של מוצר או מבנה משמש כאמצעי מיתוג המשרת את תהליך המכירה של המוצר או המבנה. דוגמה מוכרת היא מודל אדריכלי הנמצא באתרי מכירות של בניינים, בהם ניתן להמחיש ללקוח את התכנון האדריכלי של הדירה.

אב טיפוס אחרון – מודל סופי המשמש לבדיקות אחרונות של מוצר או חלק בשלב האחרון שלפני הכניסה לייצור המוני. במודל זה ניתן גם לבדוק עמידה בשחיקה בחיי החלק, בחינות הרס ואל הרס, תיכנון אמצעים נלווים למוצר או תכנון אריזה סופית.

בנית הדגם נעשית לרוב ביד, שימוש בחלקים שמיוצרים במגוון שיטות וטכנולוגיות (לייזר, משיכת וואקום, כיפוף, ריתוך וכדומה) ומורכבים למכלול המבצע את הפעולה הנדרשת. שימוש בטכנולוגיות מתקדמות, כמו דפוס תלת מימד, אפשריות רק במקרים בהם מתוכננים חלקים במחשב בתוכנה תלת מימדית.

פיתוח אב טיפוס בלייזר

תכנון אב טיפוס מתחיל בדר"כ בסקיצות על גבי נייר, בהם מתוכנן החלק. השלבים המתקדמים יותר כוללים תכנון בעזרת מחשב אם בתוכנת שרטוט דו מימדית או תלת מימדית לתכנון הדגם הראשוני. החלטות על מבנה פעולה, סוגי חומרים, מידות כלליות, אופן שימוש וכדומה נלקחות בשלב זה ומשולבות בתכנון. זהו שלב המתאר את המוצר ואת אופן פעולתו (לעיתים רק מנגנון עיקרי בו) ומשמש מעיין דגם היתכנות להמשך הפיתוח.

במקרים רבים המודלים המבוקשים הם פשוטים, מאפשרים תכנון מהיר ושימוש בחומרים שטוחים ובמגוון משתנה של חומרים. טכנולוגיית הלייזר היא אחת הטכנולוגיות המתאימות לצורך זה.

יתרונות חיתוך בלייזר בפיתוח מודלים:

מהירות ביצוע – חיתוך בלייזר היא טכנולוגיה 'דיגיטלית' המאפשרת הפקת חלקים על בסיס שרטוטים ממוחשבים. היתרון במעבר משולחן השרטוט של המתכנן ישירות אל המכונה, חוסך זמן יקר ומבטיח צימצום שגיאות בדרך.

זמינות החומרים – חיתוך בלייזר אפשרי במגוון גדול של חומרים הקיימים בשוק כמו: פלסטיק לסוגיו (אקריל/פרספקס, דלרין, ABS, PETG, HDPE, טפלון פוליפרופילן, ועוד), עץ ו- MDF, סיליקון וגומי, בדים, קרטון ונייר, מתכות (נירוסטה, אלומיניום, פלדות פחמניות, פליז) ועוד.

דיוק ואיכויות גימור – שימוש במכונה לחיתוך בלייזר המנוהלת מחשב מבטיחה עיבוד החלקים בצורה מדוייקת וברמת גימור גבוהה ולעיתים מבטלת את הצורך בעיבודים או גימורים נוספים – יצור החלק ממכונת החיתוך ישירות אל הדגם.

חריטה בלייזר – האפשרות לבצע חריטה בעזרת הלייזר מאפשרת הוספת מרקמים ומידע אחר על פני השטח של המוצר או החלק. חריטה בלייזר מאפשרת סימון בלתי מחיק בחומר עצמו ומשמשת לצרכי מיתוג, סימון מיקום, הוספת לוגו, קיטלוג וזיהוי (צריבת מספר חלק, שם החלק, תאריך יצור או תפוגה או ברקוד לזיהוי).

סיכום

ניתן למצוא היום דגמים במגוון גדול של ענפים ותעשיות כמו: תעשיית הרכב, פיתוח רפואי, ביוטק, אוירונאוטיקה וחלל, פיתוח ביטחוני, נדלן, פרסום ועוד. דגמים הם אמצעים חוצי תחומים. בניגוד למחשבה הכלכלית בתימחור עלות המוצרים הסופיים, באבי טפוס המחשבה על עלויות נובעת מהצורך המיידי. בהתאם לסוג ההשקעה במודל כך יתקבל אב טיפוס מדוייק ומתאים יותר. בתכנון אבי טיפוס יש להתחשב בעלויות מול התועלת ולבחון שימוש בטכנולוגיות זולות, מהירות ומדויקות כדוגמת טכנולוגיית הלייזר על מנת להגיע לדגם סופי נכון.

בתמונה: "חיתוך פוליאוריתן מוקצף בלייזר לדגם של צעצוע. עיצוב, חיתוך וצילום: לייזרקאט4 – פתרונות חיתוך בלייזר"

כותב המאמר: רן מלמד, חברת לייזרקאט4 – פתרונות חיתוך וצריבה בלייזר.