הייצור התוספי כובש, לאט, אבל בטוח, עוד ועוד חלקות בתחומי התעשייה המסורתית׳. את התוצאות ניתן לראות במטוסים וחלליות, בשתלים מותאמים אישית, מכשירי שמיעה, תותבות, רקמות ביולוגיות, חלקי חילוף לרכב ולמכונות ועד לגשרים ואלמנטים אדריכליים. צוות מגזין NewTech ערך מפגש פסגה של שניים מבכירי הענף בישראל כדי להבין מה בדיוק קורה שם, ב״שטח״.
במידה מסוימת, פסימיות קלה אפיינה את התעשייה בכלל ואת תעשיית הייצור התוספי (Additive Manufacturing – ההדפסה בתלת-ממד) במהלך השנתיים, שלוש האחרונות. מלחמה מקומית ואזורית, צרות באמריקה, צרות באירופה, פשיטות רגל, מיזוגים שלא צלחו ועוד. נראה שאיש לא חש אופטימי במיוחד. שנת 2025, עם כל העננות שמלמעלה, מצליחה בכל זאת לתת תקווה שלא הכל שחור.
הסימנים נראו בבירור בסוף 2024 בתערוכת Formnext , שם נראה היה שיש בהירות שהייתה חסרה קודם לכן ורבים יותר מהמבקרים והמציגים דיברו על ״ההזדמנויות שבדרך״.
אחד הסימנים הברורים ביותר לכך מגיע מדו״ח של CONTEXT שפורסם בתחילת השנה. נכון, הוא הציג בכמה תחומים את הירידה במכירות, בהשוואה לשנה הקודמת, אבל, הדו״ח הסתיים בנימה חיובית, וצפה צמיחה שנתית של 14% במשלוחי מערכות מדפסות תלת-ממד תעשייתיות, 12% במשלוחי מדפסות לטווח ביניים והנימה האופטימית אף המשיכה עם תחזית שהנוהל בהחלט יימשך גם לצמיחה דו-ספרתית ב-2026. מחקר שוק רב היקף שערכה חברת AMPOWER מעריך כי שוק הייצור התוספי יעבור עד שנת 2028 את רף ה-20 מיליארד אירו.
ללא ספק, הקלה עבור רבים בתעשייה.
בתחילת פברואר הכריזה Stratasys כי היא תקבל השקעה של 120 מיליון דולר מ-Fortissimo באמצעות רכישת כ-14% ממניותיה וגם החדשות האלה נשמעו יותר ממבטיחות. הן מראות בבירור את העניין שעדיין קיים לא רק ב-Stratasys אלא בייצור תוספי בכללותו. במקביל, במקומות אחרים בעולם, נראו גם השקעות בחברות כמו American Sintavia ו-Japanese Interstellar Tech , אוניברסיטאות המשיכו להראות עניין בייצור התוספי וחברת השירותים הפיננסיים האמריקאית Cantor Fitzgerald העבירה תחזית “זהירה אך אופטימית” עבור מגזר הייצור התוספי ובלא מעט מגזרים נראה עניין ברור במיוחד בתעשייה הכבדה.
בתעשיית התעופה והחלל, היא מאפשרת ייצור חלקים קלים ומורכבים למטוסים וחלליות, הפחתת משקל ושיפור ביצועים. בתחום הרפואה, היא מאפשרת ייצור שתלים מותאמים אישית, מכשירי שמיעה, תותבות ואפילו רקמות ביולוגיות. בתעשיית הרכב, היא משמשת לייצור חלקי חילוף, כלי רכב מותאמים אישית ואף מכוניות שלמות. בתחום הבנייה, היא מאפשרת הדפסת מבנים שלמים, גשרים ואלמנטים אדריכליים.
הדפסה בתלת-ממד הפכה לחלק בלתי נפרד מהייצור התעשייתי. מדפסת Origin בפעולה. קרדיט: Stratasys
התקדמות מרשימה
״אין ספק כלל שתעשיית ההדפסה בתלת-ממד עברה בשנים האחרונות מהפכה של ממש״, אומר זיו שדה, מנכ״ל חברת SU-PAD, אחד מאושיות התחום בישראל ומי שהחברה שלו מייצגת בישראל את ענקית ההדפסה בתלת-ממד – חברת Stratasys.
״׳נוף׳ הייצור עובר שינוי מהותי עם המשך הבשלת טכנולוגיית ההדפסה בתלת-ממד וזו אינה קביעה מהשרוול. זו תמונת מצב של הקורה באינספור מפעלים ועסקים בחו״ל, כמו גם בישראל. ככל שטכנולוגיית הייצור התוספי מתפתחת, השפעתה על ניהול שרשרת האספקה והייצור התעשייתי הולכת ונעשית עמוקה יותר. הדפסה בתלת-ממד, שבעבר הלא רחוק 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 ואוטומציה, שאחרי שוך הקורונה וכיום בימי מלחמה, הפכו לצו השעה״.
להדפסה בתלת-ממד יתרונות רבים, הוא אומר. היא מאפשרת התאמה אישית של מוצרים לצרכים ספציפיים, ייצור גיאומטריות מורכבות שקשה או בלתי אפשרי לייצר בשיטות מסורתיות, ייצור כמויות קטנות של מוצרים בצורה כלכלית, ייצור אבות טיפוס ומוצרים במהירות יחסית, והפחתת פסולת הנוצרת בתהליך הייצור.
ההתקדמות הטכנולוגית בתחום ההדפסה בתלת-ממד, אומר שדה, מואצת ומרשימה. חברות מפתחות כל העת חומרים חדשים, מדפסות מהירות ומדויקות יותר, ושיטות ייצור חדשניות. ״אם בעבר, ההדפסה בתלת-ממד הוגבלה בעיקר לחומרים פלסטיים, הרי שכיום, ניתן להדפיס במגוון רחב של חומרים, כולל מתכות, קרמיקה, חומרים מרוכבים ואפילו חומרים ביולוגיים. התפתחות זו פותחת אפשרויות חדשות ליישומים בתעשיות כמו תעופה וחלל, רפואה, רכב ובנייה, ומשנה את האופן שבו תעשיות אלו פועלות. מדפסות תלת-ממד הופכות מהירות ומדויקות יותר, מה שמאפשר ייצור של חלקים מורכבים ומותאמים אישית במהירות וביעילות. שיטות ייצור חדשות פותחו, המשלבות הדפסה בתלת-ממד עם טכנולוגיות אחרות, כמו רובוטיקה ובינה מלאכותית, ליצירת מערכות ייצור אוטומטיות וגמישות.״
מי שללא ספק מסכים עם שדה הוא אריה קלו, מייסד ובעלי חברת לייזר מודלינג מהגופים הבולטים המתמחים ביצור בתלת-ממד, כשהוא מפעיל רצפת ייצור ייעודית, התמקצעות מיוחדת של כוח האדם, וציוד משלים לטיפול תרמי ולגימור איכותי של פני השטח. בחלק המוצרים נדרשים אף תהליכים משלימים של כרסום, חריטה, והכנסת קשיחים תוך כדי שימוש במגוון חומרים פלסטיים ופולימרים מתקדמים שעומדים לרשות התעשייה כיום.
קלו מודה בצניעות אופיינית כי לאור הביקוש הגבוה לשירותיה, החברה נמצאת בתנופת גדילה משמעותית בשנים האחרונות. ״לאורך מעל ל-30 שנות פעילות אימצנו כמעט כל טכנולוגיית תלת-ממד שהייתה בנמצא״, הוא אומר בגאווה בלתי מוסתרת.
ההתמקצעות הפכה את החברה למובילה עולמית בתחום הייצור בתלת-ממד ואחת ההוכחות הבולטות: החברה מהווה אתר בטא להרצת ניסיון של מדפסות חדשות של HP ו-Stratasys טרם יציאתן לשוק. במסגרת זו היא מספקת משוב מועיל העוזר לחברות לתכנן ולשפר את המדפסות לפני ההשקה הרשמית שלהן לכלל התעשיה.
כיום מייצרים בחברה עשרות אלפי חלקים בחודש, ועד סוף 2025 מבטיח קלו שהמספר יגיע ל-100,000. זהו למעשה המרכז הגדול בישראל, ובין הגדולים האירופה, בתחום של Rapid Production. רוב החלקים מיוצרים במדפסות האבקה, אבל לא רק. ברצפת הייצור קיים מנעד רחב של יכולות במגוון הטכנולוגיות הקיימות בתחום: כך לדוגמה, לטובת הדפסות ראליסטיות וצבעוניות, מחזיקה החברה במדפסות בטכנולוגיית PolyJet של Stratasys. החדשה מבניהן, J850. אלו מדפיסות בצבע מלא, במגוון מרקמים, ויכולות לייצר אף הדמיות של חלקים אנטומיים ליישומי רפואה.
מדפסת Fortus 900 . לייצור חלקים גדולים במיוחד. קרדיט: Stratasys
טכנולוגיית הדפסה נוספת היא ה-DLP המצלבת נוזל לפולימר בעזרת UV. מדפסות Origin בהן מצויד המפעל מתבססות על תהליך זה ומיועדת גם הן לתפוקות גבוהות. ייחודן: במגוון החומרים הגדול, וקלות ההחלפה בניהם. יכולת זו מעניקה גמישות גדולה בייצור.
לייצור חלקים גדולים במיוחד, נעזרת החברה בשלוש מדפסות FDM, מהגדולות בתעשייה, מדגם Fortus 900. מגש ההדפסה הענק מאפשר לייצר חלקים ליישומי רכב ותעופה, עם חומרים מיוחדים שעברו את האישורים הנדרשים כדוגמת Antero 840 (PEKK) ו-ULTEM 9085 ULTEM 1010. יישום מבוקש ומעניין, במיוחד בתקופה האחרונה, מגלה קלו, הוא אנטנות לרדארים רודפי כלי טייס בלתי מאוישים המיוצרים במדפסות הללו.
“אנחנו גאים לתת שירות בתקופה שכזו”, אומר אריה. “אולם חשוב לי להדגיש כי התמיכה שלנו לא באה לידי ביטוי רק ביכולות הייצור. אנחנו נכנסים בשלב מוקדם מאוד בתהליך והמהנדסים שלנו מסייעים בתכן ובבחירת הטכנולוגיה המתאימה מול הלקוח. צרכי השעה, חשפו רבים בתעשייה ליכולות המשמעותיות שניתן לקבל בתלת-ממד. זה משפיע גם על מעגלים אחרים ביישומים שלא חשבו כלל להיעזר בהדפסה. ההסבה הזו, משיטת ייצור מסורתית, דורשת התאמות. פעמים רבות היא מקנה גם חופש תכנוני משמעותי שמאפשר לשפר את המוצר ולוותר על תהליכי הרכבה ארוכים ויקרים. אנחנו תומכים בכל התהליך מראשיתו ומעמידים את הידע הנצבר אצלנו לטובת כל פרויקט ופרויקט”.
מהנדס של NASA בחון חלק שהודפס בתלת-ממד המיועד לחללית אוריון. קרדיט: באדיבות NASA
זיו שדה (מימין) ואריה קלו בלבו של מפעל לייזר מודלינג. תנופת גדילה משמעותית. קרדיט: לייזר מודלינג
הזדמנויות שוק
מהתבוננות בקרביים של התעשיות היצרניות ובתרחישי ייצור ספציפיים, מהלכים אותם מבצעים שדה וקלו ביום יום, במסגרת הפעילות השוטפת, הם נוטים להסכים כי הייצור התוספי כיום כבר התעלה על לא מעט תהליכי ייצור קונבנציונליים בעלות, במהירות ובגמישות.
עסקים רבים מגלים כי בנסיבות הנכונות, בעוד שמדפסת תלת-ממד תעשייתית היא השקעה משמעותית בכסף, מהצד שני של המשוואה מוותרים על העלות של יציקות, תבניות הזרקה וכלים וחומרים אחרים שהייצור הקונבנציונלי כרוך בו. 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.
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 מימד, 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 ״.
״שרשרת אספקה גלובלית יכולה להיות בלתי צפויה״ אומר שדה. ״ההשפעה של הקורונה ועכשיו, של המלחמה, 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. הדפסה בתלת-ממד הופכת את 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.
הן שדה והן קלו מסכימים פה אחד כי תעשיית ההדפסה בתלת-ממד צפויה להמשיך ולצמוח בשנים הקרובות. הטכנולוגיה תהפוך נגישה יותר, מהירה ומדויקת יותר, ותחדור לתעשיות נוספות. אנו צפויים לראות יותר יישומים של הדפסה בתלת-ממד בתחומים כמו רפואה מותאמת אישית, ייצור מבוזר וקיימות. הדפסה בתלת-ממד תשחק תפקיד חשוב בעיצוב עתיד הייצור, ותאפשר יצירת מוצרים מותאמים אישית, חדשניים וברי קיימא. כטכנולוגיית הייצור הדיגיטלי האמיתית הראשונה, הדפסה בתלת-ממד מוכיחה את אופיה הטרנספורמטיבי וכבר עיצבה מחדש עסקים ותעשיות עם יעילות יוצאת דופן. בתקופה האחרונה במיוחד, הם אומרים, אלמנטים כמו תפוקה ותמחיר הפכו למאוד רלוונטיים ואין ספק שכולנו הולכים לראות יותר ויותר מדפסות בטכנולוגיות שונות לצד טכנולוגיות קיימות בתעשייה.
זיו שדה, מנכ״ל חברת SU-PAD. קרדיט: SU-PAD
אריה קלו, מייסד ובעלי חברת לייזר מודלינג. קרדיט: נדב גורן
