נושא הבלוג

קצת קשה לדחוס יותר מ- 20 שנות נסיון עם תיב"ם מכני תלת ממדי יחד עם עוד כמה שנות נסיון בהדפסה תלת ממדית לתוך בלוג אחד. אבל, זה כייף לנסות.
הבלוג מיועד למקצוענים ולחובבים ב 3D CAD וב 3D Printing למי שרוצה ללמוד ולהבין יותר על הטכנולוגיה ועל החידושים בתחום. אשמח לתגובות ולשיתוף.

יום רביעי, 15 באפריל 2015

מה ללמוד באוניברסיטת לימודי התלת ממד


אם תשאלו את העוסקים בעתידנות, את האנליסטים את חוזי הטכנולוגיה או את הפוליטיקאים (אובמה למשל) ואפילו אם תפליגו עד למחוזות השרלטנות והטיפשות של האסטרולוגים, הנומרולוגים או עושי הכשפים האחרים, תמצאו תמימויות דעים שהדפסה תלת ממדית היא מקצוע העתיד. 
תפישה זו מנביטה  קורסים שונים המלמדים "הדפסה תלת ממדית" על רגל אחד. אבל, מה באמת צריך ללמוד כדי להשתלב בתחום בצורה מסחרית ? 
במסלול הלימודים במגמת הנדסת ה 3D להדפסה, אלו המקצועות שהייתי שמח לראות אותכם לומדים:

תיב"ם (CAD)
ראשי התבות של תכנון בעזרת מחשב. כל מי שעוסק בתחום ההדפסה התלת ממדית חייב שליטה במספר מאפיינים של תוכנות תיב"ם תלת ממדיות שונות.שליטה טובה באחת מתוכנות ה SOLID הנפוצות היא הכרחית על מנת לתקשר עם העולם ההנדסי. SolidWorks או אוטודסק אינוונטור היא בחירה טובה. תוכנת הענן החדשה  Onshape יכולה לשמש גם היא ככרטיס כניסה. אבל, בעוד סטודנטים להנדסת מכונות יכולים להסתפק בתוכנות הנ"ל, במסלול שלנו להנדסת 3D צריכים כלי תיב"ם נוספים.
נדרשת  שליטה בתוכנות המכינות את הקבצים להדפסה. תוכנות המסדרות את החלקים בצורה אופטימלית על מגש ההדפסה. על מנת לנצל את היתרונות של הייצור בהדפסה יש צורך גם בכלי תכנון ייחודיים המייצרים גאומטריה אופטימלית שלא ניתן לקבל אותה בתוכנת SOLID . תוכנות כגון Inspire או Within המבצעות סימולציה כדי לקבל מודל אופטימלי להדפסה או תוכנות כמו Grasshopper המאפשרות לקבל צורות גאומטריות ממשואות מתמטיות. 
הפורמט הסטנדרטי של קבצי הדפסה הוא STL . קובץ מסוג זה מופק מרוב תוכנות התלת ממד ושייך לקטגורית קבצי ה Mesh . נדרשת הכרות עם תוכנות לטיפול, תיקון ושינוי קבצים אלו. 
דוגמה יפה מאוטודסק הממחישה את המעבר ממודל סוליד ולמודל המתוכנן להדפסה

הנדסת חומרים:
הבנה בחומרים נדרשת לפיתוח חומרים חדשים לתחום וגם, להבנת ההתנהגות של החלקים בתוך תהליך ההדפסה, למה לצפות ומה צריך לעשות כדי לקבל חלקים טובים יותר.
אפשר לומר די בודאות שהרבה יותר קל לפתח מדפסת חדשה מאשר חומר חדש להדפסה. כל חומר מתנהג אחרת במעבר מנוזל, אבקה או שרף לחומר מוצק עם מקדמי התכווצות והתפשטות שונים, יכולות שונות להולכת חום ועוד... יש כיום רק כ 200 חומרים להדפסה מכ 10 משפחות שונות. עדין אנו מתקשים במציאת חומרים גמישים, מוליכים או בצבעים ושקיפויות שונות.
כדי קבל תוצאות טובות בהדפסה תלת ממדית על המפעיל להכיר את חומר הגלם, את תכונותיו ולהבין את המגבלות וכיצד לעקוף אותן. יש חשיבות רבה לאורנטציה המרחבית בהדפסת החלק בהתאם לתכונות ולגאומטריה, לזמן ואופי קירור החלקים לפני הוצאת מהמכונה, להכרת התהליכים המשלימים שניתן לבצע עם כל חומר ועוד...

 חוזק חומרים:
התמחות בתחום חדש יחסית מחייבת גם הכרות עם כלי סימולציה המאפשרים לבדוק את התכנון לפני הייצור. המעבר מטכנולוגיות ייצור מסורתיות בהן נצבר ניסיון וידע במשך שנים רבות לייצור בטכנולוגיה חדשה ועם חומרים חדשים קל יותר כאשר ניתן לוודא שהתכנון נכון ומתאים לטכנולוגיה על ידי בחינת החלק בכלי סימולציה ובכך להקטין את הסיכוי לכשל מאוחר יותר.

רובוטיקה:
מדפסת  תלת ממד היא סוג של רובוט הפועל על פי תוכנית מוכנה מראש. בעתיד אין סיבה שלא ישולבו במדפסות מעגלי החלטה שיאפשרו למכונה קבלת החלטות עצמאיות שיאפשרו להשתמש במדפסות להרכבות ושיבוץ של רכיבים נוספים. קיימים גם מספר פרויקטים של פיתוח מדפסות, מעין רובוט מעופף, היכולות להדפיס תוך כדי תנועה למשל, מדפסת מעופפת המדפיסה חלקי בנין במבנה רב קומות. 

 סריקה תלת ממדית:
כדי להדפיס אנחנו חייבים מודל תלת ממדי, לפעמים, הדרך היחידה להשיג אותו היא סריקה תלת ממדית. הדרך להעביר מודל פיזי כקובץ תיב"ם תלת ממדי למחשב איננה קלה כלל. היא מחייבת הכרות עם שיטות הסריקה השונות, טיפול במידע המתקבל ושימוש בתוכנות ייחודיות המאפשרות להפוך את אוסף הנקודות המתקבלות בסריקה למודל שאיתו אפשר להמשיך לעבוד בתוכנות שונות.


ראייה מלאכותית:
סריקה תלת ממדית היא חלק חשוב מעולם ההדפסה התלת ממדית אבל ראייה מלאכותית יכולה לשמש גם כדי לשפר תהליכי הדפסה במקומות רבים ולתת בקרה וביקורת איכות טובות יותר. בדור העתיד של המדפסות נראה יכולות כאלה במספר מאפיינים. 
נניח שאנחנו מדפיסים טבעת ורוצים לשלב אבן יקרה בתוך התהליך. יכולת ראייה מלאכותית תאפשר למדפסת לזהות את האבן הספציפית ששלבנו בתהליך ולהתחשב בגאומטריה הייחודית שלה כדי להדפיס מסביב מבלי שנצטרך לתת לה הוראות מראש.

בקרה ממוחשבת:
מדפסות מורכבות ממנועים חשמליים, ראשי חימום, מקרנים, ראשי לייזר, משאבות, מערכות קירור ועוד. כל החומרה הזו נשלטת ע"י בקרים המחוברים למערכת מחשוב. על מנת לבנות את הדור הבא של מדפסות התלת ממד או לתחזק את הדור הקיים, נדרש ידע והבנה בכל הנושא של בקרה ממחושבת.

הנדסה רפואית:
עצמות, איברים ובכלל גופים אורגנים מגיעים תמיד בצורות שונות ובגאומטריות שקשה לייצר בשיטות מסורתיות. הדפסה תלת ממדית מאפשרת התאמה קלה ומהירה של כל מודל וייצור של כל צורה. תחומים שונים בעולם הרפואה מאמצים את ההדפסה כפתרון ייצורי. נוכל למצוא היום מדרסים אורתופדים, שתלים אורטודנטים, מקבעים לניתוחים, סדים שונים, פרותזות ועוד מוצרים רבים העושים שימוש בהדפסה תלת ממדית. לתחום הרפואי דרישות ואילוצים משלו ששונים במקרים רבים מתחומי הנדסה אחרים.

ניהול הייצור:
הדפסה תלת ממדית היא שיטת ייצור חדשה הפועלת לצד שיטות מוכרות ונפוצות. להדפסה תלת ממדית חוקי ייצור ייחודיים למשל, בייצור סדרתי בהדפסה, כל חלק עומד בפני עצמו והמורכבות של הייצור סדרה של 1,000 חלקים זהים או 1,000 חלקים שונים היא די דומה בנוסף, מהדפסה תלת ממדית מצופה לייצר את הסדרה הראשונה מהר יותר מאשר כל שיטת ייצור אחרות.  על מנת להצליח בעולם זה יש ללמוד על שיטות ניהול הייצור, בקרת איכות, רכש ואספקה.

חוקי זכויות יוצרים:
הדפסה וסריקה תלת ממדית מאפשרות העתקה, שכפול והפצה בקלות שלא הייתה מוכרת עד היום. הנושא מעורר ענין ויש לצפות לחקיקה בעתיד שיכולה להשתנות ממדינה למדינה עם הגבלות מיוחדות על מה מותר להדפיס. כלי נשק למשל אינם מותרים להדפסה בכל מקום. 


גל רז 

בכל שבוע אני מפרסם ניוזלטר עם תקציר של 10 הידיעות המעניינות ביותר בתחום ההדפסה התלת ממדית. הניוזלטר עוזר לכם להשאר מעודכנים וחוסך את הצורך לעבור על מאות ידיעות חדשות כל שבוע (אני עושה זאת בשבילכם) להרשמה, כנסו ללניק הבא: 10X3D printing newsletter
במידה ותגלו שהמייל השבועי לא תורם, מפריע, מרעיש או מיותר, אל דאגה. לכל מייל מצורף כפתור הסרה.