מדוע הדפסת תלת מימד מייצגת את העתיד?

עם הפיתוח של חומרים ותהליכים חדשים, להדפסה תלת מימדית יכולה להיות השפעה עמוקה על קיימות וסילוק פסולת.

הפוטנציאל של הדפסת תלת מימד וייצור תוסף הוא כה גדול שהוא עלול להפיל את תעשיית הייצור כפי שאנו מכירים אותה. השינוי הברור ביותר יהיה ייצור מקומי, שעשוי להחליף או להחליף ייצור מבוזר מסורתי. שינוי גדול נוסף הוא היכולת להתאים אישית.

בנוסף לערעור הייצור המסורתי, הדפסת תלת מימד תשפר גם את הקיימות באמצעות שימוש בחומרים לא פטרוכימיים. חומרים חדשים יהיו זולים יותר וקלים יותר לרכישה, מה שיפחית את עלויות הייצור. עלויות נמוכות יותר אלו ישפיעו גם על עלות מערכות אחסון החומרים, ההובלה והשינוע.

מקור תמונה: Unsplash

מהו ייצור תוסף?

ייצור תוסף הוא תהליך ייצור חפצים על ידי ערימת חומרים שכבה אחר שכבה (בדרך כלל אבקת פלסטיק או מתכת). מטרות אלו יכולות להיות למעשה כל דבר. כל עוד ניתן לעצב את דגם התלת מימד בתוכנה, ניתן להדפיס אותו.

מדוע ייצור תוסף חתרני?

בייצור מסורתי מעורבים מספר שלבים כדי להגות, לעצב ולפתח מוצרים. ראשית, מעצבים צריכים לעצב שרטוטים. לאחר מכן, הארגון צריך ליצור קשר עם המפעל וספקי החומרים. לאחר מכן, המפעל יפיק דגימה מהציוד ויחזיר אותו לארגון (הדבר עשוי להימשך מספר שבועות, במיוחד אם המפעל נמצא בחו"ל). אם יש צורך להתאים את המדגם, יש לחזור על תהליך זה כדי לשנות שבועות לחודשים. ברגע שזה מגיע לייצור המוני, מנהלי המפעלים יפקחו על אנשים או רובוטים על פס הייצור כדי להשלים את הייצור. לאחר מכן, המוצר המוגמר נשלח בחזרה לארגון.

השווה את זה עם ייצור תוסף. למרות שמעצבים עדיין צריכים שרטוטים. עם זאת, אין צורך לפנות למפעל לצורך הפקת דגימות וביצוע ייצור המוני. את שניהם ניתן לעשות באופן פנימי באמצעות מספר מדפסות תלת מימד בעזרת מפיצי אבקת פלסטיק או מתכת. הזמן הנדרש למוצר מהרעיון ועד ההשקה הוא רק חלק קטן מהעבר.

עבור ארגונים קטנים ללא כושר ייצור, תמיד יהיו קיימים מפעלים לייצור המוני, אך היכולת לייצר דוגמאות ללא מיקור חוץ יכולה לחסוך זמן רב לחברה.

ייצור בר קיימא

אחד הדברים הטובים ביותר בהדפסת תלת מימד הוא המגוון המדהים של חומרים שאנו יכולים לבחור מהם. המשמעות היא שניתן לעבור מתהליך ייצור לא בר קיימא לתהליך ייצור בר קיימא יותר מבלי לעדכן ציוד - זה מה שארגונים צריכים לעשות כשהם מתמודדים עם לחץ גובר.

כיום, המכשול הסביבתי הגדול ביותר בייצור תוספי מתכת הוא תהליך האטומיזציה של אבקה. שתי צורות האטומיזציה העיקריות הן גז ופלזמה, שיצרכו אנרגיה רבה ויגרמו נזק רב לסביבה.

לכן, תהליכים חדשים מפותחים כדי להתמודד עם אתגר זה. לדוגמה, גרסאות של אטומיזציה של פלזמה מבוססת מיקרוגל יכולות לשחזר חומרים משומשים בתפוקה של כמעט 100 אחוז תוך שימוש בפחות אנרגיה מאשר אטומיזציה של גז או פלזמה. חומרי שרף מפותחים גם כדי לעזור לאחסן ולמחזר בצורה בטוחה עיבוי מתכת ולהפחית את הפסולת שאנו מייצרים. אנחנו יכולים אפילו לייצר חוטי פלסטיק ממוחזרים בבית.

כל הטכנולוגיות הללו מאפשרות לנו להשתמש במזבלות ביתיות מבלי להסתמך על ייצור וכרייה זרים. מה שאנחנו מקבלים זה מחזור ייצור בר קיימא. ארגונים קונים חומרים העשויים מפסולת ייצור מתווספת, מדפיסים את המוצרים שלהם בתלת-ממד, ואז מוכרים את הפסולת החדשה שלהם בחזרה ליצרני האבקה הממוחזרת.

בנוסף, חומרים מבוססי ביו כגון PA11 עשויים מזרעי קיק ושמן קיק הופכים פופולריים יותר ויותר. המשמעות היא פחות כריית מתכת וייצור פלסטיק. בעתיד, הדפסת תלת מימד תעשה שימוש בחומרים שונים.

ייצור אינטליגנטי

מגמות מתעוררות נוכחיות כוללות התאמה אישית של ייצור תוסף בזרימת העבודה של הארגון. בשלב זה של הפיתוח, ארגונים עדיין מנסים להבין כיצד לשלב הדפסה תלת מימדית עם טכנולוגיות קיימות. כאשר מתרחשות בעיות ללא ניטור ידני, למידת מכונה יכולה למלא תפקיד בתיקון שגיאות וטעויות בתהליך הייצור. "ייצור אינטליגנטי" זה ישפר משמעותית את יעילות הייצור, קנה המידה ואת התהליך המשמש לעיצוב מוצרים חוצי תעשייה.

יישומים רפואיים

במבט קדימה, נראה הדפסת תלת מימד משולבת יותר בתעשייה הביו-רפואית. למעשה, זה כבר קורה. זה כבר לא רק חלום להיות מסוגל להדפיס שתלים והתקנים ספציפיים למטופל (הנקראים ביו-הדפסה), שהיא גם הגבול הבא. חומרים חדשים מפותחים כדי לסייע בניהול תרופות, בייצור רקמות ביולוגיות ובסופו של דבר להדפיס איברים מושתלים.

העתיד של הדפסת תלת מימד הוא מזהיר

הדפסת תלת מימד היא העתיד. עתיד בעל השפעה עמוקה על הקיימות ועל סילוק הפסולת. מהירות הפיתוח של הדפסת תלת מימד או ייצור תוסף מדהים. במקור רק הדפסת פסלונים תלת מימדיים פשוטים, היא הפכה לטכנולוגיה פורצת דרך חדשה המשמשת את התעשייה והאקדמיה.

כעת, אנו יכולים לראות כי נוצרים חומרים חדשים ותהליכי אטומיזציה המועילים לסביבת כדור הארץ. מחלקות רפואיות משתמשות בהדפסת תלת מימד כדי לייצר שתלים והתקנים ספציפיים למטופל. ייצור המדגם יושלם באופן פנימי במקום להסתמך על מפעלים בחו"ל. ככל שהתקדמנו יותר, כך ברור יותר שהעתיד מבוסס על ייצור תוסף.