בניגוד למה שנהוג לחשוב בקהל הרחב, תחום הדפסת תלת ממד הוא עולם רחב, מורכב וותיק הרבה יותר מהמדפסות הקטנות והביתיות שהופיעו בשנים האחרונות. מדפסות תלת ממד לייצור תעשייתי הן עצומות ממדים – יכולות אף לתפוס חדר ייצור שלם בגודלן – והן עומדות ליצור מהפכה בתהליכי הייצור המסורתיים בתעשייה. את הדור הבא של תהליכי ייצור תעשייתי בתלת ממד מובילה בישראל חברת לייזר מודלינג, החוגגת בימים אלה 25 שנה להיווסדה.
לחברה מעל ל-2,000 לקוחות פעילים מכלל התעשיות היצרניות השונות, ובכללן התעשיות הצבאיות והביטחוניות, חברות ההיי-טק על כל גוונן ותחומן, מוסדות מחקריים אקדמיים ורפואיים מובילים ואף חלק מחברות הגאמפ"א (גוגל, אמזון מייקרוסופט, פייסבוק ואפל). מאז הקמתה, העניקה לייזר מודלינג את כלל השירותים ההנדסיים לתהליכי המחקר והפיתוח בעולם המוצר ומייצרת עבור לקוחותיה הרבים את אבי הטיפוס במסגרת תהליכי הייצור שלהם. החברה הוקמה בשנת 1998 בנס ציונה, וכיום מהווה את לשכת השירות (Service Bureau) הגדולה והמובילה בישראל, ואחת הגדולות במזרח התיכון. החברה מעניקה שירותי ייעוץ הנדסי, תכן, דיגום ומידול, זאת לצד שירותים טכנולוגיים יישומיים רבים כגון עיבוד שבבי CNC, שכפול בתבניות סיליקון בוואקום וכמובן, הדפסה תלת ממדית.
טכנולוגיית ההדפסה התלת ממדית נמצאת כבר תקופה ארוכה בשוק התעשייתי, אך דווקא ההתרחבות שלה בשוק הביתי היא זו שהפכה אותה לנושא כה מדובר ומוכר בשיח העולמי. בשונה מהמדפסות הביתיות הפשוטות, המדפסות התעשייתיות מביאות עמן מורכבות טכנולוגית עמוקה בעיקר באופן היישום הנכון והמדויק של הטכנולוגיה. הניסיון, ההבנה העמוקה והידע שיש לחברת לייזר מודלינג בהיבטים ההנדסיים והמתמטיים של ביצוע ההדפסה, מאפשרים לה לרתום באופן מיטבי את טכנולוגיות התלת ממד, תוך יישום שיטות ייצור חדשניות ומיוחדות. כתוצאה מכך, החברה מצליחה להגיע לתוצאות ייחודיות ופורצות דרך. בעשור האחרון, לייזר מודלינג חיזקה את ענף הייצור בישראל באמצעות שימוש בטכנולוגיות המתקדמות ביותר בעולם ההדפסה מבית החברות HP ,Stratasys ו-AMT.
אריה קלו, מנכ"ל ומייסד לייזר מודלינג, מסביר כי ככל שמצליחים ליישם את תהליכי הדפסת התלת ממד, בצורה האופטימלית והמדויקת כך ניתן לייצר חלקים הרבה יותר קלים ויעילים מבחינה הנדסית, המותאמים בדיוק לצרכי הלקוח. "כבר ראינו חלקים שהדפסנו פועלים בתוך מנוע עובד במפעלי רכב בגרמניה", הוא מספר. "אנחנו מאפשרים ללקוחות להשתמש בטכנולוגיות הללו לפי הצרכים שלהם, תוך כדי שאנו עוזרים להם לבחור את השיטה הנכונה והחומרים המתאימים, בדגש על השימוש בחומרים חדשים מעולם הפלסטיקה המיועדים להדפסת תלת ממד".
מה השתנה בשנה האחרונה בעולם הדפסות התלת ממד?
אריה: "בשנה האחרונה יש מגמה בשוק של ניסיונות קונסולידציה בין השחקנים הגדולים בשוק, וזאת מכיוון שעולם התלת ממד בחר נתיב ברור של ייצור סדרות גדולות, ולא רק של דגמים בודדים ואבי-טיפוס. המטרה היא להביא את הדפסות התלת ממד קדימה לעולם התעשייה 4.0 שבו ישולבו רובוטיקה וטכנולוגיות מתקדמות של בינה מלאכותית ולמידת מכונה. מגמה נוספת היא שינוי בצריכת החומרים להדפסה – מכיוון שמדובר בכמויות גדולות, עלות, זמינות ושינוע החומרים הופכים להיות גורמים קריטיים וגם כאן השוק עובר שינוי משמעותי".
לדמות את מבנה עצם האדם
שוק התלת ממד מונה כיום כמה שיטות ייצור מרכזיות, כאשר בכולן עוסקת חברת לייזר מודלינג, המביאה את חזית החדשנות העולמית ללקוחותיה במדינת ישראל.
הראשונה שבהן היא ייצור מהיר של אבי טיפוס (Rapid Prototyping). הטכנולוגיות הקיימות מאפשרות ליצור דגמים ראשונים של המוצר במהירות רבה, כך שאנשי מחלקת ה-R&D יכולים לקבל דוגמה צבעונית ויפה של המוצר לצורך קבלת החלטות, עוד לפני סיום התכנון והעיצוב סופי.
עמר קלו, האחראי על הפיתוח העסקי בחברה, מסביר: "השיטה שבה השתמשו בעבר כדי לייצר אבי טיפוס הייתה אותה שיטת ייצור מסורתית שמשתמשים בה לייצור המוני: הכנת תבנית מתכת לתוכה מזריקים פולימרים בלחץ. ייצור תבנית הזרקה הוא הליך איטי ויקר שהיה גורם לעיכוב בזמני הגעה לשוק. בשיטה זו, תהליך ייצור אבטיפוס ניסיוני לקח כמה חודשים, ולא בהכרח היה מדויק מספיק כדי להפיק ממנו את המסקנות הנדרשות. באמצעות הדפסת תלת ממד אנחנו מצליחים לקצר את זמן ייצור אב הטיפוס לימים ספורים ולשפר את הדיוק של הדגם לרמת מיקרונים בודדים".
תחום נוסף הצומח באופן מאוד משמעותי בשנים האחרונות הוא ייצור מהיר – Rapid Production - תחום המאפשר לחברות לייצר סדרות קטנות וגדולות של חלקים, ולייתר את הצורך בייצור תבניות בשלבים המתקדמים של בניית המוצר. "שיטה זו מקצרת משמעותית את זמן ההגעה לשוק ומאפשרת גמישות הרבה יותר גדולה ליצרן", מסביר אריה. "כאן אנו משתמשים בטכנולוגיות Multi Jet Fusion) MJF) מבית HP וכן ב-Selective Absorptive Fusion (SAF) מבית חברת סטרטסיס (Stratasys)".
מה ההבדל באופן הייצור בין השיטה המסורתית לבין הדפסה תלת ממדית?
אריה קלו: "הדפסת תלת ממד היא למעשה ייצור בהוספה - Additive Manufacturing) AM). בשונה מהטכנולוגיות המסורתיות, אשר מבצעות ייצור בהפחתה – בו לוקחים גוש גדול של חומר ומורידים ממנו שכבות חומר בהתאם למוצר שרוצים ליצור, בטכנולוגיות AM מוסיפים שכבות חומר. נקודת המוצא היא משטח עבודה ריק, עליו בונים שכבה אחר שכבה, כך שצורכים את החומר בהתאמה מדויקת למודל שנבנה. התוצאה היא צמצום משמעותי ביותר של פחת החומרים, והוזלה אדירה של עלויות חומרי הגלם לחברה היצרנית ולצרכן הצורך את השירותים".
האם הדפסת תלת ממד משנה גם את אופי המוצרים המיוצרים?
"כן", עונה אריה קלו ומסביר: "כיום ניתן בעזרת תוכנות משוכללות לייצר גופים שלא ניתן לייצרם בשום שיטה אחרת או קודמת, מה שפותח בפני מדענים ומהנדסים עולם חדש לגמרי שכולל הדפסת רקמות, הדפסת מזון, ובעיקר ייצור מבנים הנדסיים חזקים, קלים ויעילים להפליא. דוגמה מעניינת מגיעה מעולם התעופה, בו מבנה ומשקל הכנפיים של כלי הטיס הם קריטיים לביצועיו. אם אנחנו מייצרים כנף כזו בשיטות הייצור המסורתיות - היא לא תהיה קלה מספיק. היתרון הטכנולוגי בהדפסת תלת ממד מאפשר לבנות כנף כמעט חלולה, אשר מחוזקת בשריגים פנימיים מורכבים (Lattice), בתכנון הנדסי המדמה את הדרך בה בנויה עצם האדם".
"מבנה ה-Lattice הוא משוכלל מאוד וכולל אינסוף צורות רפטטיביות שאפשר לעצבן בכל דרך נדרשת כדי להשיג את החוזק והמשקל האופטימליים. את אותה דרך ייצור ניתן ליישם גם בעולם הרפואה, והתרומה שלה לעולם הכירורגי היא עצומה. בדרך זו, ניתן לייצר מבנה של עצם המתוכננת להשתלה, תוך הפחתת משקל השתל ולייעל את ההחלמה שכן תאי העצם יכולים לצמוח באופן טבעי בין שריגי ה-Lattice. יצרני חומרי הגלם הבינו את היתרון האדיר אל מול יישומים כאלו, ולכן הסבו חומרים פלסטיים אקזוטיים ואף רפואיים לעולם התלד ממד".
עד כמה הייצור באמצעות תלת ממד אפשרי במדינת ישראל כיום?
אריה קלו: "בתקופת הקורונה גילינו שאיננו יכולים להישען יותר על ייצור דברים קריטיים מחוץ למדינה. למזלנו, במדינת ישראל פותחו יכולות ייצור מגוונות לאורך השנים, עובדה שאפשרה למדינה לייצר אמצעים רפואיים והנדסיים קריטיים, להם הייתה זקוקה בזמן חירום. עולם הפלסטיקה, למשל, נשען על ייצור מסורתי במזרח, וברגע ששעריה של סין נסגרו, כולם החלו לחפש אחר פתרונות. התקופה הזו חידדה לכל היצרנים ולכל החברות שעוסקות בטכנולוגיה צבאית ורפואית שהם חייבים להשאיר לעצמם ערוצים נוספים לייצור דברים מורכבים. התקופה הזו הייתה קשה ומורכבת, אך במקביל חיזקה מאוד את השוק והביאה להתקדמות מואצת של יכולות ייצור בתחום התלת ממד, כאן בישראל ובכל העולם".
לאן תרצו להוביל את החברה בעתיד?
עמר קלו: "הפוטנציאל האמיתי של טכנולוגיות תלת ממד עדיין נמצא בחיתוליו. ההשפעות שצפויות להיות לה על עולמות הרפואה והנדסה הן עצומות בזכות פריצות דרך טכנולוגיות חדשניות. אנחנו נמצאים שם במלוא המרץ, ונמשיך להוביל את תחום ההדפסה התלת ממדית בשוק הייצור הישראלי, כדי להביא את הערך הגדול ביותר ללקוחותינו".
בשיתוף לייזר מודלינג
