תכנון לאחור בעזרת תלת-ממד

מהפכת ההדפסה בתלת-ממד מוגדרת כמהפכה התעשייתית הרביעית. המהנדסים זקוקים לפתרונות שיאפשרו למצות את מקסימום הפוטנציאל הגלום בטכנולוגיות החדשות של מדפסות התלת-ממד והסורקים התלת-ממדיים, המאפשרים לסרוק תכנונים ומוצרים, ולהזין את נתוני ההדפסה למדפסות.

למעשה, המונח "הדפסה בתלת-ממד" מטעה. לא מדובר בהדפסה, אלא בייצור מסוג חדש – ייצור מתווסף (Additive Manufacturing), או ייצור באמצעות הדפסה של אבטיפוס של מוצר, או שיפור מוצר מסוים.

כדי לבצע את התהליך הזה נדרש שלב של סריקת החלקים הפיזיים, במטרה להזין אותם מחדש. במצב זה יש חשיבות רבה לכלים המאפשרים לסרוק תוכניות ישנות או חלקים פיזיים מתוך המערכת ולהזין אותם למדפסות התלת-ממד. התהליך הזה נקרא תכנון לאחור (Reverse Engineering), והוא קריטי בתהליכי פיתוח והנדסה.

לא מכבר ביקר בישראל דניאל פיזאק, מנהל מרכז המצוינות ההנדסית של דאסו סיסטמס (Dassault Systems) לתחום ה-CATIA – התוכנה שמבצעת את התכנון לאחור. בשיחה עם אנשים ומחשבים אמר פיזאק כי המושג Reverse Engineering מתייחס לכל התהליכים שמטרתם חילוץ מידע או תכנון מתוך מוצרים קיימים. משתמשים בכך בתעשיות כמו תעופה, למשל בתעשייה האווירית הישראלית, שם מצליחים בדרך זאת לשחזר חלקי מטוסים ומטוסים שלמים ללא פירוקם. כך גם בתעשיות אחרות.

אולם, הגדרה נוספת של התלת-ממד היא, כאמור, ייצור מתווסף. פיזאק סבור שההגדרה הזו יותר מתאימה לעולם התלת-ממד כפי שהוא כיום, מאחר שבסופו של דבר, בעזרת הטכנולוגיה הזו מייצרים חלקי מתכת או פלסטיק של מכשירים וכלים. מבחינתו, ההגדרה המסורתית של הדפסת התלת-ממד עדיין יכולה להיות תקפה ככל שהיא נוגעת לשימושים ביתיים, שם מדפיסים חלקים שונים לשימושים שונים.

הוא הסביר שהייצור המתווסף לא נולד באחרונה. מדובר בטכנולוגיה שראשיתה בשנות ה-90', שמסוגלת לייצר חלק על ידי הוספת שכבות חומרים. כיום היא משגשגת כי מכונות ייצור המתכת נפוצות יותר, ומייצרות חלקים חזקים יותר וקצת יותר זולים. "אפשר לייצר כיום חלקים מאלומיניום, טיטניום או כל סגסוגת של חומרים, ובמקביל, המחיר של מכונות ההדפסה יורד", אמר פיזאק.

לדבריו, "בלי מדפסת לייצור מתווסף לא היינו יכולים לייצר צורות שבאות מאופטימיזציית תכנון במחיר ובזמן סביר. מבחינה כלכלית זה תקף, ולכן יש בכך שימוש נרחב. יש יצרן שיש לו עתה בחלל 60 חלקים שיוצרו באופן זה".

החומרים, התהליך והמוצר

פיזאק הדגיש שיש בעולם הייצור המתווסף שלושה חלקים חשובים: החומרים, התהליך והמוצר. הוא ציין שהתהליך משפיע על מאפייני המוצר ושלדאסו סיסטמס יש את הכלים שמסייעים לתעשייה הזו. הלקוחות של החברה הם יצרני מדפסות התלת-ממד, שנעזרים בטכנולוגיה שלה כדי לאפשר סימולציה טובה יותר של החלקים שייוצרו על ידי המכונות.

"הלקוחות שלנו רוצים לשלוט בלייזר, כפי שהם עושים שנים רבות עם CNC, וזה יקרה כבר השנה", ציין.

לדבריו, "למתכנן המוצר יש עולם משלו ולאיש הסימולציה יש עולם אחר. התפקיד שלנו הוא לחבר ביניהם, לייצר להם פלטפורמה משותפת של נתונים וממשקים". פיזאק הוסיף ש-"העיקרון שמנחה את דאסו הוא לא לשבש את מהלכי העבודה של הלקוחות, שרגילים לעשות את מה שהם עושים שנים, ותפקידה לתת להם את הכלים המתאימים".

פתרונות שונים בתחום ה-Reverse Engineering מיושמים באלביט, שם ביצעו, באמצעות המוצרים של החברה הצרפתית, סריקות של מטוס, מסוק וקסדות ראש, כמו גם סריקה של צריח של טנק, שבעקבותיה נבנה מודל חדש של הכלי. הפתרון הוצג בסמינר מקצועי שערכה החברה בישראל, בהשתתפותו של האורח מחו"ל.

השורה התחתונה: עולם התלת-ממד מוכר בעיקר מהתוצאה הסופית שלו – הדפסה או ייצור מוצרים או חלקים. אבל כדי לייצר את החלקים או לחדשם נדרש תהליך מורכב וקריטי של סריקות – פיזיות ולא רק של קבצים – ודאסו היא אחת היצרניות הבולטות בעולם שמצטרפת לתחום הזה. החברה מאפשרת תהליך פיתוח, בדיקה וייצור טוב יותר וכנראה שגם זול יותר.