בית בִּן לילה, גשר באוויר ועור אדם – נפלאות מדפסות ה-3D

10 בתים ביממה, גשר בפחות מעשרים יום, נעליים עמידות במיוחד ועור מהונדס גנטית: זו רק רשימה חלקית של הפריטים המיוצרים במדפסות תלת מימד • הנעל תותאם לגודל, לדגם ואף להרגלי הפעילות שלכם • וגם: איך נפלאות הטכנולוגיה יוכלו ‘לברוא’ עור אדם לפי צבע מוזמן • כתבת המשך, שניה בסדרה, על הטכנולוגיה שהולכת להדפיס את העולם מחדש

גשר תלת מימד בשנחאי, סין | צילומסך מאתר sculpteo.com

הזמן הממוצע לבניית בית פרטי בישראל עומד על שנים עשר חודשים. וזה לא כולל ויכוחים עם הקבלן, סגר על איו”ש, בירוקרטיה וטופסולגיה בלתי נגמרות בדרך לטופס 4, ועוד שלל אטרקציות ופורענויות המתרגשות ובאות בדרך אל הבית.

מסתבר שלא עוד.

250/200 סייד בר + קובייה בכתבה

חברת הסטארט-אפ ‘אפיס-קור’ (Apis Cor) מסן-פרנסיסקו, בשיתוף פעולה עם חברת הפיתוח ‘פיק’ (PIK) – ‘הדפיסו’ בית שלם ברוסיה תוך 24 שעות.

באמצעות מדפסת תלת מימד המשתמשת בבטון, בנו המפתחים בית בגודל 38 מ”ר. הבית נבנה בצורה מעגלית, וזאת, כדי להדגיש את יכולתה של הטכנולוגיה שפיתחו: הדפסת בית בכל עיצוב וצורה מתבקשים.

והם אינם היחידים. המירוץ להדפסת בתים בתלת מימד בעיצומו, ועוד חברות בעולם מצטרפות לתחרות. כשכולן, מטרתן להקדים את היריבות במסע אל הטכנולוגיה שתכבוש את העולם.

חברת ‘סיפור חדש’, היא חברה שלא למטרות רווח, שביצעה פרויקטים נרחבים לשיקום בתים בהאיטי ואל סלבדור. לאחר רעידת האדמה הגדולה שפקדה את האיטי בשנת 2010, קיבלה החברה החלטה לחפש אחר הטכנולוגיה שתביא לעולם את האפשרות ליצור בתים בכמויות ובמהירות. המטרה שעמדה מול עיניהם, הייתה היכולת לשקם במהירות מקומות מוכי אסון, או לפתח בתים בבנייה מוזלת עבור אזורי עוני בעולם.

בשיתוף פעולה עם חברת הטכנולוגיה אייקון (ICON), יצרו ‘אייקון’ ו’סיפור חדש’ מדפסת 3D מסיבית בשם Vulcan. המייצרת בתים באמצעות חומרי בטון, כשעלות הייצור לבית שלם הינה 4,000 דולר בלבד.

הסינים מדפיסים הרגלי בנייה חדשים

ענקית הבניה העולמית, היא ללא ספק סין, הידועה בבניית פרויקטים שאפתניים וגרנדיוזיים, בזמנים קצרים מהרגיל.

בית שנבנה במדפסת תלת מימד ברוסיה | צילום: apis cor

על הגל הזה, נישאה חברת ההנדסה הסינית WinSun, אשר קפצה כמה מדרגות בתחום, והצליחה לשבור שיא חדש וגבוה במיוחד. WinSun בנתה עשרה בתים תוך 24 שעות!

הבנייה המרשימה הזו, יכולה להמחיש היטב את העובדה כי להדפסת מבנים בשיטת 3D ישנם מספר רב של יתרונות מול שיטות הבניה המסורתיות. זו הוכיחה, כי היא השיטה היחידה היכולה לספק כמות נאה של בתים איכותיים בתוך יום אחד בלבד.

כחלק מהליך יצירת הטכנולוגיה, שקדו ב-WinSun על פיתוחו של חומר הדפסה חדש, העשוי מלט, חול וסיבי זכוכית. שילובם של חומרים אלו לחומר אחד אשר ממנו עשוי הבית, מביא לבנייתם של בתים בעלי עמידות גבוהה יותר לפגעי מזג האוויר, ובידוד טוב יותר לחום ולקור.

בהמשך הפיתוח השיגה WinSun שיא חדש, במסגרתו הדפיסו הסינים וילה בת שתי קומות מעוצבת להפליא, הכוללת עמודים מעוגלים בכניסה, מרפסות מסוגננות, וגג מרשים ונאה.

בשלב הבא, הדפיסו מהנדסי WinSun בניין בן ארבע קומות. את הבניין הדפיסו בחלקים, אותם הרכיבו האחד על משנהו, כשתוך זמן קצר במיוחד היה כבר הבניין מוכן למגורים. בניין בעל שש דירות, שנבנה כולו בהדפסה תלת ממדית.

חשוב להדגיש, לא מדובר בתוכניות על הנייר או במדע בדיוני. ממש לא. הבתים הללו כולם ניצבים ועומדים בחצרות המפעלים והמעבדות, וניתן להיכנס אליהם, למשש אותם, ולהבין שהעולם אותו אנחנו מכירים עומד לשנות את פניו מן הקצה אל הקצה. במקרה הזה דווקא לטובה.

גשר לעולמות חדשים

חשבתם פעם כמה זמן לוקח לבנות גשר?

כיום מדובר בדרך כלל בעבודה של שנתיים לפחות, עם המון בלגן, לכלוך, פקקים אינסופיים, וסגירת מסלולים לימים ולילות עבור מנופי הענק שמניפים את הקורות האימתניות שנועדו להרכיב את הגשר החדש.

חברה סינית (שוב סינית, לתשומת ליבכם), הדפיסה גשר בשנחאי תוך 450 שעות בלבד. מדובר בשחזור גשר עתיק בן 1400 שנה, באורך של כ-24 מטר על כ-4 מטר רוחב, החוצה נהר מלאכותי בעיר. את הגשר הדפיסו כשהוא מחולק ל-68 חתיכות לשוליים, ו-64 חתיכות נוספות עבור המקטעים האופקיים.

גשר תלת מימד בהולנד | צילום: BAM infra

גם במקרה הזה לא מדובר על הגשר מהחלום של ר’ אייזיק יעקל’ס מקראקא. הגשר מתנוסס בשנחאי, ולאחר ההליך ה’ארוך’ של בנייתו, פורסמו בעולם תמונות של חניכתו, כשעליו מצטופפים 100 איש החוגגים את פתיחתו.

הגשר הראשון בעולם שהודפס בתלת מימד דווקא איננו סיני, והוא ניצב בהולנד. זהו גשר להולכי רגל ואופניים, שחוצה תעלת מים המחברת בין שני כבישים בעיר גרמט. אורכו של הגשר המודפס הוא כ- 8 מטר. הגשר עשוי בטון, ועבודת ההדפסה שלו ארכה שלושה חודשים, כשהוא מכיל 800 שכבות של בטון מחוזק.

הדפסה בבטון נעשית על ידי מכונה עם זרוע ארוכה ומתכווננת. בקצה הזרוע ישנו פתח יציאה קטן, ממנו ניצוק בטון נוזלי משחתי. הזרוע עוברת לאורך כל קווי התוכנית שהוזנה במדפסת, כשהיא יוצקת בכל פעם שכבה דקה המתקשה במהירות, ובכך נוצר קיר שמתגבה והולך. לאורך כל התהליך מגביהה המכונה את עצמה אחת לכל כמה שכבות, עד לסיום היציקה, או אם תרצו ‘ההדפסה’.

Inner article

מה שתרצו, בכל חומר שתרצו

בשנים האחרונות, החלו חברות טכנולוגיה בעולם לייצר מכונות להדפסה בתלת מימד של מוצרי מתכת. בפני המפתחים עומדים אתגרים לא פשוטים, ועליהם לתמרן בין שיטות עבודה רבות, שנועדו לעבֵּד חומרים קשים.

חברה הולנדית בשם MX3D, החלה בפרויקט שנועד לקחת את התחום צעד אחד קדימה, ויצרה גשר מפלדה בטכנולוגיית הדפסת תלת מימד. על פי התכנון, החברה עתידה למקם את הגשר מעל תעלת מים, החוצה את רובע החלונות האדומים באמסטרדם.

הגשר, העשוי כולו מסוג חדש לגמרי של פלדת אל חלד, תוכנן בתחילה להיבנות באוויר ממש מעל התעלה עצמה, ולהתייצב בעזרתן של שתי זרועות רובוטיות מתוחכמות.

אולם משיקולי בטיחות, ושמא בעיקר מפני שהעולם אינו מוכן עדיין להמצאות מסוג זה, הוחלט להעביר את העבודה אל מפעל מחוץ לאמסטרדם. הגשר המוכן באורך 12 מטר עבר בדיקות עומסים, והוא נמצא בטוח לשימוש. כעת עובדים בחברה על התקנתו במקומו המיועד, ובקרוב נוכל לצפות בחגיגות פתיחת הגשר, הראשון שיוצר מפלדה בטכנולוגיה תלת ממדית.

הפיתוחים החדשים בהדפסות מתכת, מביאים חברות גדולות בעולם – כמו יצרנית המטוסים ‘בואינג’, שהחלה להשתמש במדפסות תלת ממדיות לייצור חלקי חילוף למנועים. הצורך נובע מכך שישנם חלקים קטנים או מסובכים מבחינה הנדסית, שקיים קושי רב בייצור המסורתי שלהם. זאת לאור העובדה שהם צריכים להיות מדויקים מאוד, ולעמוד בעומסי חום ותנועה. המתכות החדישות שבהם משתמשות המדפסות, מאפשרות ליצור את החלקים הללו באופן מהיר וקל ביותר.

החנויות שייצרו נעליים מותאמות אישית

חומר נוסף שפרץ דרך בתחום ההדפסות התלת ממדיות, הוא סוג של גומי איכותי וגמיש, העשוי מפולימרים אלסטיים המאפשרים תנועה ועמידה בלחצים. יצרנית אביזרי הספורט ‘אדידס’ (Adidas), מציעה כבר למכירה ליין חדש של נעלי ספורט בשם Futurecraft 4D, שהמאפיין הייחודי שלהן הוא שכולן יוצרו באמצעות מדפסות תלת מימד.

החומר מודפס באמצעות טכנולוגיית digital light. בתהליך מוקרנים קרני אור באורכים שונים אל תוך פולימר נוזלי מיוחד, המתמצק לגוף אחיד עשוי משכבות דקיקות בעובי של מיקרונים. התוצאה היא נעל גמישה מאוד, ועם זאת עמידה בתנועה ושפשוף.

נעל של אדידס שהודפסה בתלת מימד | צילום: אדידס

לצורך ייצור המוני של המוצר, פעלה אדידס בשת”פ עם חברת סטארטאפ בשם Carbon – ששכללה את טכנולוגיית האור הדיגיטלי, והפכה אותה ליעילה באופן משמעותי מיתר טכנולוגיות ההדפסה הרגילות בתלת מימד. שיתוף הפעולה הביא את אפשרות הייצור ההמוני לנעליים.

לדברי ‘אדידס’, הסוליה המיוצרת איננה נופלת באיכותה מסוליות רגילות, ועמידה בתנאי שימוש זהים. הנעל הוצעה למכירה לפני כשנתיים ביותר מ-300 דולר, וכיום ישנם אלפי אנשים, ספורטאים ברובם, שכבר הולכים, רצים ומתעמלים כשלרגליהם נעליים שיוצרו בהדפסה תלת מימדית.

חברות נוספות בתחום הנעליים, כמו גם ‘אדידס’ עצמה, כבר עסוקות בתכנון השלב הבא: הדפסת נעליים אישית. על פי התכנון, חנויות הנעליים המאובקות שמוכרות לנו כיום, שעל מדפיהן מאות קופסאות בדגמים וצבעים שונים – ייעלמו מן הנוף.

במקומם, כף רגלנו תעבור סריקה תלת מימדית, ולאחר מכן תותאם לה הנעל הטובה ביותר עבורה. הנעל גם תיוצר בהתאמה אישית להרגלי השימוש העיקריים שלנו בנעל: הליכה, ריצה, טיפוס או התעמלות. את צבע הנעל ועיצובה, נוכל לבחור מתוך קטלוגים ממוחשבים, אשר יוצבו בחנויות הנעליים החדשות.

לגוף יש חלקי חילוף

עולם הפיתוח בתחום ההדפסה התלת ממדית, אינו יודע שובעה. חברות מחקר ופיתוח בכל רחבי העולם מעסיקות מאות מדענים, כימאים, מהנדסים ואנשי תוכנה, במטרה ליצור את ההמצאות הבאות בתחומים רבים.

אחד הבולטים שבין התחומים הללו – הוא עולם הרפואה, שנחלק אף הוא לשלושה ענפים עיקריים. הראשון שבהם שבו נעסוק בכתבה זו (ובהמשך נתקדם לענפים האחרים של עולם הרפואה), הוא הרפואה עצמה. זו, עוסקת בהדפסת איברים חלופיים, למשל הלב, אותו סקרנו בכתבה הקודמת, וכמו כן: כליות, כבד, אוזניים, קרנית, ואפילו עור – שיוכל להחליף את הצורך בהסרת עור, הנעשית כיום לצורך השתלה בחלקי גוף אחרים של הנפגע, דבר שמוסיף סבל רב למנותח.

נתמקד בתחום העור: מדפסת ה-bioprinter שפותחה על ידי חוקרים באוניברסיטת טורונטו, מסוגלת להדפיס ולהניח רצועות עור ישירות בתוך גופו של המטופל. כיום, מחלקות עור ברחבי העולם, מתמודדות עם הצורך בהשתלות עור לאחר כוויות קשות על שטחי עור גדולים, הנגרמות כתוצאה משריפה או כימיקלים.

במקרים רבים, נלקח מהנפגע עצמו עור בריא ממקומות שונים בגוף, שמושתלים במקום העור שנפגע. זהו תהליך ארוך, סבוך, וכואב מאוד, שכעת מקווים החוקרים שלא יהיה בו צורך. באמצעות הדפסות עור מתאי גזע אוניברסליים, יהיה התהליך קל ופשוט בהרבה, ואף יוסר החשש שהגוף ידחה את העור המושתל.

מדענים מאוניברסיטת קרלוס השלישי במדריד, עם עמיתיהם מבית החולים הכללי גרגוריו, והמרכז לחקר האנרגיה, ובשיתוף עם BioDan Group, חשפו את אב הטיפוס של bioprinter 3D – היכול להדפיס עור אדם. המכשיר מסוגל לשחזר את המבנה הטבעי של העור, על שכבותיו השונות, עד לקבלת העור הטבעי.

טכנולוגיה עם הבדלי גזע וצבע

וכיצד מתמודדים עם צבע העור?

הדפסת עור | צילומסך מתוך יוטיוב של אוניברסיטת טורונטו

חוקרים ומדענים במכון הטכנולוגי של סינגפור, ומרכז סינגפור להדפסה תלת-ממדית באוניברסיטת Nanyang, פיתחו פיגמנט עורי באמצעות מדפסת עור 3D. החוקרים יצרו פיגמנטציה אחידה של העור באמצעות bioprinting, כדי לבדוק את התפלגות תאי העור המורכבים ממלנין, או מלנוציטים. התאמת צבע העור של המטופל לאחר ההשתלה, עשויה להוות צעד ענק במיוחד עבור תעשיית הרפואה.

בכתבה הבאה בסדרה, נספר לכם על שימוש בטכנולוגיה החדשנית לצורך שיקום עצמות וניתוחים מסובכים; התאמה אישית של תותבים; ואף שחזור ממצאים ארכאולוגיים.

עוד בכתבה הבאה: כיצד בעזרת הטכנולוגיה החדשה נבנים (מזה שש שנים) במהירות עשרות ישיבות, חיידרים ובתי מדרש, בארץ ובעולם. וגם – על בשר מיוחד (פרווה לחלוטין) לסטייק, שתוכלו לאכול אחריו גלידה חלבית.

תגובה אחת ל: "בית בִּן לילה, גשר באוויר ועור אדם – נפלאות מדפסות ה-3D"

  1. ראיתי את הנעליים וגם החומר גם העיצוב בהתאם ! לא משהו !!! היה עדיף לחזור אחורנית בזמן !!!

כתיבת תגובה