שיחות על חומרים
הדפסת תלת-מימד, קווים לדמותה – שיחה עם יניב אלמליח
Episode Summary
טכנולוגיות ייצור דיגטליות, ובפרט הדפסת תלת מימד, הולכות ותופסות מקום מרכזי בתהליכי עיצוב, תכנון וייצור. ככל שהטכנולוגיה משתכללת כך גם האפשרויות החומריות מתפתחות וכיום ניתן למצוא חומרים אורגניים המשתלבים בהדפסת מוצרים ומבנים. יניב אלמליח, מעצב ומנהל המרכז לדיגום דיגיטלי בשנקר, עושה לנו סדר ומסביר על סוגים שונים של הדפסה, ועל היתרונות, החסרונות והאתגרים של כל טכנולוגיה. יניב משתף אותנו בטעויות נפוצות ולמה לדעתו הבנה וידע בעולם החומרים הפיזי אינו בר תחליף, גם כשעובדים בשדה הדיגיטלי.
Episode Notes
פתיחה
- שירה: שלום יניב אלמליח, אהלן, מה שלומך?
- יניב: הי, מה שלומך?
- שירה: בסדר גמור, יניב אתה מנהל סדנת הדיגום שלנו בשנקר.
- כמה זמן אתה בשנקר, ואם אתה יכול לספר לנו קצת על עצמך?
- יניב: אני מעצב תעשייתי, צורף, ובכלל מייקר חובב טכנולוגיות. אני עובד בשנקר קרוב ל14 שנים, מתוכן 7 שנים אני מנהל את המרכז דיגיטלי.
- שירה: בפרקים הקודמים שמענו ממנהל סדנת העץ ועל סדנת הקרמיקה ועל סדנאות או עשייה שמבוססת מאוד על חומרים. ועכשיו אנחנו פוגשים אותך, מה המקום של חומרים בכלל בסדנה הזאת? זאת סדנה שלא מבוססת על חומרים, נכון?
- יניב: למעשה היא כן מבוססת על חומרים, אבל להבדיל מהסדנת עץ מתכת וסדנת קרמיקה, ששמה הטכנולוגיות היא מסורתיות יחסית, פה אנחנו בטכנולוגיה שהיא יחסית חדשה ואנחנו משתמשים בכלים דיגיטליים כדי ליצור את הדגמים.
- שירה: כשאנחנו אומרים טכנולוגיה, למה אנחנו מתכוונים? איזו טכנולוגיות אנחנו מדברים עליהן? אנחנו מדברים על טכנולוגיות דיגיטליות שבחלקן הן לא באמת חדשות, נכון?
הדפסת תלת מימד- קווים לדמותה
- יניב: כן, למעשה, הטכנולוגיה הזו פותחה באמצע שנות השמונים ורק בשנים האחרונות הטכנולוגיה נהייתה יותר נפוצה ויותר פופולרית. במרכז הדיגום יש לנו מספר טכנולוגיות להדפסה בתלת מימד. הדפסת תלת מימד זו כותרת, והיא מתחלקת לכמה טכנולוגיות. יש לנו טכנולוגיה של שנקראת FDM. זה למעשה הדפסה בעזרת חוט שהוא מותח ממש כמו אקדח דבק. זו הטכנולוגיה הנפוצה ביותר ויחסית הזולה ביותר. יש לנו מדפסות בטכנולוגיות ש SLA שזה בעצם טכנולוגיה שמשתמשת בנוזל שרף פוטופולימר ברגע שהוא נחשף למקור של אור הוא מתמצק. יש לנו מדפסות שהן מדפסות DLP, על ידי מקור של אור נוצר לנו האובייקט, מתקשה. אם קודם דיברנו על מקור אור שהוא לייזר הפעם המקור אור DLP, הוא סוג של מקרן, סוג של מסך. ומדפסת מקצועית יחסית, מדפסת פוליג'ט זה מדפסת שמזריקה את אותו פוטופולימר על משטח הבנייה ואחרי זה המיצוק נעשה על ידי חשיפה לתאורת UV. קיימות במרכז לדיגום טכנולוגיות נוספות כמו חותך לייזר וסורקים תלת מימדיים. מרכז הדיגום הוא כמו הסניף המרכזי, יש לנו עוד סניפים במחלקות, יש לנו מערך מדפסות FDM פזורות ברחבי הקמפוס.
- שירה: אז בעצם, מה שאנחנו מבינים מההסבר הקצר הזה שלך, שהעולם של הדפסת תלת מימד זה עולם רחב שבתוכו יש כמה סוגים של טכנולוגיות שהמשותף לכולן זה שכל התכנון שלי נעשה בקובץ, באופן דיגיטלי, נכון? ושולחים את ההוראות להדפסה. לפי מה שאני מבינה, כל מדפסת ניזונה מחומר בצורה שונה כחומר גלם שמגיע בפורמט שונה.
- יניב: נכון. אז קודם כל הבסיס הוא להכיר תוכנות, תכנון בעזרת מחשב. אנחנו מתכננים את המוצר ואחרי זה אנחנו סוגרים בקובץ, בפורמט שהמדפסת מכירה. בעצם זה הפורמט שנותן הנחיה למדפסת איך להתנהג במרחב ואיך להדפיס.
- שירה: ואיך מחליטים באיזה סוג של הדפסה להשתמש, באיזה מדפסת להשתמש?
יניב: שאלה טובה כי כל מדפסת נותנת פתרון מסוים. יש כאלה שמדפיסות ברזולוציה גבוהה יותר, ויש כאלה שמדפיסות מהר יותר. הסטודנטים יכולים להגיע אלינו ולהתייעץ ואנחנו נוכל לסייע להם לבחור את הטכנולוגיה האופטימלית.
כשהטכנולוגיה מתקדמת גם החומרים מתקדמים
- שירה: בהסבר שנתת לנו מקודם על הסוגי הדפסה שמענו הרבה פולי אז אנחנו יכולים להסיק מזה שהחומרים שעובדים איתם הם פולימרים, פלסטיקים, בעיקר.
- יניב: נכון. אלה במיוחד הפולימרים ודומיהם, בעיקר מה שיש במרכז דיגום. מחוץ לשנקר יש מדפסות משוכללות שניתן להדפיס במגוון חומרים מעניינים כמו מתכות, קרמיקה.
- שירה: עץ אפילו
- יניב: בשנקר אפשר להדפיס בפילמנט שמורכב מ 30-40% סיבי עץ טבעי. ובין 60 -70% פולימר, שהוא בעצם הדבק. אנחנו עשינו איזה שהוא שדרוג והסבה למדפסות שלנו שנוכל, להדפיס כל מיני חידושים. למשל, פילמנטים שיש בהם חומרים שהם באחוזים מסוימים מכילים חומרים אקזוטיים, כאלה זרחניים, משנים צבע, חומרים הנדסיים שעומדים בכוחות ובאימפקטים – מעניין.
שירה: ואנחנו יודעים שהתחום הזה מתפתח באופן מאוד מהיר בתעשייה, ושכל הזמן יש עוד ניסיונות לייצר חומרים חדשים. - יניב: כשהטכנולוגיה מתקדמת אז גם החומרים מתקדמים.
- שירה: יניב, אתה זוכר מתי לראשונה נתקלת בטכנולוגיה הדיגיטלית, בהדפסה תלת מימד?
הדפסה ככלי לפיתוח
- יניב: וואו, משהו כמו לפני יותר מעשרים שנה. רציתי מאוד להדפיס בפרויקט גמר שלי, אבל זה עלה המון כסף. זה היה לא כל כך נגיש. אז עבדתי בסטודיו לפיתוח מוצרים, אז חלק מהתהליך העבודה והדרישה הייתה להדפיס בתלת בתלת מימד. אני חושב שהיתרון של המדפסות הוא שאנחנו בעצם יוצרים עוד סדרה של סקיצות בתלת מימד שזה מאוד מאוד מעניין.
- שירה: שזה בעצם יכול לעזור לנו גם בתהליך החשיבה והפיתוח ולא רק לייצור בסוף.
- יניב: אפשר לראות תהליך שהוא נכון, אנחנו מרגישים איזה שהיא אבולוציה. מהדגם הראשון, שהוא לפעמים מאוד רובוסטי כזה ומאוד ראשוני ומסתכלים לאורך כל התהליך, אנחנו יכולים לראות עד הדגם האחרון את השינויים, אפילו השינויים המינורים.
יתרונות של הדפסה
- שירה: תוך כדי שאנחנו מדברים אני שומעת שכבר אתה נותן לנו כמה יתרונות שיש לטכנולוגיה הזאת. כמו המהירות, היכולת לתקן בקלות יחסית. יש עוד יתרונות?
- יניב: בעצם אפשר להדפיס כל גיאומטריה מורכבת. אנחנו יכולים להדפיס חלקים שמורכבים מחלקים ממש מורכבים. אפשר להדפיס אותם ביחד, אפשר להדפיס במגוון צבעים, במגוון חומרים. דיברנו על זה מקודם. אפשר לעשות התאמה אישית, אוקיי, ופה אני גם מכניס את העניין של סריקת תלת מימד, סריקה תלת מימדית. ניתן לסרוק חלק בגוף שזה יהיה איזה סוג של רפרנס ועל גבי הסריקה לבנות את המוצר עצמו בהתאמה אישית. ואת יודעת, אם אנחנו משווים את זה לעבודה ידנית, שהייתה לפני כן של מודליסט, אז יש לנו פה דיוק. ומהירות יחסית אם אני משווה את זה לתהליכים המסורתיים של יצירת מודל.
"אפשר להדפיס כל גיאומטריה מורכבת. אנחנו יכולים להדפיס חלקים שמורכבים מחלקים ממש מורכבים, אפשר לעשות התאמה אישית, יש פה דיוק ומהירות"
מודלים מודפסים
חסרונות של הטכנולוגיה
- שירה: יש גם בעיות וחסרונות?
- יניב: יש גם חסרונות, כמובן. אני חושב שהחיסרון הוא נגיד בטכנולוגיות הזולות יותר, ומדברים על הטכנולוגיות fdm שהזכרתי מקודם, אז לא תמיד אנחנו מקבלים פני שטח שהם ממש חלקים. אנחנו מדברים במונחים האלה של רזולוציה ולכן נדרש איזה שהוא טיפול משלים. למשל, טיפול בפני השטח של שיוף וצביעה, אם צריך. ויש את העניין של התומכות. המדפסת יוצרת גם תומכות על מנת שאזורים מסוימים לא יפלו ולא התמוטטו במהלך ההדפסה. המדפסת יוצרת סוג של פיגום כזה וצריך להסיר את הפיגום במפגש בין התומכות לאובייקט עצמו. גם שם צריך לטפל בפני השטח, אז זה גם איזה שהיא עבודה, עבודה נוספת.
שימוש חוזר בחומר מודפס
- שירה: והפיגומים האלה, יניב, זה בעצם פחת נכון? זה הרבה חומר גלם שמודפס ונזרק.
- יניב: אז אני אעשה ספוילר ואנחנו החל מהשנה נכנס לתחום של מחזור אותו פחת, הפסולת הזאת שדיברת עליה. אנחנו הולכים להצטייד במדפסת מיוחדת שאנחנו נאסוף את כל הפחת מהמרכז דיגום וגם מהמחלקות נגרוס אותו. ואחרי זה נוכל ליצור חומר גלם משלנו, לחסוך עלויות קצת, יותר ידידותי לסביבה.
- שירה: איפה תגרסו את החומר?
- יניב: בסדנת פלסטיקה
תומכות בהדפסה: "צריך להסיר את הפיגום במפגש בין התומכות לאובייקט עצמו"
בין הקראפט לדיגיטלי
- שירה: מהניסיון שלך ומהמפגש שלך עם סטודנטים, איך אתה רואה שהידע או החוסר ידע בחומרים מסורתיים ובתהליכים ידניים ובקראפט משפיע או תורם לעבודה שלהם אחר כך או בעיצוב דיגיטלי?
- יניב: קודם כל אני חושב שהניסיון בלגעת בחומר בקראפט יכול לסייע בלהבין חומרים, להבין איך מתנהג מבנה. אפשר אחר כך להשליך על הדפסות תלת מימד היכן שצריך ליצור חיזוקים וכולי, זה מתנהג אותו דבר. חוקי הגרביטציה וכל אלה עובדים גם במדפסת תלת מימד. אני חושב גם שידע בתחום התלת מימד יכול לסייע לסטודנט בקראפט. זה אומר שניתן בעזרת מדפסות תלת מימד לייצר שבלונות, לייצר תבניות. ואפילו ג'יגים, שזה סוג של מקבעים כאלה למי שצריך לקדוח באיזשהו כיוון מסוים, אז הוא יוכל ליצור את אותו ג'יג הזה ואז לעבור לקראפט.
ייצור מודלים בעבר
- שירה: תגיד, דיברנו קצת על זה שבעצם הטכנולוגיה הזאת עברה שינויים והתפתחויות וקצת רמזת על זה שאנחנו כבר לא רק משתמשים בה כאמצעי לייצור מודלים, אלא ממש כשיטת ייצור. וזה מביא אותי לשאלה איך בכלל סטודנטים, אולי לסטודנטים היותר צעירים שמאזינים לנו עכשיו – איך סטודנטים וסטודנטיות ומעצבים פיתחו מודלים בעבר לפני שהייתה להם הדפסה?
- יניב: אז לפני שהייתה את הטכנולוגיה של הדפסה תלת מימד, מעצבים (אני מדבר על תחום נניח של עיצוב תעשייתי) בכדי ליצור מודלים, הם פשוט פיסלו בחומר שנקרא פוליאוריטן מוקצף, חומר לא הכי נעים לעבודה. לאחר מכן, השתמשו במעין קרקית שזה שפכטל שמשתמשים בו בדרך כלל לפחחות צבע, צביעה וכו'. בעיצוב פנים השתמשו ליצירת דגמים, גם עד עכשיו, בקרטון ביצוע ,ובכלל בכל מיני חומרים מזדמנים שאפשר ליצור איתם מודלים.
לא טלפתיה
- שירה: יניב, רציתי לשאול אותך עם איזה אתגרים סטודנטים מתמודדים או איזה טעויות נפוצות אתה רואה שהם עושים?
- יניב: צריך להבין שהדפסות תלת מימד זה לא קסם. זה לא ללחוץ על כפתור וזה קורה. זה גם לא קורה בטלפתיה. צריך קצת להשקיע לפני, צריך להכין קובץ. דיברנו על זה קודם. כלומר, צריך רקע בסיסי ביותר בהכנת קבצים.
- שירה: בתוכנות.
- יניב: בתוכנות, כמובן. וכל השלבים האלה, אנחנו במרכז דיגום בשביל לסייע, מי שירצה עזרה. אז הדרך הראשונה היא להגיע אלינו ואנחנו נכוון: מה הם השלבים הנכונים לגשת לפרויקט, אתגרים שאנחנו רואים. יש כאלה שיש להם כבר את הידע. בדרך כלל אנחנו נתקלים בקבצים שהם לא ברי הדפסה שיש להם תקלות גיאומטריות כאלה.
מדפסת תלת-מימד (מימין) מדפסת מחזור תלת-מימד (משמאל)
- שירה: איך קובץ הופך ללא "בר הדפסה"?
- יניב: יכול להיות שבקובץ יש חורים או כל מיני פגמים ואנחנו צריכים ליצור איזה שהיא שפה. אנחנו צריכים לסגור את זה כאיזשהו קוד. ואז המדפסת בעצם מקבלת איזה שהוא קוד שהוא פגום ולא מתנהגת כמו שאנחנו רוצים שהיא תתנהג.
- שירה: ולפעמים יש טעויות מעניינות שמובילות למשהו חדש?
יצירת שפה חדשה
- יניב: אפשר להתערב בקובץ עצמו וליצור טעויות מכוונות. אני חושב שלפעמים טעויות נניח ברזולוציה של ההדפסה, דווקא, לפעמים יש כאלה שבוחרים להמשיך ולהדגיש את זה שזה היה בהדפסת תלת מימד ולא לטשטש.
- שירה: זה הופך להיות כבר סוג של שפה, הטכנולוגיה.
- יניב: סוג של הטיפוגרפיה כזו שהיא מעניינת אז יש כאלה שמנצלים את המראה הזה.
- שירה: מעניין. זה מביא אותנו למחשבה הזאת שמצד אחד מנסים לפתח חומרים טבעיים כמו עץ ומתכת שאפשר להדפיס ועדיין ירגישו שזה עץ ומתכת ומצד שני איך הטכנולוגיה הזאת יכולה לייצר אולי שפה חדשה? בחומרים ובפני שטח של חומרים ובחומריות אחרת.
- יניב: לגמרי. יש תחום שהוא קשור להדפסות של מתכת, ששם אנחנו צריכים לחזק את המבנה בצורה מסוימת. החיזוק הזה, שנקרא לאטיס, זה איזשהו מבנה סריגי כזה שיש לו אסתטיקה לחיזוק, אבל יש לה אסתטיקה בפני עצמה, שזה מאוד מאוד מאוד מעניין לחשוף את את הפנים של של אובייקט המודפס בשביל שיראו את זה.
בינה מלאכותית כשותף
- שירה: נחמד. ואם אנחנו מסתכלים ככה על מה שקורה היום מסביבנו וההתפתחות המואצת של AI , אז אנחנו רואים שAI נכנס כבר לתהליכי חשיבה, עיצוב ותכנון. איך זה יפגוש את לדעתך את הטכנולוגיה?
- יניב: אז קודם כל, בצד המעצב, אז יש לו עוד שותף לתכנון שהוא יכול להתייעץ איתו. ובתחום של המכונות עצמן, AI מתחיל להיות שם, הוא מסייע למדפסות להיות יותר מדויקות, הוא מזהה במהלך ההדפסה אם יש תקלות. דיברנו על תקלות של קובץ, אז הוא יכול לזהות ולתקן תוך כדי תנועה. בהקשר הזה אני רוצה לספר על פרויקט מעניין של בוגר השנה בשם גל ליבר. הוא עיצב קסדה והתהליך שלו בעצם התחיל מתהליך מחקרי וזה בסיוע של AI אחרי אפילו שפה עיצובית שהוא חיפש. אבל באיזשהו שלב, בכדי ליצור את כל הדימויים שהוא קיבל ב AI הוא נאלץ ליצור את האובייקט עצמו בתלת מימד בכדי להדפיס. אז זה אומר שה AI יכול ללוות אותך עד שלב מסוים. חשוב שהוא ילווה אותך ואתה כמעצב, כאחד שקיבל כלים עיצוביים, אתה תחליט. וזה מה שהוא בדיוק עשה. אני חושב שזו חוויה מעניינת שהוא חווה סוג של שותף לדרך, באיזה שהוא שלב הוא נפרד מהשותף, ואת הכלים שהוא למד, איתם המשיך בשביל ליצור את העבודה.
מימד הזמן 4D
- שירה: יניב, אנחנו מדברים הרבה לאורך השיחה על טכנולוגית הדפסת תלת מימד ועל החדשנות בתחום החומרים ופיתוחים עתידיים. אבל בעצם אחד הפיתוחים המעניינים העתידיים זה ה 4Dנכון? מה זה אומר?
- יניב: עד עכשיו דיברנו על 3Dובעצם, התוצר שקיבלנו זה איזה שהוא תוצר סטטי. בתחום של 4D התווסף לנו מימד נוסף, מימד של הזמן. ולאחר שאנחנו מדפיסים אובייקט, משהו במימד הזמן קורה, אם זה חשיפה למים, לאור וכולי. המוצר כבר יכול להשתנות וזה תחום מאוד מאוד מעניין.
- שירה: כלומר, שהתכנון של הקובץ וההדפסה שלו הוא כבר יכיל בתוכו איך אני רוצה שהדבר הזה יתנהג מחוץ למדפסת?
- יניב : כן. גם בתוכנות קאד, תוכנות לתכנון בעזרת מחשב, אפשר לנסות לחזות ולעשות סימולציה. איך האובייקט יתנהג? איך אנחנו רוצים לאלץ אותו שיתנהג?
הסדנה כמרחב להתנסויות
- שירה: איזה סוג של פרויקטים היית רוצה לראות בסדנה שעוד לא קרו?
- יניב: הייתי שמח שסטודנטים יגיעו עם חומרים שעדיין לא נוסו או לא לקחו אותם לעולם העיצוב ולנסות לעשות דברים מעניינים. תמיד יש אתגרים בתחום הזה. אני חייב להודות שאני בתחום הזה המון שנים ואני חשבתי שראיתי הכל, אבל תמיד אני מגלה עוד דברים חדשים. אני חושב שבתחום הזה השמיים הם הגבול.
- שירה: אז יש פה ממש הזמנה לבוא, ובאמת להיות באיזה שהוא, סטייט אוף מיינד אקספרימנטלי. נכון? התנסותי.
- יניב: כשסטודנט מגיע לתהליך כזה, אני חושב שגם הוא מרוויח, וגם המרכז לדיגום מרוויח עם ההתנסות. לא תמיד זה מצליח בסבב הראשון. וככל הנראה בגלל שזה לא מצליח בסבב הראשון, אז פה יש לנו כבר את האתגר ואנחנו נשמח שהסטודנטים יאתגרו אותנו.
- שירה: תודה יניב. אנחנו נתראה בסדנה ומחוצה לה.