מבוא להדפסת מתכת

כתבה זו מסכמת את המפגש בנושא: הדפסה תלת מימדית במתכת בעידן הקורונה ומלחמות הסחר. מפגש זה נעשה במסגרת סדרת מפגשים אינטרנטיים בנושא ייצור דגמים ממתכת. כתבה זו מיועדת עבור מי שמתעניין בטכנולוגיות הדפסה במתכת, באופן פעולתן ובהבדלים ביניהן ותעסוק בשאלות כמו מה היתרונות של הדפסת מתכת על פני טכנולוגיות ייצור אחרות? כיצד ניתן לייעל תהליכי ייצור קיימים על ידי מעבר להדפסה במתכת? מה התפקיד של הדפסת מתכת בתהליך המעבר לייצור מבוזר ?

תוכן עניינים

הקדמה

הדפסה תלת מימדית במתכת משנה את חוקי המשחק של עולם היצור כפי שאנחנו מכירים אותו כיום.
ייצור במדפסות מתכת הופך לנגיש ויעיל יותר מיום ליום ואף מציב כיום מתחרה ישיר לשיטות הייצור המסורתיות במתכת.
הדפסת מתכת פותחת אפשרויות חדשניות ליצירת מוצרים שלא היו ניתנים לייצור באף שיטה אחרת, אם בשל גאומטריה מורכבת או בגלל לחצים פנימיים שהיו נוצרים כתוצר לוואי בתהליך או בגלל צורך בהתאמה אישית מהירה של החלק.

לקריאה נוספת על דרכים בהן נדפסת מתכת משנה את העולם.

 

טכנולוגיות להדפסה תלת ממדית במתכת

קיימות מספר טכנולוגיות מרכזיות להדפסת מתכת. הטכנולוגיות המרכזיות הן: מדפסות סינטור בלייזר –DMP :Direct Metal Printing, התכת מצע אבקתי PBF :Powder Bed Fusion והזרקת מתכת ADAM :Atomic Diffusion Additive Manufacturing

המתכת נבדלות זו מזו בתצורה בה החומר המקורי מגיע, בסוגו ובמוקד הגורם לאיחוי שכבות המתכת והפיכתן למודל תלת מימדי. הבדלים אלה מספקים לכל אחת מהטכנולוגיות יתרונות וחסרונות משלה המתבטאים בזמן ההדפסה, עלות ההדפסה, איכות התוצר והחומרים הניתנים להדפסה.

לקריאה נוספת על האופן בו כל אחת מטכנולוגיות אלה פועלת וההבדלים ביניהן

מתי כדאי לבחור בהדפסת מתכת כטכנולוגיית יצור?

ישנם מספר קריטריונים מרכזיים המשפיעים על הבחירה בהדפסת מתכת על פני טכנולוגיות יצור אחרות:
מורכבות גיאומטרית: הדפסת מתכת פתחה דלת ליצור של חלקים בעלי מורכבות גיאומטרית שלא היה ניתן לייצר בעבר. חלקים מורכבים המודפסים במתכת מאפשרים יעול של מוצרים על ידי יצירה של חללים פנימיים, הורדה במשקל, חיבור של מספר חלקי הרכבה למוצר בהדפסה אחת ועוד… בטכנולוגיות ייצור מסורתיות, עלות החלק עולה ככל שהוא מורכב יותר – בעוד שבהדפסה תלת ממדית, מורכבות גיאומטרית לא מהווה בדרך כלל מרכיב במחיר היצור.

יצור חלקים בהדפסת מתכת מאפשר יצירת מוצרים מורכבים גיאומטריים ברזולוציה גבוהה ואף ניתן ליצור חלקים נעים.
כמות התוצרים הרצויים: כאשר מדובר בסדרות קטנות – בינוניות של פריטים, הדפסה תלת ממדית במתכת יכולה להציג יתרון משמעותי על פני טכנולוגיות יצור אחרות. היתרונות מתבטאים בעלות היצור, זמן היצור, אפשרויות להתאמה ותיקון של המוצר ועוד יתרונות רבים אחרים שיפורטו בהמשך. עלות ייצור של חלק אחד בהדפסה תלת ממדית היא שווה לעלות יצור של אותו החלק פעמים רבות, בעוד שיצור חלק יחיד בטכנולוגיות ייצור אחרות הוא יקר מאד ומחיר היצור יורד ככל שמייצרים יותר חלקים. אף על פי כן כאשר מעוניינים ביצור של אלפי או מליוני פריטים, טכנולוגיות יצור מסורתיות יספקו מענה זול ויעיל יותר על פני מדפסות מתכת.
גרף המציג את הקשר בין כמות החלקים לבין עלות ומשך היצור בהדפסה תלת ממדית לעומת טכנולוגיות יצור מסורתיות.

התאמה אישית: הדפסה תלת ממדית בכלל והדפסת מתכת בפרט מאפשרת יצירת מאגר מוצרים דינאמי המותאם אל דרישות השוק ואל הצרכן. השימוש במודלים תלת ממדיים מאפשר שינוי מהיר של המוצרים, שיפור, שידרוג והתאמה אישית עבור הצרכן. כך נהפכו מדפסות מתכת לדומיננטיות בעולם הרפואי, בייחוד ברפואת השיניים. בכל יום מיוצרים מאות קטרים וגשרים דנטאליים באמצעות הדפסה תלת ממדית במתכת.

מדוע להעביר את אופן היצור להדפסה תלת ממדית במתכת?

דרישה עולמית ליצור דיגיטלי ומבוזר

כבר שנים שאנו חווים את ההשלכות של ריכוז הייצור העולמי במוקדים יחידניים בעולם. מלחמות סחר בין המדינות היצרניות משפיעות באופן גורף על כלל השוק העולמי. משברים עולמיים הפוגעים בקשרי המסחר והשינוע בין המדינות מערערים את כל סדרי היום אלינו התרגלנו בעידן הגלובליזציה, כדוגמת מגפת הקורונה שטלטלה את חיינו בשנה האחרונה. העולם ניצב בפני צורך בפיזור תעשיות היצור ויצירה של יצור מקומי.
בית חולים באיטליה שמצא את עצמו ללא שני חלקים למכונת הנשמה חיונית בתקופת הקורונה. היצרן לא יכל לספק חלקים אלו בזמן ולכן פנה בית החולים לשימוש בהדפסה תלת ממדית. הערכות מבעוד מועד המאפשרת יצור בעזרת הדפסה תלת ממדית בבית החולים יכלה לקצר את זמני התגובה ולייעל תהליך הייצור.

הדפסה תלת ממדית היא חלוצת המהפכה בתחום היצור המבוזר ומסייעת בהתמודדות עם האתגרים המרכזיים הניצבים בפנינו כיום:
קיצור שרשראות אספקה – קבצים תלת ממדיים דיגיטליים עוברים מקצה עולם אחד לאחר כהרף עין, מבלי להעמיס אניות, מבלי להטיס מטוסי מטען, מבלי להמתין שבועות או חודשים.
יצור מקומי – קיצור שרשראות אספקה היא רק יתרון אחד של יצור מקומי. בעיתות משבר מתגלה החשיבות הגדולה ביותר של יצור מקומי – כאשר הקשר עם מדינות יצרניות חיצוניות נפגע והמדינה מוכרחה להסתמך על תעשיות יצור פנימיות.
מלאי דיגיטלי – רוב חברות היצור מחזיקות במלאי ענק במחסנים הגורר בזבוז עצום. חלקים רבים מאבדים כשירות או רלוונטיות ונזרקים. העלות הכלכלית של מחסנים שלמים המלאים בחלקים שיתכן שלא ישמשו שום צורך לעולם – היא עצומה. מעבר ליצור דיגיטלי של חלקים בהדפסת מתכת מאפשר יצור על פי דרישה, המותאם אל הצורך הרלוונטי. בנוסף מעבר למלאי דיגיטלי הניתן להדפסה, מאפשר שינוי מהיר ויעיל של החלקים, יחד עם מעקב נוח אחר כל החלקים הקיימים.

איך מעבירים את אופן היצור שלכם להדפסה תלת ממדית במתכת?

מעבר של תעשיות ליצור בעזרת הדפסה תלת ממדית במתכת לא יכול להיעשות ביום אחד. מדובר בתהליך המצריך היערכות ולמידה של התחום. ישנם מספר שלבים שאנחנו ממליצים לבצע לצורך יעול רצפת היצור שלכם ומעבר הדרגתי לשימוש בטכנולוגיות הדפסת מתכת:

  • סקירת המלאי הקיים ואפיון של מוצרים המתאימים למעבר מיידי להדפסה תלת ממדית.
  • הכנת מלאי דיגיטלי למוצרים.
  • זיהוי הזדמנויות לשיפור חלקים קיימים באמצעות מעבר לטכנולוגיות הדפסה תלת ממדית במתכת.

אנחנו יכולים לעזור לכם!

אנו בIMPACT LABS מציעים מגוון של שירותים המסייעים בתהליך המעבר לייצור באמצעות הדפסת מתכת.

  • היכרות עם הטכנולוגיה
  • סדנאות חשיבה
  • מיפוי הארגון
  • הצעת פתרונות
  • בניית תהליך
תהליך מיפוי של צרכי הארגון.

מידע נוסף על הדפסה תלת מימד במתכת

גלילה למעלה דילוג לתוכן