"השלב הבא: ייצור מוצרים בתלת-מימד – בעלי יכולת תגובה"

"השלב הבא – ייצור מוצרים בתלת מימד שגם תהיה להם יכולת תגובה, או כפי שזה מכונה – הדפסה פונקציונלית. שיטה זו תביא את המהפכה התעשייתית הבאה", כך אמר הבוקר (א') פרופ' שלמה מגדסי, ראש המרכז להדפסת תלת מימד במכון לכימיה באוניברסיטה העברית.

מגדסי דיבר בכנס 3D Printing Israel 2016 בהפקת אנשים ומחשבים, אשר התקיים היום במרכז הכנסים LAGO בראשון לציון. את הכנס הנחה יריב ענבר, מנכ"ל מדיאטק–ג'ון ברייס היי-טק.

פרופ' מגדסי, שפרסם 250 מאמרים והוציא 70 פטנטים המשולבים היום בחברות רבות בתעשיה, תיאר את מהפכת ההדפסה הפונקציונלית. "מאז המציא יוהנס גוטנברג את מכונת הדפוס בשנת 1445, לא הרבה השתנה בתחום ההדפסה. הרעיון הכללי היה לקחת צבע ולשים אותו על נייר. לכולנו בבית יש מדפסת שעושה בדיוק את זה".

צילום ועריכת וידיאו: ליאור רובינשטיין

להחזיק מעמד לנצח

לדבריו, "במעבדה שלנו הצלחנו לשכלל את התהליך באמצעות עירוב פיגמנטים עם חומרים סינתטיים, ולהפוך אותם לחלקיקים המפוזרים בתוך נוזל – שזה למעשה דיו, המכיל חומרים קראמיים, שיחזיקו מעמד לנצח".

"אפילו בגזרה זו של ההדפסה הדו-מימדית ניתן לעשות דברים חדשים – דיפ טק פיתחה מערכת הדפסה לזכוכית, כאשר מדפיסים את שכבות הזכוכית כך שהדפסה בתלת-מימד מהווה חלק בלתי נפרד מהזכוכית עצמה, והפיתוח שלנו היה לגרום לכך שהדבק לא יתקלקל כאשר 'אופים' את הזכוכית", הסביר מגדסי.

"כך ניתן לראות שמשת מכונית עם ציורים וחזיתות שלמות של בנינים המשולבים בזכוכית מודפסת. יכולת ההדפסה על זכוכית מאפשרת לנו גם להדפיס תאים סולאריים על גבי זכוכית. אפשר להדפיס בניין שהחזית שלו כולה היא תא סולארי", אמר.

לדברי מגדסי, "אפשר גם להדפיס מגעים חשמליים לצורך קבלת התקנים שונים – כמו מסכי מגע, התקנים קולטי אור, חלונות חכמים ההופכים בלחיצת כפתור משקופים לאטומים. ננו-דיימנשן משתמשים בזה למעגלים מודפסים".

יריב ענבר, מנכ"ל מדיאטק-ג'ון ברייס הייטק. צילום: ניב קנטור

עד כאן דיבר מגדסי על שיטות להדפסה דו-מימדית על משטחים לא קונבנציונליים והוספת פונקציונליות לחיישנים, קירות מסכים וכו'. "כעת אנו חוקרים את היכולת להדפיס מערכות פונקציונליות בתלת-מימד".

לייצר מוצרים חזקים יותר

"בתחילת 2016 הקמנו מרכז להדפסה בתלת-מימד באוניברסיטה העברית. המרכז פתוח לחברות סטארט-אפ, לסטודנטים מכל התחומים באוניברסיטה; חקלאות רפואה, ביולוגיה כימיה ופיזיקה וגם לסטודנטים ממקומות אחרים כגון בצלאל. הרעיון הוא לייצר מוצרים חזקים יותר, עמידים בחום וכו' – בתלת-מימד".

הדפסה פונקציונלית בתלת-מימד, אומר פרופ' מגדסי, "מאפשרת החדרת חומרים לעצם התלת-מימדי, למשל חלקיקים שפולטים אור כשיש זרם. בעולם מדברים על הדפסה של גלולות שאפשר לשלוט מתי התרופה שבתוכן תשתחרר ובאיזה קצב, להתאים את זה לאדם הספציפי ולהחליט שהתרופה תתחיל להשתחרר נאמר, בארבע בבוקר".

לדבריו, "רואים כבר הדפסה של עזרי שמיעה, שיניים, מבנים מתכתיים המוחדרים לגוף כדי להחליף איברים פגומים ואפילו רואים ניצנים של הדפסת איברים חיים – בינתיים לכל הפחות רקמות".

"אנו מייצרים במעבדה חומרים חדשים שיש להם תכונות ייחודיות", אמר מגדסי. "רק לאחרונה הגשנו מאמר על חומר שיכול להימתח ב-1,100%. אפשר להשתמש בזה למעגלים מודפסים גמישים ובעלי תכונות ייחודיות. אפשר להשתמש בזה לרובוטים בקווי ייצור, אפשר ליצור צורות מיוחדות שאי אפשר בכלל ליצור בתהליכי ייצור קונבנציונליים".

משהו שהוא חלק מהחיים שלנו

"דוגמה לכך היא Shape Memory Polymer – חומר שב-37 מעלות הוא הופך לצינור, וכך ניתן להחדיר תומכן (סטנט) שייפתח לצורה הרצויה כשהוא נמצא בתוך הגוף".

"בנוסף לחום ניתן לבנות מבנים שמגיבים ללחות, לאור, לחומציות ועוד – למשל, הידרוג'ל שמגיב למים וממנו ייצרנו גלולה יבשה שמשתחררת רק כשהיא מגיעה לחומציות הרצויה – למשל בקיבה בסביבת חומציות 1.2 PH לא יקרה דבר – אך כשהיא תגיע למעיים, שם ה-PH הוא 7.5, היא תשחרר את התרופה. דוגמה נוספת, סטודנטית מבצלאל הצליחה ליצור תכשיט בצורת פרח שנפתח בתגובה לגירויים חיצוניים ועוד".

לדברי ענבר, מנכ"ל מדיאטק-ג'ון ברייס היי-טק, "אנחנו יכולים לראות שינוי כאשר לפני שנתיים ולפני שנה דיברנו יותר על גימיקים, גאד'טים וכדומה. היום אנו רואים שהשוק הפך להיות הרבה יותר בשל".

"אנחנו רואים מפעלים שאם בעבר הם היו מדברים על הדפסה בתלת-מימד כעל עוד איזשהו גימיק או בואו נשים מדפסת שיגידו שיש, היום כבר ישנם מפעלים המקימים קווי יצור מבוססי הדפסה בתלת-מימד יחד עם רובוטים".

לדבריו, "המערכות היום הרבה יותר אמינות ומסוגלות לעבוד בתפוקה גבוהה. עדיין לא ייצור המוני אבל בהחלט כבר ייצור. בעבר היו מדברים על אבי טיפוס, גלופות. היום רואים מפעל שלם של איירבוס (Airbus) שמבוסס על הדפסה בתלת-מימד ומייצר חלקים לתעשיית התעופה והחלל, ונראה עוד ועוד מפעלים חדשים שישתמשו בהדפסה בתלת-מימד כחלק מתהליך הייצור. לא חזון עתידי – זה הופך להיות משהו שהוא חלק מהחיים שלנו".