עשר הדיברות להדפסה בתלת-מימד

מתוך הספר "תלת מימד – המהפכה התעשייתית החדשה" מאת פרופ' הוד ליפסון ומלבה קורמן, בהוצאת ר. סירקיס וידיעות ספרים, כל הזכויות שמורות 2014 ©.

לרכישת הספר המלא הקליקו: http://www.ybook.co.il/new_world_of_3d_printing
לרכישת כמויות מסחריות של הספר, במחיר אטרקטיבי, נא התקשרו אל רפי סירקיס 054.206.4288

חיזוי העתיד הוא הימור מוחלט. כאשר כתבנו את הספר "תלת ממד – המהפכה התעשייתית החדשה" וראיינו אנשים בנושא של הדפסת תלת-ממד גילינו כמה כללים בסיסיים שעלו שוב ושוב. אנשים ממגוון רחב של תעשיות ורקעים, מתחומי מומחיות שונים, תיארו בצורה דומה איך עזרה להם הדפסה בתלת-ממד להתגבר על בעיות מהותיות כמו כסף, זמן ומורכבות.

כעת נציג לפניכם את עשרת העקרונות של הדפסה בתלת-ממד בתקווה שהם יעזרו לאנשים ולעסקים להשתמש בטכנולוגיות ההדפסה בתלת-ממד השונות.

עיקרון מס' 1: 

מורכבות ייצור בעלות זניחה. בייצור המסורתי, ככל שצורת הפריט מורכבת יותר הייצור שלו יקר יותר. במדפסת תלת-ממד יש למורכבות ולפשטות אותו מחיר. ייצור של פריט מסובך ועתיר פיתוחים לא דורש יותר זמן, יותר מיומנות או יותר כסף מייצור של גוש פשוט. מורכבות שאינה עולה כסף תנפץ את דגמי התמחור המסורתיים ותשנה את האופן שבו אנחנו מחשבים עלות של ייצור פריטים.

עיקרון מס' 2:

מגוון חופשי. מדפסת תלת-ממד יחידה יכולה להכין צורות רבות. כמו האומן האנושי, גם מדפסת תלת-ממד יכולה לייצר צורה שונה בכל פעם. מכונות הייצור המסורתיות הן הרבה פחות גמישות ומגוון הצורות שהן יכולות ליצור הוא מוגבל. הדפסה בתלת-ממד מבטלת את עלויות התקורה הכרוכות בהכשרה של מפעילי מכונות אנושיים או באבזור של מכונות בבתי חרושת עבור כל משימה חדשה. מדפסת תלת-ממד צריכה, עבור כל פריט חדש, שרטוט דיגיטלי חדש ואספקה טרייה של חומרי גלם.

עיקרון מס' 3:

אין צורך בהרכבה. מדפסות תלת-ממד יוצרות חלקים המחוברים אלה לאלה. הייצור ההמוני מתבסס על עמוד שדרה אחד – פס הייצור. בבתי חרושת מודרניים מכונות יכולות לייצר פריטים זהים שאותם מרכיבים בהמשך רובוטים או פועלים אנושיים, הנמצאים לפעמים ביבשת אחרת לגמרי. ככל שיש במוצר חלקים רבים יותר כך נדרש זמן רב יותר להרכיב אותו ויקר יותר לייצר אותו. ייצור פריטים בשכבות מאפשר למדפסת תלת-ממד להדפיס באותו זמן, למשל, גם את הדלת וגם את הצירים המחוברים אליה, ללא צורך בהרכבה. צמצום עבודת ההרכבה יקצר את שרשרת האספקה משום שייחסכו העלויות הכרוכות בכוח עבודה ובתחבורה. קיצור שרשרת האספקה יביא להפחתה בזיהום האוויר.

עיקרון מס' 4:

זמן הכנה אפסי. מדפסת תלת-ממד יכולה להדפיס על פי דרישה, כשיש ביקוש לפריט מסוים. היכולת לייצור נקודתי מצמצמת את המלאי הפיזי שחברות צריכות לאגור. סוגים חדשים של שירותים עסקיים צצים ועולים משום שמדפסות תלת-ממד מאפשרות לעסק לייצר פריטים ייחודיים – או בהתאמה אישית – על פי דרישה ובהזמנת הלקוח. ייצור באפס-זמן-הכנות יכול למזער את עלות השינוע למרחקים גדולים כשהסחורות מודפסות בזמן שבו הן נדרשות ובסמוך למקום שבו הן נדרשות.

עיקרון מס' 5:

מרחב עיצוב אינסופי. רפרטואר הצורות שאפשר לייצר בטכנולוגיות ייצור מסורתיות ובעבודה אנושית הוא סופי משום שאנחנו מוגבלים על ידי הכלים העומדים לרשותנו. כך, למשל, מחרטת עץ מסורתית יכולה לייצר רק פריטים עגולים. מכונת כרסום יכולה לייצר רק חלקים שאפשר לטפל בהם עם כלי כרסום. מכונת יציקה יכולה לייצר רק צורות שאפשר לשפוך לתוך תבנית ואחר כך להוציא אותן בלי לשבור את התבנית. מדפסת תלת-ממד מבטלת את המחסומים האלה ופותחת לפנינו חללי עיצוב חדשים ועצומים. מדפסת יכולה לייצר צורות שעד עתה היו אפשריות רק בטבע.

עיקרון מס' 6:

מיומנות תפעול מינימלית. בעלי מלאכה מסורתיים עוברים שנים של הכשרה והתמחות כדי לרכוש את המיומנויות הדרושות להם. ייצור המוני ומכונות המייצרות בהכוונת מחשב מצמצמים את הצורך בכוח ייצור מיומן. עם זאת, גם במכונות הייצור המסורתיות המייצרות בהכוונת מחשב יש עדיין צורך במומחה מיומן שיכוון ויכייל אותן. מדפסת תלת-ממד מקבלת את הנחיותיה מקובץ העיצוב ולכן היא דורשת מיומנות הפעלה פחותה מזו שדורשת מכונת יציקה בהזרקה כדי לייצר פריט באותה רמת מורכבות. ייצור נטול מיומנויות פותח פתח לדגמים עסקיים חדשים ויכול לאפשר אופני ייצור חדשים עבור אנשים העובדים באזורים מרוחקים או בתנאים קיצוניים.

עיקרון מס' 7:

ייצור קומפקטי ונייד. קיבולת הייצור הממוצעת של מדפסות תלת-ממד לכל מטר מרובע של חלל ייצור היא גדולה יותר מזו של מכונות ייצור מסורתיות. למשל, מכונת יציקה בהזרקה יכולה להכין רק פריטים קטנים במידה ניכרת מהגודל שלה עצמה. לעומתה, מדפסת תלת-ממד יכולה לייצר פריטים בגודל מצע ההדפסה שלה. אם בונים מדפסת תלת-ממד שגוף ההדפסה שלה יכול לנוע בחופשיות, היא יכולה לייצר פריטים גדולים יותר ממנה עצמה. בזכות קיבולת הייצור הגבוהה למטר מרובע, מדפסות תלת-ממד הן אידאליות לשימוש ביתי או משרדי משום שנוכחותן הפיזית היא קטנה.

עיקרון מס' 8:

פחות פסולת ותוצרי לוואי. מדפסות תלת-ממד שמייצרות חלקים ממתכת מייצרות הרבה פחות פסולת ותוצרי לוואי מהשיטות המסורתיות לייצור חלקי מתכת. עיבוד שבבי ממוכן של מתכות הוא תהליך בזבזני להחריד. ההערכה היא שכ-90% מגוש המתכת המקורי מסולקת ממנו בתהליכי העיבוד השבבי ונותרת על רצפת בית החרושת. מדפסות תלת-ממד הן בזבזניות פחות. ככל שישתפרו חומרי ההדפסה אפשר יהיה לעבור לייצור נקי וירוק יותר.

עיקרון מס' 9:

גיוון אינסופי של חומרים. שילוב בין חומרי גלם שונים במהלך הייצור של פריט אחד הוא כמעט בלתי אפשרי במכונות הייצור של היום. מכונות הייצור המסורתיות מעניקות לחפצים את צורתם באמצעות גילוף, חיתוך, כרסום, קידוח, הברזה או יציקה, ולכן לא קל לערב בתהליכי הייצור חומרי גלם שונים. עם ההתפתחות של הדפסת תלת-ממד מרובת חומרים תהיה לנו יכולת לערבב ולמזג חומרי גלם שונים בייצור של פריט אחד. שימוש בתערובות של חומרי גלם שעד היום לא עמדו לרשותנו פותח לפנינו קשת גדולה בהרבה של חומרים שרובם טרם נחקרו כלל – חומרים בעלי תכונות חדשניות או צורות התנהגות יעילות.

עיקרון מס' 10:

העתקה פיזית מדויקת. את קובצי המוזיקה הדיגיטליים אפשר להעתיק אינסוף פעמים בלי לאבד מאיכות הקול. בעתיד, הדפסה בתלת-ממד תרחיב את הדיוק הדיגיטלי הזה גם לעולם החפצים המוחשיים. טכנולוגיות הסריקה וההדפסה התלת-ממדיות ישלבו כוחות ויאפשרו מעבר ברזולוציה גבוהה בין העולם המוחשי לעולם הדיגיטלי. אנו נסרוק, נערוך ונשכפל פריטים מוחשיים כדי ליצור העתקים מדויקים ואפילו משופרים של המקור.

חלק מהעקרונות הללו תקפים כבר היום. אחרים ייכנסו לתוקף בעשר או בעשרים (או בשלושים) השנים הבאות. הדפסה בתלת-ממד מבטלת את מגבלות הייצור הוותיקות והמוכרות ובכך היא מכשירה את הקרקע לגל של חידושים בכל מיני תחומים. בפרקים הבאים שבספר נגלה איך טכנולוגיות הדפסה בתלת-ממד יכולות לשנות את האופן שבו אנחנו עובדים, אוכלים, מבריאים, לומדים, יוצרים ומשחקים. נתחיל בביקור בעולם הייצור והעיצוב, שבו טכנולוגיות ההדפסה בתלת-ממד מרככות את שלטון העריצות של יתרון הגודל.

הספר תלת ממד המהפכה התעשייתית החדשה

מה תייצרו אם תהיה לכם מכונה שיכולה לייצר (כמעט) הכול?

הדפסה בתלת-ממד היא המהפכה התעשייתית החדשה – הטכנולוגיה החמה שכולם מדברים עליה. היא אמנם נמצאת עדיין בחיתוליה, אבל כבר היום ניתן למצוא מדפסות תלת-ממד בבתים, בבתי עסק, בבתי חולים, במעבדות ובמכוני מחקר. מה שנשמע בתחילה כקוריוז עתיד בשנים הקרובות לשנות לחלוטין את העולם שבו אנו חיים, לקרוא תיגר על הקשר הקיים בין יצרנים לצרכנים ולקבוע חוקים חדשים לזירות המסחר ולעולם הצריכה. כיצד עובדות מדפסות תלת-ממד, מה הן מסוגלות לעשות ומה הם הסיכויים והסיכונים הטמונים בשימוש בהן? וכיצד ייראה העולם שבו כל אדם, בכל מקום, יוכל – בלחיצת כפתור – לייצר כל דבר העולה בדעתו?

הוד ליפסון הוא פרופסור באוניברסיטת קורנל, חוקר ומרצה מבוקש בנושאים הקשורים בהדפסה בתלת-ממד, חומרים דיגיטליים ורובוטים חכמים. המעבדה שלו בקורנל היא חלוצה במחקר של טכנולוגיות הדפסה בתלת-ממד, עיצוב מוצרים, אינטליגנציה מלאכותית וחומרים מתוחכמים. 

מלבה קורמן היא מחברת ומנתחת מערכות טכנולוגיות, הכותבת בשפה בהירה וקולחת על נושאים פורצי דרך. ספרם זה מבוסס על ניסיונם האישי ועל ראיונות עם המוחות המובילים בעולם בתחום ההדפסה בתלת-ממד, והוא מיועד לכל מי שמעוניין להבין טוב יותר את העתיד, שמתחיל כבר עכשיו.