בית / חומרה / המגמות החמות של 2017 בתחום הדפסת התלת מימד התעשייתית

המגמות החמות של 2017 בתחום הדפסת התלת מימד התעשייתית

ממטוסים ומכוניות ועד מכשירי שמיעה, התחום התעשייתי, הנעזר בהדפסות תלת מימד, עובר בהדרגה לכיוון פסי הייצור. הנה כמה טרנדים ששווה לעקוב אחריהם במהלך שנת 2017

מאת: דיואן סקוט

 Duann Scott ,Strategy & Business Development, Digital Manufacturing Group, Autodesk

תחום ההדפסה בתלת מימד עשה לא מעט רעש בשנים האחרונות בזירה הצרכנית. ההבטחה היתה גדולה. ואז, במהלך 2016 העסק קצת צלל, כשהוא גורר אחריו כמה וכמה שחקנים מרכזיים. אבל, האם זה היה כל כך מפתיע? לא ממש. אחרי הכל, הדפסת תלת מימד היתה מאז ומתמיד נחלתה של התעשייה. בואו נסכים שזו טכנולוגיה יצרנית. אם אתה לא מסוגל לייצר מוגל בתלת מימד, סביר שלא תוכל להדפיס מוצר בתלת מימד. שנת 2017 מסתמנת כרגע, לפחות על הנייר, כשנה של התלת מימד התעשייתי, עם כל הקשיים הצפויים בדרך.

אחד הצעדים הבולטים של השנה שעברה היה העלייה המשמעותית בהדפסת התלת מימד במתכת שאף באה לידי ביטוי בהשקעה המשמעותית של חברת GE בתחום – 600 מיליון דולר ברכישה של Concept Laser חברה גרמנית מתחום ההדפסה במתכת. לאט לאט מרגישים באוויר שמדובר בטכנולוגיה שתופסת לה מקום של כבוד בין שאר טכנולוגיות הייצור ושבהחלט ניתן יהיה למצוא אותה בקרוב על פס הייצור. המשמעות הנוספת היא שכ״טכנולוגיית ייצור״, סביר שהשוק יתמלא מהר מאוד במבחר אופציות של תוכנות רלבנטיות, חומרים ומכונות.

the3dzone-מגזין הדפסת התלת מימד
Additive Industries’ MetalFAB1 industrial 3D metal-printing system is one of the largest metal printers available. Courtesy Additive Industries.

הנה כמה טרנדים שסביר להניח יתפסו כותרות במהלך השנה הקרובה:

1. תיעוש מוגבר. הדפסת תלת מימד תעשייתית עוברת בהדרגה מייצור אבות טיפוס ומודלים, לייצור עצמו. בשנים האחרונות הדגש היה על כלי אבות טיפוס. אבל, ככל שמתקדמים לכיוון סביבות הדורשות הפקה וייצור, חייבים להסתמך על תהליך הרבה יותר יעיל ואמין. אם אב טיפוס לא עונה על הציפיות ולא עובד כפי שתוכנן, אין כל בעיה להדפיס אחד אחר במקומו. אבל, אם מדברים על פס ייצור שנכשל, יש לנו בעיה. כעת, במקום למצוא במפעל כלשהו מדפסת תלת מימד אחת או כמה, חברות עמלות כרגע על התקנות של 10-100 מכונות כאלה. בחברות הגדולות, כולל למשל Additive Industries, EOS או Concept Laser, ניתן למצוא כיום לא מעט התקדמות בתחום מערכות האוטומציה (כן, כן, רובוטיקה) כדי שיתפעלו בין מכונות על פס הייצור. אוטומציה של הפונקציות היצרניות יכולה בהחלט לשחרר פה ושם בני אדם מחשיפות לסכנות אפשריות ותסיע בהפיכת הליך הייצור ל״תעשייתי״ יותר.

כאשר מדובר על תהליכים החוזרים על עצמם, יש לקחת בחשבון חברות דוגמת מישלין, שמדפיסה קרוב למליון תבניות לצמיגים מדי שנה. היא לא מדפיסה את הצמיגים אלא את הרכיבים שמסייעים לתמוך במוצר הסופי. הכיוון הוא ברור – לייצר את הדבר שעושה את הדבר. ובאנגלית זה בטוח נשמע טוב יותר: printing the thing that makes the thing.

the3dzone-מגזין הדפסת התלת מימד
Concept Laser’s new metal-printing machines enable automated, interlinked industrial series production, as part of its AM Factory of Tomorrow vision. Courtesy Concept Laser.

2. מולטי-חומרים, חומרים מותאמי אפליקציות וקרמיקה. על בסיס המעבר למכונות המדפיסות מתכת, ניתן למצוא כיום לא מעט חברות, ראה מקרה XJet, שממשיכות לחדש את הטכנולוגיות שלהן ומאפשרות מעט יותר גמישות בחומרי ההדפסה. השינויים הללו שקורים בחומרי ההדפסה עצמם מאפשרים לקבל בסופו של תהליך מבנים עדינים ומורכבים יותר ובהחלט מנבאים על כיוון ההדפסה במתכות מורכבות. וכאן כבר מדובר בגישה חדשה לחלוטין להדפסת תלת מימד במתכת שיש לה פוטנציאל רב ככל שמדובר ב- generative design, בדיוק בגלל העובדה שניתן לקבל כעת הדפסות מורכבות ביותר של מבנים פנימיים והתומכות שלהם.

מה ש-XJet עושה כיום למתכות, חברה בשם Inkbit  עושה לתחום הפולימרים. ראש ההדפסה שלה עושה שימוש בדיו מוליכה ועם אפשרות להדפסת פולימרים בצבע מלא. וזה סולל את הדרך להדפסת חלקי פולימרים פונקציונליים אבל גם מחדש את העניין שיש בכלל בתחום הפולימרים. בתעשיית הרכב, חלקי פלסטיק מהונדסים יכולים בהחלט לענות על שלל דרישות ובעיקר בקטע של העלויות והביצועים על הכביש.

תחום נוסף ראוי לתשומת לב הוא חומרים ליישומים מיוחדים. באופן מסורתי, אם יצרן נתקל בבעיה עיצובית תכנונית, אחד הפתרונות היה לפתח חומר המותאם במיוחד למוצר האמור. מותאם יישום. (נייקי דוגמה עושה שימוש באלפי וריאציות של חומר פלסטיק מוזרק). אבל, למשתמשי מכונות ההדפסה בתלת מימד אין יותר מדי אופציות. בדרך כלל מורידים חומר מהמדף. כיום, השחקנים הגדולים, כמו GM או BMW, מתחילים לייצר חומרים מיוחדים ומותאמי מוצרים שמפותחים במיוחד עבורם.

וכן, גם קרמיקה מתחילה להסתמן כשחקן מרכזי בתחום ההדפסה בתלת מימד. ככל הנראה, בשנה הקרובה נראה עוד ועוד חידושים וחדשות בתחום הזה.

the3dzone-מגזין הדפסת התלת מימד
Courtesy XJet.

3. עידן הכלים המודפסים. בתחום הייצור, אימוץ של כל טכנולוגיה, מונעת בסופו של דבר ממחזור החיים של המוצר. עבור התעשיות העוסקות בהדפסת תלת מימד, בעיקר רכב, חלל, תעופה ומיכון כבד, אורך חיי מוצר יכולים להיות 3, 10 או אפילו 20 שנה. אבל, אף אחד לא מצפה לראות חברת רכב שמדפיסה מכונית שלמה, אם כי בהחלט ניתן לצפות לראותן מדפיסות כלים ואו חלקים שיסייעו בהליכי הייצור וההרכבה. המשמעות היא שבליין המכוניות הבא שייצא בקרוב, נגיד בשלוש שנים הקרובות, יש סיכו יטוב לגלות בין רכיביהן כמה וכמה רכיבים שהודפסו בתלת מימד. סביר שבעוד עשור מעכשיו, שליש מכל מכונית יהיה מורכב מחלקים מודפסים שכן עד אז היצרנים כבר יוכלו להדגים את יתרונות הטכנולוגיה וכיצד להשתמש בה נכון.

באוניברסיטת אוטודסק לשנת 2016, חברת GE הודיעה כבר כי 25 אחוז מכלל מוצריה יושפעו מטכנולוגיית ההדפסה בתלת מימד עד שנת 2020. זה לא אומר שהמוצרים הללו ייוצרו כולם בהדפסת תלת מימד אבל בהחלט אפשרי שבמהלך הפיתוח והייצור ייעשה שימוש בטכנולוגיה שמאחורי.

4. יקר קטן ומורכב. עם אימוץ מתקדם של ההדפסה התעשייתית בתלת מימד נגיע למוצרים קטנים יותר, מורכבים יותר ויקרים יותר. התחומים שיהנו מהם יהיו בעיקר ברפואה ובתחום הדנטלי: מכתרים מודפסים ועד 15 מיליון מכשירי שמיעה שכבר הודפסו ועדיין לא הזכרנו את תחומי התעופה והרכב שם בהחלט יש מקום לחלקים הקטנים והמורכבים. לגבי סוגיית המחיר? ובכן, העסק יקר היום. אבל, ככל שייכנסו יותר מכונות לתחום, ככל שייצרו יותר – המחיר פשוט יילך ויירד. בדוק.

5. ההצלחה תגיע מהתוכנה. כדי שיצרנים העושים שימוש בהדפסת תלת מימד תעשייתית אכן יצליחו, חיוני שהחומרה, החומרים והתוכנה ינגנו ביחד. מרבית התוכנות של היום המותאמות להליכים של ׳החסרת חומרים׳ (subtractive processes) לא יעבדו עם הכיונים החדשים. אבל, אל דאגה: בדרך אלינו סוגי תוכנה חדשים ומבטיחים, דוגמת Autodesk Netfabb, שעונה על צרכי התהליכים החדשים.

the3dzone-מגזין הדפסת התלת מימד
XJet is one company delving into ceramics printing. Courtesy XJet.

התוכנה חדשה שבדרך גם תדרוש סוג חדש של פורמט קובץ, כדי שתוכל לעקוב ולתרגם הנחיות עשירות במידע הנדרש לטובת הדפסת התלת מימד. פורמט דוגמת 3MF מציע את התקווה לשחרר את הפוטנציאל של המכונת המדפיסות, כיום ובעתיד. הפורמט, הוא בעצם הרחבה של קובץ ה- STL, בכך שהוא מספק למעשה את ה׳ייצוג׳ של המודל תוך שימוש בנקודות ובמשולשים, אלא שה-3MF, מציע גם הרחבות נוספות ומורכבות יותר דוגמת multimaterial gradients, lattice structures ו-machine properties. אוטודסק היא חברה מייסדת של קונסורציום המפתח ומאמץ את הפורמט יחד עם 3D Systems, GE, Materialize, Microsoft ואחרים.

המאמר המקורי הופיע לראשונה במגזין המקוון Redshift, של חברת Autodesk, המוקדש למעצבים, מהנדסים, בנאים ומייקרים, החוקרים את העתיד של יצירת ׳דברים׳, והחולק איתם סיפורי מעוררי השראה על חדשנות ומציע עיצות מעשיות להצלחה בעסקים.

Autodesk Product Management Lead, Additive and Composites Raphael Stargrove contributed to this article.

אודות The3D Zone

Check Also

ספייס פארמה הישראלית תשתף פעולה עם מייד אין ספייס האמריקנית להדפסת תלת מימד של סיבים אופטיים בחלל

חברת מייד אין ספייס עשתה לא מעט רעש בזמנו, עת העלתה לחלל – בשיתוף עם ...

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *