הדפסה בתלת מימד: מהפכה טכנולוגית שמשנה את העולם והקשר הישראלי

הדפסה בתלת מימד כבר לא סיפור עתידני. מדובר בטכנולוגיה שמשנה את הדרך שבה אנחנו מייצרים מוצרים, מתכננים מבנים, ואפילו מטפלים בבריאות שלנו. במילים פשוטות, זו שיטה ליצירת אובייקטים תלת ממדיים על ידי הוספת שכבות חומר אחת על השנייה, בניגוד לשיטות מסורתיות שבהן חותכים או מעבדים חומר קיים.

היסטוריה של ההדפסה בתלת מימד

הסיפור של הדפסה בתלת מימד התחיל אי שם בשנות ה-80, כשצ'אק האל המציא טכנולוגיה בשם סטריאוליתוגרפיה (SLA). מדובר בשיטה שבה לייזר מתקשה חומרים נוזליים ליצירת צורות תלת ממדיות. עם הזמן, נכנסו לשוק טכנולוגיות נוספות כמו FDM (שבה משתמשים בחוט פלסטי מותך כדי לבנות שכבות) ו-SLS (שמשתמשת בלייזר להמסה של אבקות ליצירת מוצקים).

המצב הנוכחי: היום הדפסה בתלת מימד זמינה לכולם - ממדפסות ביתיות פשוטות ועד למכונות ענק בתעשייה. אפשר להדפיס כמעט כל דבר: מפלסטיק, מתכת, קרמיקה, ואפילו חומרים ביולוגיים כמו תאי גזע. חברות גדולות כמו HP, Stratasys ו-3D Systems מובילות את התחום, אבל גם סטארט-אפים קטנים מביאים חידושים מרתקים.

החברות הישראליות בתחום הדפסה בתלת מימד

בישראל פועלות כמה חברות בולטות בתחום ההדפסה בתלת מימד, שמביאות חדשנות ופתרונות טכנולוגיים ייחודיים לשוק העולמי:

• שלוש דיאם: הפסד של 8.8 מיליון שקל במחצית השנייה של 2022
• מהפכה: סטרטסיס משיקה מדפסת 3D שמשלבת צבעים וחומרים

סטרטסיס (Stratasys): אחת החברות הוותיקות והבולטות בתחום, המתמקדת בפתרונות הדפסה לתעשיות מגוונות, כולל תעשיית הרכב, התעופה והרפואה. סטרטסיס מפתחת מדפסות תעשייתיות מתקדמות וגם חומרים ייחודיים שמתאימים ליישומים ספציפיים.

ננו דיימנשן (Nano Dimension): חברה שהצליחה בזכות גיוסי עתק בוול סטריט. לחברה לא היתה הצלחה טכנולוגית מרשימה, אבל בזכות הגיוסים יש לה הון גדול והיא רוכשת פעילויות. היא פיתחה מדפסות שמאפשרות לייצר מעגלים מודפסים מורכבים (PCBs) בצורה מהירה ומדויקת. ננו דיימנשן מתעניינת לאחרונה ברכישת חברת דסק טופ מטאל (Desktop Metal), מהלך שיכול לחזק את מעמדה בתחום הדפסת המתכות.

העתיד של הדפסה בתלת מימד 

בעתיד הקרוב, ההדפסה בתלת מימד צפויה לשנות את העולם עוד יותר. דמיינו עולם שבו אפשר לבנות בתים שלמים במדפסת ענקית, להדפיס חלקי חילוף לרכב במקום להזמין מהיצרן, ואפילו לייצר איברים להשתלה מותאמים אישית. התחום הזה מתפתח בקצב מסחרר עם חומרים חדשים, מהירות הדפסה משופרת, ויישומים חדשים בכל תחום אפשרי.

שאלות ותשובות על הדפסה בתלת מימד

מהם סוגי החומרים הנפוצים להדפסה בתלת מימד?

אפשר להדפיס במגוון חומרים: פלסטיקים כמו PLA (חומר מתכלה ידידותי לסביבה) ו-ABS (עמיד וחזק יותר), מתכות כמו טיטניום ואלומיניום שמתאימים לתעשייה ולעולם הרכב, קרמיקה לחפצי אמנות ועיצוב, ואפילו חומרים ביולוגיים לרפואה.

עוד תכניות

איך הדפסה בתלת מימד משפיעה על תעשיית הייצור?

• נתונים מפתיעים: כמה הממשלה משקיעה בחברות הייטק?
• סיים תואר במדעי המחשב ולא מוצא עבודה - משבר הג'וניורים בהייטק
• תוכן שיווקי "הקרנות הפאסיביות מהוות 60% מהענף"

הדפסה בתלת מימד מאפשרת לייצר מוצרים מותאמים אישית, לפתח אבות טיפוס במהירות, ולחסוך חומרים. זה גם פותח דלת לחדשנות כי אפשר לנסות רעיונות חדשים בלי להשקיע הרבה זמן וכסף.

האם ניתן להדפיס מוצרים מסחריים שלמים?

בהחלט. אפשר להדפיס תכשיטים, חלקי חילוף לרכב, צעצועים, משקפיים, פרוטזות רפואיות ועוד. יש מוצרים שבשלב הזה עדיף לייצר בשיטות מסורתיות, במיוחד בייצור המוני, אבל גם זה משתנה עם הזמן.

האם הדפסה בתלת מימד ידידותית לסביבה?

במובנים מסוימים כן: יש פחות פסולת כי משתמשים בדיוק בכמות החומר הנדרשת, ואפשר למחזר חלק מהחומרים. מצד שני, המדפסות צורכות לא מעט אנרגיה, במיוחד בתעשייה.

מהם האתגרים בטכנולוגיית הדפסה בתלת מימד?

מהירות ההדפסה עדיין מוגבלת, עלות החומרים יכולה להיות גבוהה, ולפעמים צריך עיבוד נוסף כדי להגיע לגימור איכותי. יש גם אתגרים בתחום התקינה והרגולציה, במיוחד כשמדובר במוצרים רפואיים.

איך הדפסה בתלת מימד משתלבת ברפואה?

הרפואה היא אחד התחומים הכי מרתקים בהקשר הזה. אפשר להדפיס שתלים מותאמים אישית, מודלים כירורגיים לתכנון ניתוחים, ואפילו לנסות להדפיס רקמות חיות להשתלות עתידיות. זה פותח אפשרויות חדשות לחולים שצריכים פתרונות מותאמים אישית.

מה ההבדל בין סוגי הטכנולוגיות: SLA, FDM ו-SLS?

• FDM (הדפסת חוט מותך): חוט פלסטיק נמס ומונח בשכבות ליצירת הצורה.

• SLA (סטריאוליתוגרפיה): לייזר שמקשיח נוזל פוטופולימרי שכבה אחר שכבה.

• SLS (סינטור לייזר סלקטיבי): לייזר שממס אבקות פלסטיק או מתכת ויוצר מבנים מוצקים.

האם ניתן להדפיס בית שלם?

כן, זה כבר קורה! יש טכנולוגיות שמאפשרות להדפיס בתים מבטון תוך ימים ספורים. זה חוסך זמן, כוח אדם ועלויות, בעיקר בפרויקטים של בנייה מהירה כמו אזורי אסון או מגורים זמניים.