אתם בטח זוכרים את ההייפ של לפני לא מעט שנים, כשכולם חשבו שהנה בכל בית בישראל תשב מדפסת תלת ממד קטנה וחמודה שתוכל להדפיס שלל מוצרי קצה לכל המשפחה. זה לא קרה, אבל, משהו אחר כן קרה: הדפסה בתלת ממד, שעם הזמן הודבקה לה תגית של כלי שמיועד לייצור אבות טיפוס בקנה מידה קטן, הפכה בשנתיים האחרונות לחלק בלתי נפרד מהייצור התעשייתי. העלויות ירדו, הסטנדרטים השתפרו וחומרים נוספים ומתקדמים שניתן להדפיס איתם הפכו ליותר זמינים. לתופעה המתפשטת תרמו גם מגמות של "ייעול תהליכים״, ״מוצרים בהתאמה אישית״ ו״אוטומציה״, שאחרי שוך הקורונה הפכו לצו השעה.
האם הדפסת תלת ממד תניע את עתיד הייצור? זיו שדה, מנכ"ל SU-PAD, אחד המומחים הישראלים בתחום, שמלווים את התעשייה מקרוב מאז הימים הראשונים, חושב שכן. ״על פי ההערכות של חברת המחקר ARC,שוק ההדפסות בתלת ממד בעולם יחצה את רף ה-41 מיליארד דולר עד 2026 ועל פי סקר של Jabil, נמצא ש-87% מהחברות מצפות שהשימוש שלהן בהדפסת תלת ממד יכפיל עצמו בשנתיים הקרובות וכמעט 40% מצפים שהשימוש בהן יגדל פי חמישה או יותר״, אומר שדה. ״בנימה אישית, ולא ׳מספרית׳ וכמי שמלווה את התחום בישראל מזה שנים, אני יכול להעיד שבהחלט רואים את הגידול הזה גם אצלנו, בשטח, ביותר ויותר מערכי ייצור״.
מהתבוננות בקרביים של התעשיות היצרניות ובתרחישי ייצור ספציפיים, הדפסה בתלת ממד כיום כבר התעלתה על תהליכי ייצור קונבנציונליים בעלות, במהירות ובגמישות. עסקים רבים מגלים כי בנסיבות הנכונות, בעוד שמדפסת תלת ממד תעשייתית דורשת השקעה כספית משמעותית, מהצד שני של המשוואה מוותרים על העלות של יציקות, תבניות הזרקה וכלים וחומרים אחרים שהייצור הקונבנציונלי כרוך בהם. התוצאה: עלויות ייצור נמוכות יותר שמתורגמות לעלויות נמוכות יותר לצרכן, מה שעשוי להועיל לנתח השוק של החברות המשתמשות בטכנולוגיה. אם המוצר ניתן להתאמה אישית, ניתן גם להתאים את השירות ללקוחות קיימים ולחקור הזדמנויות שוק חדשות.
ייצור עצמי לפי דרישה
גם המהירות של הדפסה בתלת ממד היא יתרון משמעותי - היא לרוב מהירה יותר מייצור קונבנציונלי עבור "ריצות" קטנות עד בינוניות של עצמים קטנים. לא צריך ליצור כלים לתבניות הזרקה ויציקות ולהשקיע בתשתית לריצות מוגבלות. היתרון הזה ניכר גם בייצור לפי דרישה, המצריך את סוג התהליך הניתן להרחבה שהדפסה בתלת ממד מספקת. יצרנים יכולים לאחסן פחות מלאי ולקצר את מחזורי התכנון והייצור. כך למשל, בתעשיית הרכב ניתן לצמצם את מלאי חלקי החילוף ב-90% באמצעות הדפסת תלת ממד, על פי דו"ח מ-MIT.
״כל היתרונות האלה מתגלמים במעבר לייצור עצמי (in-house), המסיר את סיכוני העלויות והייצור של מיקור חוץ והלוגיסטיקה הנלווית״ אומר שדה. ״על ידי שמירה על שליטה בתהליך הייצור, עסקים נהנים מכל היתרונות של הדפסה בתלת ממד - זמן אספקה מהיר יותר, בקרת איכות טובה יותר ואבטחה טובה יותר״.
ב״שטח״, תעשיות רבות - כולל שירותי בריאות, תעופה וחלל וביטחון - חוו טרנספורמציות בתחומי מפתח בעסק שלהן שניתן לייחס לתשתית הדיגיטלית המורחבת, לפיתוח חומרי הדפסה חדשים וליציבות הרבה יותר של טכנולוגיות ההדפסה בתלת ממד. בתחום התעופה והחלל, ייצור חלקי מטוסים פנימיים כמו תעלות, פתחי אוורור ומערכות זרימת אוויר עם הדפסה בתלת ממד, מאפשר למעצבים לקצץ משקל ולהפחית את מספר הרכיבים במכלולים.
להדפסה בתלת ממד יש גם תפקיד עצום בבניית רקטות חלל. Stargate היא אחת ממדפסות המתכת התלת ממדיות הגדולות ביותר המשמשות חברות כמו Relativity Space כדי להדפיס רקטה שלמה ובתעשיית המכוניות, בלטה באחרונה McLaren Racing, הבונה עבור קבוצת מקלארן הבריטית, את מכוניות מרוץ הפורמולה 1, שדיווחה כי החברה מדפיסה בתלת ממד במסגרת פיתוח וייצור מכוניות הדור הבא, כ-9,000 חלקים בשנה. טים צ׳פמן, העומד בראש חטיבת התלת ממד, ציין כי צוותי המירוץ מדווחים כי השימוש בחלקים החדשים הפגין תוצאות אופטימליות בזמן בדיקות שהתבצעו במנהרות רוח. ״מעבר לאיכות התוצאות, צמצמנו דרמטית את זמני הפקת החלקים וגם חסכנו לא מעט כסף״.
על פי צ׳פמן, העובדה שהחברה מחזיקה אצלה צי של מדפסות, מאפשר לה ליצור את החלקים האווירודינמיים במתקן האם בבריטניה, בלי הצורך להשתמש בספקי משנה יקרים ולהשגיח מקרוב על איכות התוצאות. בנוסף, מדפיסים באתר גם מכשירי עזר לייצור וחלקים אחרים, שבעבר היו מיוצרים באמצעות כרסומות מתכת – תהליך ארוך ויקר. ״כך אנו גם חוסכים במתכת יקרה שכן בהדפסה אין כל בזבוז. הטכנולוגיה של סטרטסיס והחומרים החדשים להדפסה, לא משמשת רק להדפסת אבות טיפוס, כפי שהיה בעבר, אלא גם חלקים בגודל מלא וכלי עבודה לשימושי קצה״.
הדפסת שתלי שד המחליפים את שתלי הסיליקון
גם בעולם הרפואה והבריאות קורים דברים מרגשים. כך לדוגמה, סטרטסיס וחברת הביוטק קולפלנט הכריזו לא מכבר על הסכם לפיתוח ומסחור של מדפסת להדפסה בקנה מידה תעשייתי של שתלי שד רגנרטיביים, המשלבת בין הטכנולוגיות של שתי החברות. הטכנולוגיה החדשה מיועדת לתחום הרפואה הרגנרטיבית והרפואה האסתטית ושתלי השד הרגנרטיביים, נועדו להחליף את שתלי הסיליקון המקובלים, שהשימוש בהם כרוך בסיכונים בריאותיים. המדפסת מאפשרת לתכנן בצורה מדויקת את המבנה הפנימי והחיצוני הרצוי, השתל מושתל בשד האישה ולמעשה מעודד תהליך התחדשות וצמיחת תאים עצמית של הגוף, בהתאם למבנה השתל. בסופו של התהליך השתל עצמו מתכלה והגדלת השד מתבססת כולה על רקמה שיצר הגוף.
ובתחומי הייצור המסורתי יותר, אנשי מפעלי ים המלח, למשל, בעידן הקורונה, מצאו את עצמם עם בעיה של חלקי חילוף בגלל תקלות בשרשרת האספקה. תוך שימוש במדפסות מתקדמות וחומרים פולימריים תעשייתיים, הם הבינו שהם יכולים לייצר חלקים ספציפיים שהם צריכים - ובקלות. חומר גלם עמיד בשחיקה כימית בשם PEKK שמותאם להדפסה בתלת ממד החליף חלקים סטנדרטים בהם נהגו להשתמש כשהתוצאות מפגינות עלות נמוכה יותר בעשרות אחוזים.
״אם הקורונה לימדה אותנו משהו״ אומר שדה, ״זה ששרשרת אספקה גלובלית יכולה להיות בלתי צפויה. ההשפעה של הקורונה על שרשראות האספקה הורגשה בכל תעשייה, וההדפסה בתלת ממד משנה את התמונה. ההיבט המשבש ביותר של הטכנולוגיה הזו אינו קשור למדפסות בפועל - אלא ההמרה של טופס דיגיטלי למוצר פיזי. בהדפסה בתלת ממד הופכת ערימות הקופסאות שתופסות שטח פיזי לקבצים דיגיטליים שניתן לאחסן בענן ובקלות נגיש בעת הצורך. בנוסף למלאי דיגיטלי הזה, היכולת להפיץ ייצור משנה גם את האופן שבו חברות משלבות את תהליך ההדפסה התלת ממדית באסטרטגיות המוצר שלהן. במקום לשקול אך ורק פתרון ריכוזי הרי שייצור מבוזר מאפשר לחברות לפצל את הייצור כדי שיוכלו לייצר את המוצר הסופי קרוב יותר ללקוח. ניתן להפיץ את הייצור לכל מקום שיש בו מערכות ייצור דיגיטליות. אם אירוע עולמי נוסף כמו הקורונה יגרום לתקלה בשרשרת האספקה, הדפסה בתלת ממד תוכל להגיב בצורה טובה, מה שיאפשר לחברות להתקדם בצורה חלקה יותר מאשר בהסתמכות קפדנית על ייצור מסורתי״.
על פי הערכות השגורות, עתיד ההדפסה בתלת ממד כרוך בגרסה היברידית של ייצור, הכוללת מספר מופחת של מגה-מפעלים גדולים, כאשר אתרים קטנים יותר יכללו יותר טכנולוגיות דיגיטליות, כגון הדפסת תלת ממד. כמו כן, צפוי כי מדפסות יהיו נפוצות יותר במקומות לא מסורתיים, כמו מרכזי שירות ותמיכה, מרכזי הפצה, או אפילו בבתים של אנשים כדי לטפל ב"מייל האחרון" של הפצת מוצרים. הדפסת תלת ממד תהפוך בסופו של דבר לפשוטה מספיק כדי שרוב משקי הבית יוכלו לרכוש קבצי מותג ולהדפיס מוצר בכמה קליקים בלבד.
לחדשנות בחומרי ההדפסה יש חשיבות רבה באימוץ הטכנולוגיה. ״היסטורית, הוספת חומר חדש להדפסת תלת ממד הייתה פעם תהליך איטי ובשל הגודל הקטן של שוק הדפסת המודלים, יצרני החומרים היו סקפטיים לגבי השקעה בחומרי הדפסה בתלת-ממד״, אומר ד"ר יואב זייף, מנכ"ל סטרטסיס, שרכשה לא מכבר ב-43 מיליון יורו, חברה גרמנית מובילה בתחום החומרים הפולימריים ועל הדרך הצטיידה בפורטפוליו של כ-60 חומרים חדשים ומאות פטנטים בתחום. ״חלק מהפולימרים יצטרכו להיות קשיחים יותר, מחוזקים בסיבי פחמן, בעוד שאחרים חייבים להיות מסוגלים לעמוד בסביבות קיצוניות, כמו אלו שנמצאות בחללית. יש צורך בחומרים גמישים וביולוגיים ליישומים רפואיים ודנטליים. חברות ההדפסה מציעות כיום עשרות - אפילו מאות - חומרים ותומכות בלקוחות שלהן במחקר חומרים כדי למצוא את החומר הטוב ביותר לצרכים שלהם״.
אין ספק. זהו זמן מכריע עבור תעשיית הייצור. רעיונות, עיצובים ומוצרים יכולים להיות מיוצגים כמעט במלואם במרחב הדיגיטלי ובני האדם בכל תעשייה יכולים להמיר את הייצוגים הללו יותר ויותר למוצרים פיזיים תוך שימוש בשיטות הפקה אמינות בצורה חסכונית - וכמויות מתאימות.
כטכנולוגיית הייצור הדיגיטלי האמיתית הראשונה, הדפסה בתלת ממד מוכיחה את אופיה הטרנספורמטיבי וכבר עיצבה מחדש עסקים ותעשיות עם יעילות יוצאת דופן. בתקופה האחרונה במיוחד, אלמנטים כמו תפוקה ותמחיר הפכו לרלוונטיים מאוד ואין ספק שכולנו הולכים לראות יותר ויותר מדפסות בטכנולוגיות שונות לצד טכנולוגיות קיימות בתעשייה.
הכותב הוא בעל משרד יחסי ציבור וייעוץ תקשורתי המתמחה בתעשיית ההדפסה בתלת ממד
