על האכזבה שבהדפסה בתלת מימד

הבעיות בהדפסה בתלת מימד עדייו כאן. מה לעשות. איך לפתור אותן? זה כבר סיפור אחר

מאת: ג'ף קוואלסקי*

הבעיה עם הדפסת תלת מימד… היא שהיא די מאכזבת, לפחות כרגע. כן, ישנם דברים מצויינים רבים בהדפסת תלת מימד. היא נותנת לנו את היכולת להתמודד עם כמעט כל סוג של מורכבות. היא מבטיחה לנו דיוק מירבי. הדברים שאנחנו יכולים ליצור בעזרתה מוגבלים אך ורק בגלל מוגבלות הדמיון שלנו, והיא מבטיחה התאמה אישית לצרכים שלנו באופן מירבי.

עד כמה זה נכון כיום? ובכן, הטכנולוגיה הזו כבר הייתה אמורה לבצע מהפכה של ממש בתחום הייצור. מי מאיתנו לא שמע, או השמיע את המשפטים הבאים: ״שימו את היצירתיות בידי כולם!״ ״שנו לאלתר את מודל הייצור!״ ו-״מדפסות בכל בית!״… אבל, גם אחרי כל הזמן הזה, רוב האנשים נמצאים בצידה השמאלי של העקומה הזאת, בפסגת הציפיות המנופחות, קצת לפני מדרון ההתפכחות.

לא, עדיין לא צריך לוותר על רעיון ההדפסה בתלת מימד, אך צריך לעבור הלאה משלב ההבטחה ולרדת לקרקע.

על מנת להתמקד בבעיה, להלן נקודות תורפה במצבה הנוכחי של ההדפסה בתלת מימד:

• תוצרים/איכות לקויים. ישנן בעיות רבות הקשורות לאיכות בהדפסת תלת מימד כיום:

• שבריריות – חלקים מפוצלים.

• התוצר הסופי הוא ברזולוציה נמוכה.

• החומרים שבשימוש.

אמנם ניתן לעבד את החומרים בשיטות שונות: ניתן להזליף אותם, להמיס אותם או להעביר אותם תהליך שיחול (אקסטרוזיה), אך אין לכך קשר לתוצר הסופי. אפילו שישנן דוגמאות למולטי-חומרים (חומרים מרוכבים, לדוגמה), לרוב אנו משתמשים בשניים בלבד בבת אחת, כך למעשה אנו מגבילים את עצמנו.

• תהליך ההדפסה אינו מהימן. המורכבות הקיימת בתהליך ההדפסה בהחלט מרתיעה, והיא כוללת התעסקות רבה עם פרמטרים רבים מדי, תבניות שונות והתאמות מכניות שונות שיש לבצע. אתם בוודאי מכירים את הבדיחה – מדוע מדפסות תלת מימד שקופות? כדי שתוכל לראות את התוצר שלך נכשל…

אז נכון, אנחנו יכולים לראות מה קורה בזמן התהליך, אבל לרוב, מה שיש ביכולתנו לעשות זה פשוט להתערב כשהוא נכשל.

לפעמים, משתמשים כבר מגיעים למצב שבו הם מתקינים מצלמה על מנת שיוכלו לצפות במדפסות שלהם עובדות. אתם מסוגלים לדמיין מישהו שצופה במדפסת הדו-מימד השולחנית שלו, רק כדי לוודא שהיא עובדת בצורה תקינה? כמובן שלא…

זה הזמן לעבור מאובססיה למדפסות תלת מימד והדפסת תלת מימד למיקוד במה שמודפס בתלת מימד. למי אכפת אם יש לי מדפסת תלת מימד נהדרת, ואני נהנה מהדפסת תלת מימד? מה שאני רוצה, זה תוצר טוב.

השינוי שאנו מייחלים לו, לא בהכרח יגיע אם המדפסות יהיו (עדיין) שקופות, אלא המרחק שבין העיצוב לייצור יהיה בהיר וברור. כשהתהליך כולו יהיה אמין ובאיכות גבוהה, וחווית ההדפסה בתלת מימד תסתיים בצורה נהדרת עבור כל סוג של תוצר, היא תהיה בכל מקום וכה סמויה לעין, עד שבכלל לא נשים אליה לב. עבורנו, זו תהיה רק קופסה שחורה משעממת.

המטרה הסופית היא לעבור להדפסה אמינה בקליק אחד בלבד. על מנת שנגיע לשם, מה שאנו צריכים זה את המקבילות ל-PostScript (שפת התכנות לתיאור ההדפסה) ול- LaserWriter, מדפסת הלייזר בדו מימד הנוסטלגית, אשר היו אבני הדרך בהוצאה לאור שולחנית אמינה. אלו יביאו להצלחה האמיתית של ה"מהפכה" הזו.

• מהלך העבודה: מהלך העבודה הוא כרגע מיושן ולא מעודכן, והוא עדיין מבוסס על הגישה הקלאסית: האדם – מעצב, המחשב – כותב ומנתח.

מהלך ההדפסה בתלת מימד לרוב אינו משתמש ביתרונות העיצוב היצרני, או בפריצות דרך נוספות. הבעיה עם מהלך העבודה הנוכחי היא הכפילות: ראשית המעצבים מציירים שרטוטים, ולאחר מכן הרובוטים מעצבים שרטוטים משלהם במדפסת.

המשמעות של זה היא שאנשים עדיין מעצבים את אותם החלקים הישנים שאנו מכירים, ואז, איכשהו, מצפים שהמוצר התלת מימדי המוגמר יהיה ייחודי. כל עוד יכולות השרטוט של אנשים מוגבלות, הם מגבילים את כוחה של ההדפסה בתלת מימד.

אם נעביר חלק מסמכויות העיצוב למחשב, נשיג תוצאות טובות יותר. למעשה, אם מעצבים יאמצו לגמרי את דפוס החשיבה הזה, הם יוכלו לאפשר לתוכנה ליצור שרטוטים משוכללים יותר ממה שיכלו אי אפשר לשרטט בעצמם.

בשימוש בדפוס החשיבה הישן בו מעצבים נאלצו לעשות את כל העבודה, התוצאות שלהם תמיד היו מוגבלת במגבלות הזמן, הכסף והסבלנות. לרוב הם מוגבלים לברירה אחת או שתיים בכל זמן נתון, ולאחר מכן מדפיסים פשוט את האפשרות הטובה יותר ולא את האפשרות הטובה ביותר שניתן לעצב.

הנה שינוי משמעותי בדפוס החשיבה: מעצבים חייבים להפסיק לחשוב על המחשב ככלי שרטוט בלבד. המחשבים לא שם רק על מנת להוציא לפועל את התוצרים; הם מאפשרים חקר רחב של מגוון אופציות.

• המטרה: שגויה. נקודת התורפה הרביעית, היא שאנשים שואפים למטרה שגויה במאמצי ההדפסה בתלת מימד שלהם.

לרוב אנו שמחים להדפיס בתלת מימד אבטיפוסים, חלקי חילוף למיניהם ויתר דברים פשוטים ולעיתים זניחים, אבל למעשה, אנחנו צריכים להתמקד בחלקים כוללים וביצירת פתרונות חדשנים ומקוריים לבעיות מורכבות יותר.

על מנת שנגיע למטרה הזו, חשוב שנביט בהדפסה בתלת מימד באופן הוליסטי, בארבעה היבטים של ייצור: חלקים, מערכת, חומרים ותהליך.

בתהליכי ייצור אחרים, ניתן להפריד בין ארבעת המאפיינים הללו ולשפר כל אחד מהם באופן נפרד, אבל בהדפסת תלת מימד, הם באים ב"חבילה אחת", מכיוון שכל אחד מהם משפיע על השני. הדרך הטובה ביותר להשיג פונקציית הרכבה היא באמצעות החומרים. ניתן ליצור קפיצים, מנופים או צירים לא רק כחלקים נפרדים אלא גם באמצעות חומרים חכמים בתהליך. הבנת מערכת היחסים הזו בין האלמנטים המשפיעים זה על זה באופן ניכר, היא המפתח.

בואו ניקח לדוגמה מנוע של מכונית מרוץ. מהנדס מתכוון להדפיס את שסתומי הראש באמצעות מתכת מחוררת קלת משקל. דבר זה יעלה יותר מאשר חלקים נפרדים בעלי חריצים, כך שזה נראה כמו רעיון רע, עד שהמהנדס מבין ששסתומי ראש קלים יותר – משמעותם קפיצים קטנים יותר, משמעותם שסתום כניסת גז קצר יותר ופחות בלאי בגל הזיזים, כך שעל ידי שימוש בחומר זה, המנוע כולו יקטן ותא המנוע יקטן בהתאם. התוצאה – מנוע זול יותר אשר מסוגל לביצועים גבוהים יותר.

המהנדס היה מפספס את ההזדמנות הזו אילו היה מחפש רק שיפור נקודתי בעזרת ההדפסה בתלת מימד. זו הכוונה באמרה – המטרה שגויה: מהנדסים מכוונים נמוך מדי. הם חייבים לכוון גבוה יותר ורחוק יותר.

• השוק: טרם הבשיל. נקודת התורפה האחרונה בהדפסת תלת מימד, היא שנראה כי יצרני מדפסות תלת מימד הציבו סטנדרטים בטרם עת והגבילו את החדשנות. כיום, שוק ההדפסה בתלת מימד טרם הבשיל.

הלקוחות כרגע, הם מעריצים בלבד של הטכניקה, ולא הקהל הרחב. עם זאת, היצרנים נוקטים במודל עסקי שגוי שנועד לשימוש בשלבים מאוחרים יותר, כאילו היו כבר מדפסות בכל בית.

זה דבר משונה, מכיוון שאנחנו נמצאים עדיין בעיצמו של השלב הראשוני, היכן שהפתיחות אמורה לשלוט. במקום זאת, ניתן לראות יצרנים אשר מטמיעים שבבי זהות במחסניות חומר ההדפסה, ולכן לא ניתן למלא אותן או להמיר את חומר ההדפסה במקור אחר.

היצרנים – נלהבים ממכירת חומרי ההדפסה, החלו לנקוט בצעדים טיפשיים – כמו הדפסתם של חומרים "תומכים", בניגוד לזיהוי הצורך האמיתי של הלקוח – הוא לא זקוק לחומרים "תומכים" כלל וכלל.

חשיבה כזו יכולה להביא למבוי סתום, מכיוון שאתה שם את העסק שלך לפני הלקוח. כולם צריכים להסכים לכך שהתעשייה הזו פשוט לא חדשנית מספיק כיום.

אלו היו חמשת נקודות התורפה העיקריות, והפתרון להן מסתכם במשפט אחד: מעצבים צריכים לפתור את הבעית המהותיות הקיימות כיום באמצעות פתרונות חדשניים, עם השקעה של פחות מאמץ, שיביאו לתוצאות שבאות לידי ביטוי בתוצרים טובים יותר באיכות טובה יותר, ולהגדיל את האמון והביטחון שבתהליך הדפסת תלת מימד.

בואו נעבור הלאה בעזרת חדשנות לשלב הבא בהדפסת תלת מימד.

* הכותב, ג׳ף קוואלסקי (Jeff Kowalski) הוא ה-CTO (סמנכ״ל הטכנולוגיה) של חברת Autodesk, האחראי על עיצוב חזונה הטכנולוגי של החברה והנעת מהלכי החדשנות בה. 

המאמר פורסם במקור במגזין החברה:

http://lineshapespace.com/5-problems-with-3d-printing-and-how-to-fix-them/