משנה את חוקי המשחק בהדפסת התלת-מימד

באמצעות דיו המיוצר בעזרת ננו-חלקיקי מתכת, חברת PV Nano Cell פיתחה טכנולוגיה ייחודית להדפסה דיגיטלית בסביבה תעשייתית ובייצור המוני ומחוללת מהפכה בתחום. לאחר שהתמקדה בשוק הרכב והפאנלים הסולאריים היא פונה לתחומים חדשים, כמו אלקטרוניקה גמישה ורכיבים פסיביים

אסף לבנון, בשיתוף חברת PV Nano Cell
תוכן שיווקי
שתפו כתבה במיילשתפו כתבה במייל
דוגמא למעגל מודפס
דוגמא למעגל מודפסצילום: אדיבות PV Nano Cell
אסף לבנון, בשיתוף חברת PV Nano Cell
תוכן שיווקי

העובדה שהדפסת תלת-מימד היא העתיד היא כבר בגדר חדשות ישנות. לא רק שמדובר בדבר הבא, למעשה מדובר בדבר הנוכחי, הקורה כאן ועכשיו. אך כל אחת מהחברות העוסקות כיום בתחום זה מסוגלת להדפיס מוצר יחידני ובקבועי זמן גדולים יחסית. בין אם מדובר בכרטיסים אלקטרוניים, כתרים לשיניים או שתלים - הייצור הוא יחידני. חברת PV Nano Cell משנה את שוק הדפסת התלת-מימד כשהיא משתמשת בטכנולוגיה המתאימה לייצור המוני. החברה פיתחה דיו מיוחד, המאפשר להדפיס חלקים שונים בכמויות גדולות וכך היא מאפשרת את השימוש בטכנולוגיית ההדפסה הדיגיטלית, על כל יתרונותיה, בשווקים שונים המחייבים ייצור בכמויות גדולות (Mass Production).

דר פרננדו דה לה וגהצילום: אדיבות PV Nano Cell
רן אייזנברגצילום: אדיבות PV Nano Cell

את החברה ייסד ב-2009 ד"ר פרננדו דה לה וגה, המכהן כיום כסמנכ"ל הטכנולוגיות שלה. עם מעל ל-25 שנות ניסיון תעשייתי ויזמי ועם התמחות בננו-טכנולוגיה, הגיע דה לה וגה לנקודה בה התגבש חזונו לפתח סוגי דיו שונים, שיתאימו לסביבה תעשייתית בה יש צורך בייצור המוני של חלקי אלקטרוניקה, דיו שיאפשר להדפיס מוליכים ורכיבים פאסיביים בתפוקה גבוהה - 24/7. החברה שהקים עמדה במשימה זו ומתבססת בשוק שלה, לאחר שבחרה להתחיל בכניסה לשני תחומים: רכב ופאנלים סולאריים.

"אנחנו מאמינים שכדי להצליח בעסקים צריך להתמקד בתחילה בדבר אחד או שניים, עד שמגיעים לרמת מכירות גבוהה. לאחר מכן אפשר להתרחב", אומר מנכ"ל חברתPV Nano Cell, רן איזנברג. "לכן בחרנו להתמקד בתחילה בשני השווקים הללו, המשוועים לפתרונות מהסוג שאנו מייצרים. רבים לא יודעים כמה אלקטרוניקה משולבת היום בשמשות הקדמיות והאחוריות של כלי הרכב. הרבה מאוד אלקטרוניקה מותקנת שם, עם דגש על אנטנות וחיישנים. ממש לא רק מפשיר הערפל שהרוב מכיר. המכונית האוטונומית רק תגביר את הצורך להדפיס אלקטרוניקה בשמשה. בפאנלים הסולאריים הטכנולוגיה הייחודית שלנו מביאה יתרונות שאין לאחרים, כמו הדפסת חוטים מוליכים ברוחב של 30, 40 או 50 מיקרון. ידוע ששיפור נצילות של פאנל סולארי ברמה של 0.5% עד 1% היא הישג גדול. הדיו שלנו והדפסת תלת-המימד הביאו לשיפור נצילות של 40%. אנשי מקצוע מתחום הפאנלים שומעים את זה ופשוט לא מאמינים".

הדפסה על תא סולרי צילום: באדיבות PV Nano Cell

דיו בעל חיי מדף ארוכים ותכונות חשמליות משופרות

המושג Printed Electronics קיים הרבה שנים, אך עד עתה ברמה המחקרית ובבניית אב-טיפוס (Prototyping). מסביר ד"ר דה לה וגה: "הסיבה לכך היא שכדי ליישם טכנולוגיות הדפסה דיגיטליות בסביבה תעשייתית ובייצור המוני יש צורך לא רק בציוד, אלא גם בדיו שיעמוד בדרישות ויתאים להן. את חשיבות הדיו הזה למדתי מרבים מחבריי, שלקחו חלק בפיתוח תעשיית ההדפסה הדיגיטלית בארץ - אם זה הדפסה פונקציונלית, גרפית או תלת-מימד. הם שמו דגש על המדפסות ואז נתקעו עם בעיות בגלל מגבלות שונות הקיימות בדיו. הדפסה דיגיטלית מצריכה דיו בעל צמיגות נמוכה וחלקיקים קטנים. הדרך היחידה לייצר דיו בעל ריכוז גבוה של מתכת היא בעזרת ננו-חלקיקי מתכת. אלו חלקיקים הקטנים מ-150 ננומטרים. האתגר לפתח דיו כזה, שגם יתאים לייצור המוני, הוא גדול מאוד ועד עתה רבים בעולם לא הצליחו בכך. לייצור ננו-חלקיקי מתכת בטכנולוגיה נקייה, שיהיו יציבים, שיתאימו להדפסה מהירה, שאורך חיי המדף שלהם יהיה ארוך ובעלות ייצור סבירה - זו בעיה שאף אחד לא פתר עד שהגענו. יש בשוק מספר לא קטן של סוגי דיו על בסיס ננו-חלקיקי מתכת מהסוג המיועד למה שאנחנו קוראים הדפסה של 'אחד מסוגו' - דיו שמיועד להדפסת מוצרים יחידניים. אנחנו ב-PVN הצלחנו לפתח דיו יציב, עם למעלה מ-50% ריכוז מתכת, שמתאים להדפסה מהירה, רציפה, שמאפשר עבודה בסביבה תעשייתית, בעל חיי מדף ארוכים ובנוסף לכל - בעל תכונות חשמליות משופרות".

הדפסת גוף חימום גמישצילום: אדיבות PV Nano Cell

איך הגעתם לכך?

ד"ר דה לה וגה: "בדיו מבוסס ננו-חלקיקי מתכת שלנו, כל חלקיק הוא גביש יחיד (Single Crystal), בדומה ליהלום, מה שמאפשר את התכונות המשופרות, שהן כה חשובות בייצור המוני. הוא בעל ריכוז גבוה של מתכת ויציב מאוד. תהליך הייצור שלו מאפשר גימלון (Scaling up) ובמהלכו לא נוצרים חומרים מסוכנים. התוצאה היא יכולת הדפסת מוליכים ורכיבים פאסיביים לאלקטרוניקה, דוגמת נגדים, קבלים וסלילים בווריאציות דיו שונות עם מתכת, כסף, נחושת וזהב".

אייזנברג: "בזכות הפטנט הייחודי שפרננדו וצוות החברה פיתחו, לקחנו צעד קדימה את טכנולוגיית הדפסת התלת-מימד והדיו. כך מתאפשר לנו לפעול במקום, שלמיטב ידיעתנו מעט פועלים בו כיום, אם לא אף אחד - תחום הייצור ההמוני. אנחנו פונים ללב התעשייה ויכולים להחליף טכנולוגיות ייצור קיימות בהדפסה דיגיטלית. מהדפסת רכיבים פאסיביים בכרטיסים אלקטרוניים דרך חומרים להשתלה בגוף ועד החלפת טכנולוגיית הדפסת משי בייצור לוחות סולאריים ובהדפסת רכיבים אלקטרונים על שמשות רכבים. כל זאת, תוך הצגת עמידות גבוהה בתנאי סביבה קשים ותחת התקנים המחמירים ביותר. הטכנולוגיה שלנו פותחת עולמות חדשים ליצרנים".

אנטנה מודפסת צילום: באדיבות PV Nano Cell

לייצר מדרסים אלקטרוניים לשוק הרפואי

את כל המהפכה הזאת עושה PV Nano Cell עם עשרה עובדים היושבים במשרדיה במגדל העמק. פיתוח טכנולוגיית הננו-חלקיקים הבסיסית לקחה כשנתיים, אך גם לאחר שהחברה פיצחה את אתגר הדיו עמד בפניה אתגר נוסף - תוך כדי העבודה עם הלקוחות הבינו אנשיה שאין די בשיווק דיו, אלא יש לשווק את כל הפתרון להדפסת המוצר: המדפסת, הדיו ותוכנית ההדפסה. לכן, ב-2017 רכשה החברה את חברת מדפסות התלת ממד "דיגיפלקס", שפיתחה מדפסת מדויקת המסוגלת להדפיס עד עשרה סוגי דיו שונים וכך החלה להציע ללקוחותיה גם את כתיבת יישומי ההדפסה למוצריהם. "אם במדפסת רגילה תוכנית ההדפסה פשוטה יחסית, כי זה דו-מימד - במדפסת תלת-מימד זה סיפור אחר, כי צריך לייצר מוליכים עם עובי וגובה", מבהיר ד"ר דה לה וגה. "כך שביצוע ההדפסה מצריך הרבה מאוד ידע כיצד להדפיס: מה ראשון, מה אחרון, מתי לגובה ומתי לרוחב. הלקוח לרוב מתקשה לתכנן זאת לבד אז אנחנו כותבים עבורו תוכנה על בסיס הידע שלנו. פעמים רבות התוכנה המקצועית הזאת היא מה שעושה את ההבדל בין כישלון להצלחה".

החברה שותפה בפרויקטים שונים בתמיכתם של רשות החדשנות, משרד האנרגיה ותוכנית Horizon 2020 של האיחוד האירופי. היא שותפה בארבעה פרויקטים אירופאיים. המכנה המשותף לכל הפרויקטים האלו, העוסקים בתחומים שונים, היא להגיע בסופו של דבר לייצור סדרתי. "כל הפרויקטים האלו עוסקים בהדפסת תלת-מימד בתחום האלקטרוניקה וספק הדיו המוליך היחיד לכולם הוא אנחנו", מציין איזנברג. "אנחנו מסייעים לחברות המשתתפות לסלול את דרכן לייצור המוני בתחומים כאלקטרוניקה גמישה ורכיבים פאסיביים. מספר מדפסות שלנו כבר מותקנות באירופה ובארה"ב".

כלומר, אתם כבר יוצאים מגבולות עולם הרכב והפאנלים הסולאריים?

איזנברג: "בהתאם לתפיסת ההתמקדות - הרגליים שלנו תמיד על הקרקע, אבל הראש מתחיל להסתכל קצת לעננים. אנחנו מכוונים לתחום האלקטרוניקה המודפסת - Embedded Passive Component. מוצרים דוגמת כרטיסים אלקטרוניים משוועים לפתרון מהסוג שבכוחנו להציע. הרכיבים הפאסיביים שבהם, כמו נגדים, סלילים וקבלים, מותקנים היום מחוץ לכרטיס. זה בעייתי מבחינות שונות: אמינות, ניצול שטח ועלויות. הדפסת תלת-מימד תאפשר להדפיס את הרכיבים הללו בתוך הכרטיס, מכיוון שניתן להדפיס בעובי מזערי של כמה מיקרונים במקום 3-4 מילימטר. היכולת להדפיס על כל שכבה בכרטיס, המתאפשרת בזכות הדיו שפיתחנו, תעשה מהפכה בעולם האלקטרוני.

"כדוגמה נוספת לאפשרויות הרבות הגלומות בעולם 'האלקטרוניקה בכל מקום', ניתן להביא תחום נוסף שאנו בודקים עם שותף אסטרטגי, והוא מדרסים 'מדברים'", מוסיף אייזנברג. "אנו מאמינים שניתן לייצר מדרסים אלקטרוניים, שידעו לתקשר עם העולם החיצון ולהעביר מידע קריטי, דוגמת דיווח על אזורים בהם מתפתח לחץ לא תקין בכף הרגל. פיתוח כזה יכול, למשל, לסייע רבות לחולי סכרת ולמנוע קטיעות בגפיים, הודות להתראה על בעיה רפואית מבעוד מועד. היתרון ללקוח הקצה ברור מאליו וגם חברות הביטוח בוודאי יתעניינו בפיתוח כזה, שיכול לחסוך להן כסף רב.

"כשמסתכלים על כלל שוק האלקטרוניקה, מבינים שאין סוף לפיתוחים שניתן לשדרג בעזרת הטכנולוגיה שלנו. זה שוק ענק עם פוטנציאל של עשרות ואפילו מאות מיליארדי דולרים בשנה".

יכולת ייצור מהירה ואמינה יותר

אך עוד לפני שפונים לכלל שוק האלקטרוניקה מעניין לדעת כיצד מתפקדת PV Nano Cell בשני השווקים הקיימים בהם היא פועלת: שוק הרכב ושוק הפאנלים הסולאריים. ד"ר דה לה וגה מסביר שכשמדובר בשמשות הרכב - הן עמוסות כיום בחיישנים וגם אנטנות שונות, שמתקשרות עם שאר הגורמים בכביש ועם לוויינים. "בשיטה בה עושים את זה היום - כל חומר דורש מדפסת משלו, מה שמייצר תהליך מורכב, מסובך, ארוך ולא יעיל. הטכנולוגיה הדיגיטלית מצריכה רק מדפסת אחת, שיכולה להכיל עשרה חומרים שונים ולהדפיס ביחד את כל מה שצריך. מתקינים קסטות שונות, כל אחת עם החומר שלה, והמדפסת יודעת באיזו נקודה להדפיס איזה דיו. פה חומר לבן, פה חוט מכסף ופה השחור. הכל משתנה בהתאם למשימות".

איזנברג: "וכשמדובר בפאנלים הסולאריים - מספיק להיכנס לאולם ייצור של חברה מהתחום, המייצרת 1.2 מיליון פאנלים בשנה, כדי להבין איזו מהפכה אנחנו יכולים לסייע לה לבצע. לראות את כל האופרציה הזאת ולהבין שאפשר להחליף את מה שהם עושים בהדפסה דיגיטלית ושזה יהיה עולם אחר לגמרי, עם יכולת ייצור יותר מהירה ואמינה ועם יכולת ניצול עילית".

איך מגיעים ליכולת הניצול הזאת?

ד"ר דה לה וגה: "איכות המוליכים המודפסים היא זאת שתורמת לנצילות הפאנל. ככל שהמוליך צר יותר ותכונות ההולכה שלו טובות יותר - כך עולה הנצילות. ביכולתנו להדפיס מוליכים צרים להפליא עם תכונות אלקטרוניות ברמה שלא ניתן להגיע אליה בטכנולוגיות האנלוגיות של היום וכך להציע יעילות של פי-5-6 מהמתחרים. הנתונים האלו מגובים ומתועדים".

מי הלקוחות שלכם?

איזנברג: "בשוק הרכב אנחנו נמצאים בקשר עסקי עם ארבע חברות שביחד מספקות כ-80% מהתצרוכת העולמית של חומרים לשמשות הרכב, ומוכרים, כבר עכשיו כמויות מסחריות לשתיים מהן. נכון להיום, רוב ההדפסות על שמשות הרכבים מתבצעות בטכנולוגיה אנלוגית מיושנת, אולם יתרונות ההדפסה הדיגיטלית נראים לכול אנשי המקצוע, וניתן להבחין שחברות החומרים מתחילות בתהליך עמוק של החלפת הטכנולוגיות האנלוגיות בדיגיטליות, תוך שימוש בדיו שלנו. כיחד עם המעבר של שוק זה להדפסה דיגיטלית - והיום הזה צפוי - הפוטנציאל השיווקי שלנו ירקיע שחקים. בתחום הפאנלים הסולאריים אנחנו עובדים עם לקוח גרמני גדול ונמצאים בשיחות עם יצרנים אחרים".

איך אתם מסתכלים על התחרות בשוק?

אייזנברג: "יש לנו תחרות משני מקומות. הראשונה היא חברות המייצרות טכנולוגיות אנלוגיות קיימות, שעלינו להוכיח שהטכנולוגיה שלנו טובה יותר משלהן בפרמטרים השונים: אמינות, מהירות, עלות. אבל יש לנו תחרות לא פחות חזקה מטכנולוגית הדפסת המשי והיא אינרציה... אנשים רגילים לעשות משהו בשיטה מסוימת, זה עובד להם והם לא מעוניינים לעשות שינויים דרמטיים - גם אם מציגים להם פתרונות אחרים ומתקדמים יותר. זה קטע פסיכולוגי שאין לזלזל בו. אנחנו צריכים להבהיר ללקוחות פוטנציאליים שמה שהם עושים היום יהיה בקרוב לא רלוונטי ולשכנע אותם במסקנה שאינה קלה עבורם: שצריך להתחיל הכל מהתחלה בטכנולוגיה אחרת. זה לא דבר טריוויאלי. מה שעוזר לנו זה שהשוק מתקדם בעצמו לכיוון הזה ומתחילות לבוא דרישות מטעם היצרנים. בשבוע הראשון של 2022 כבר קיבלנו שתי הזמנות מסחריות חדשות בשוק הרכב ואנו מאמינים שזה רק יעלה ויפרח".

בשיתוף PV Nano Cell