ייצור – כי אין מדובר כאן בדגמים קטנים מפלסטיק אלא בחלקים עשויים חומרים מתקדמים ומתכות שמשמשים לבניית מכונות או חלפים למכונות; ותוספתי – כי בניגוד לשיטות ייצור החלקים המסורתיות, המבוססות על הסרת עודפי חומר (למשל בכרסום CNC) או יציקת חומרים לתבנית, כאן מדובר על בניית החלק על ידי הוספת שכבות דקיקות של חומר זו על זו.
 
למרות שטכנולוגיית ההדפסה בתלת-ממד כבר מוכרת לרבים, השימוש בה לצרכי ייצור תעשייתי מצומצם ביותר, כ-15% מכלל השימושים בטכנולוגיה. יש לזה הרבה הסברים, כמו למשל חוסר בידע מקצועי בתחום ה-AM, מחסור בכוח אדם מקצועי, וגם הטכנולוגיה עצמה, שבעיני רבים אינה בשלה להחליף את השיטות המסורתיות. למעשה, לצרכי ייצור המוני השיטות המסורתיות זולות יותר מהטכנולוגיה התוספתית. בייצור בכמויות קטנות, לעומת זה, ולשימושים כמו שינויים תכופים במוצר וייצור תבניות ליציקה, הדפסה בתלת-ממד זולה ומהירה יותר.

"התעשייה הישראלית צריכה לבחור את הקרב שבו היא בטוח תנצח"

מאת טל שחף                פורסם: 16.1.2018
פרופ' בראנדו אוקולו, מומחה עולמי להדפסה בתלת-ממד, סבור שהיסודות למעבר טכנולוגי של התעשיות המסורתיות בישראל כבר קיימים ולכן הוא מייעץ לראשי התעשייה בישראל: תתחילו בסטנדרטיזציה לאיחוד פלטפורמות תעשייתיות שונות ובחרו בתחומי ייצור שבהם יש לכם את  סיכויי ההצלחה הגבוהים ביותר.
פרופ' אוקולו משמש כיום כדירקטור ומנהל הטכנולוגיה הראשי (CTO) של אפיום, חברה שהוקמה במטרה להוביל פתרונות חדשניים של ייצור תוספתי לשימושים תעשייתיים. החדשנות מתבטאת בעיקר בחומרים התרמו-פלסטיים באיכות גבוהה והמתכות, שהחברה הכניסה לשימוש. פרופ' אוקולו הוא גם מומחה מוביל בעולם בתחומי המתכות, אבל גם אדם בעל חזון טכנולוגי מרשים לתחום הייצור התוספתי והתעשייה המתקדמת בכלל, והשיחה איתו מביאה אותנו למחוזות מעניינים ביותר.

שאלה: מהו מצבו של תחום הייצור התוספתי כיום? האם זה עדיין בגדר "מעניין, בואו נבדוק את זה יום אחד" או שמא טכנולוגיה מוכחת עם טווח יכולות בלתי מוגבל?

תשובה: אני סבור שיש חברות רבות בתחומי תעשייה שונים, שמאמצות ייצור תוספתי כדרך להניע את כושר התחרות שלהן אל החזית העולמית. יש עדיין הרבה תחומים שצריכים לגלות אותם בתוך השדה של הייצור התוספתי. נכון הדבר שלטכנולוגיות שמרכיבות את הייצור התוספתי יש מגבלות כאלה ואחרות, אבל אין ספק שחלק מהטכנולוגיות האלה הוכחו ככאלה שמייצרות ערך מוסף בתחומי ייצור כמו למשל סקטור מכשירי השמיעה, שבו 100% מהמוצרים מיוצרים באמצעות הדפסה בתלת-ממד.

שאלה: מתוך כלל התקנות מערכות ההדפסות בתלת-ממד, מה להערכתך הוא השיעור של ההתקנות במערכות ייצור ממש, חלק מקוו הייצור התעשייתי?

תשובה: יש דיווחים על כך, שהמספר הכולל של התקנות מדפסות תלת-ממד בעולם מגיע לכ-1 מיליון מתקנים. סקרים שונים, שנערכו בקרב מספרים שונים של משתמשים שאימצו טכנולוגיית הדפסה בתלת-ממד בעסקיהם מעלים, שבין 20% ל-30% מהמדפסות משמשות לייצר חלקים לצרכי מכירה ללקוח הסופי. 

שאלה: האם אנחנו צפויים לראות את המספרים האלה גדולים בשנים הקרובות?

תשובה: בהחלט. המספרים האלה יגדלו בשנים הקרובות  במידה משמעותית, שכן מספר הולך וגדל של חברות עושות מאמץ לאימוץ הטכנולוגיה בקווי הייצור שלהן.

שאלה: לאיזה גודל יכול להגיע שוק הייצור התוספתי? 

תשובה: אני מאמין שייצור תוספתי עומד להפוך לשיטת ייצור מרכזית במהלך ה-15-20 שנים הבאות. בשיאו יגיע היקף השימוש בטכנולוגיה של ייצור תוספתי ל-50% מכלל הייצור של מפעלי התעשייה הגדולים. כבר היום אנחנו חוזים בתעשיות שעברו ל-100% ייצור תוספתי בקווי הייצור שלהן.
אלמנט קירור נוזלים, שהודפס מהפולימר PEEK במדפסת אפיום, חתך.                                     צילום: חברת אפיום
פרופ' בראנדו אוקולו, מדען גרמני יליד ניגריה, בוגר אוניברסיטת אנוגו, עשה קריירה מטאורית מאז המשיך את לימודיו בגרמניה. בין השאר שימש פרופסור חבר בתחום מדע החומרים וההנדסה באוניברסיטה הגרמנית בקהיר ולאחר מכן שימש כחוקר במכון מקס פלאנק ובמכון קרלסרוהא לטכנולוגיה (KIT). אחרי 15 שנה בתחומי המחקר החליט לצאת אל העולם האמיתי וב-2014 הקים ביחד עם טוני טראן-מאי את חברת Apium Additive Technologies.

אולי צריך להסביר את המושג Additive Manufacturing, ייצור תוספתי. זהו מושג מפתח בכל מה שעושה החברה, ומה שהופך את הטכנולוגיה שלה למרכזית כל כך בעולם התעשייה 4.0. ייצור תוספתי הוא השם המקצועי של מה שרובנו מכנים "הדפסה בתלת-ממד". 

 
פרופ' בראנדו אוקולו: לכתוב מחדש את הספרים
שאלה: מתי יגיע היום שבו נוכל "להדפיס מכונית" או "להדפיס אייפון"? 

תשובה: קשה לחזות מתי בדיוק ניתן יהיה להדפיס מכונית או אייפון, אבל כבר עכשיו יש קבוצות עבודה שמציגות את ההיתכנות של תהליכים כאלה. למשל קבוצת Local Motors שהדפיסה במדפסת תלת-ממד מכונית מדגם Strati ב-2015.


שאלה: התעשייה הגרמנית נחשבת למתקדמת ביותר בתחום טכנולוגיות תעשייה 4.0. איך אתה מסביר את זה?
תשובה: צריך לזכור את הניסיון המצטבר ארוך השנים של התעשייה הגרמנית. זו תעשייה שיש לה רקורד עשייה, שנעוץ בתכנון מכונות שיכולות לפעול למשך זמן ארוך ועם יכולת לאינטראקציה בין מכונות שונות לבין עצמן, מה שמכונה קו ייצור. ולכן, מדובר כאן בקהילה עם תרבות מבוססת של יצירת מכונות תעשייתיות ורכיבי ייצור שגורם לתהליך הייצור התעשייתי להתנהל ביעילות.

כשזה הבסיס שלך, ברור לגמרי שכאשר הקונספט של העידן החדש בהתפתחות התעשייה נכנס ללב השיח המקצועי, התעשייה הגרמנית מצאה את עצמה מוכנה מעט יותר להגדיר וליישם סצנריו תעשייתי זה, מה שמכונה "תעשייה 4.0". תוכניות הלימודים במוסדות החינוך הגבוה בגרמניה כבר מדברות על עידן תעשייה 4.0, מנהלים טכניים, מדענים, מהנדסים, פוליטיקאים והחברה בכללה עובדים לקראת מימוש הקונספט הזה. ברור שלא כל אחד בגרמניה יודע מה זה תעשיה 4.0, אבל המנהיגות בתעשייה ובפוליטיקה מצליחים כמו שזה נראה למשוך אחריהם את כולם ולשכנע בטיעונים משכנעים שיש מקום להשקעות משמעותיות בתחום זה.

שאלה: לישראל יש תעשיית הייטק מתקדמת, אבל התעשייה המסורתית עדיין משתרכת מאחור. מה היית מייעץ למנהיגי התעשייה בישראל בהתייחס למעבר מתעשייה מסורתית לתעשייה מתקדמת?

תשובה: אני מאמין, בהתבסס על מצב ההתפתחות הטכנולוגית הנוכחי של ישראל, שהיסודות למעבר טכנולוגי של התעשיות המסורתיות בישראל כבר מתקיימים. אין ספק שבישראל אין מחסור בכוח אדם מקצועי ובתשתית הנדרשת לביצוע המעבר הטכנולוגי.

העצה שלי למנהיגי התעשייה הישראלית היא, שיתחילו כעת ביצירת נורמות לחומרה ולתוכנה שלהם. סטנדרטיזציה כזו מאפשרת להטמיע באופן נרחב אלגוריתמים אשר מאחדים את רכיבי המכונות לרוחב סוגים שונים של פלטפורמות תעשייתיות. תעשיות מסורתיות הן אלה שמייצרות מוצרים כמו מטוסים, מכוניות, אניות – מכונות ומתקנים אשר מקדמים את החברה.

מדובר בשדה מאוד תחרותי במישור הבינלאומי ולכן מנהיגי התעשייה בישראל צריכים להסכים על איזה מוצר תעשייתי הם רואים שיש להם סיכויים גבוהים יותר להצלחה הגבוהה ביותר. במילים אחרות – הם צריכים "לבחור את הקרב שבו הם ללא ספק ינצחו" ואז להתרכז בכל המשאבים הזמינים לקידום התחום התעשייתי הזה. חשוב גם, שמנהיגי התעשייה יסכימו על מה שהם צריכים כדי להטמיע את גישת תעשייה 4.0 במפעלים שלהם, ואז יציגו את הצרכים האלה בפני האקדמיה ובפני המערכת הפוליטית. כך ניתן לעשות מאמצים מרוכזים כדי לממש את היעדים שנקבעו.

שאלה: האם אתה רואה חברות ישראליות, שהופכות להיות לקוחות של אפיום?

תשובה: אני בהחלט רואה את זה. למעשה, יש לנו הרבה פניות והתעניינות מקרב אוניברסיטאות ישראליות ומצד יצרני טכנולוגיה רפואית.
הודפסה במדפסת תלת-ממד: מכונית Strati                                   תמונה: יח"ץ
מדפסות בתלת-ממד של אפיום                                                                                                        תמונה: יח"ץ
שאלה: אתה יכול למנות שמות של כמה חברות ישראליות, שיכולות להיעזר בטכנולוגיות ייצור תוספתי?

תשובה: אני לא אכנס לשמות ספציפיים של חברות, אבל אני יכול לומר שחברות בתחומים מסויימים בהחלט עשויות לקבל מינוף מהטמעת ייצור תוספתי. למשל חברות בתחומי עזרי שמיעה, שתלים רפואיים בבני אדם למשל עבור ניתוחי שיניים ולסת, ניתוח כף יד, ניתוחים בעמוד הדרה וניתוחי ברכיים, מפעלי הרכבה שמייצרים קיבועים, חיבורים וכלים מותאמים, קבוצות מחקר שמפתחות חלקים מיוחדים עבור ניסויים שונים וחברות בתחום הזרקת חומרים ויציקת חומרים, שיכולות להציע ללקוחות דרך לא יקרה לייצר כלים או תבניות בהיקף ייצור נמוך. כל חברה שבה ההיבט המרכזי הוא חלפים תרוויח משמעותית מהכנסת טכנולוגיית ייצור תוספתי. 

שאלה: אז איך אתה מציע לקדם את התחום להישגים נוספים?

תשובה: אני רוצה להדגיש את הצורך להתחיל עכשיו ולהצמיח כוח עבודה שמבין ואף מתמחה בייצור תוספתי. זה הכרחי לכתוב מחדש את תוכניות הלימוד בתחום המדעים וההנדסה, כך שהמגמות החדשות בתעשייה (כמו למשל ייצור תוספתי, האינטרנט התעשייתי של הדברים, בינה מלאכותית, כלי רכב אוטונומיים ועוד) מוצגות ונלמדות כהלכה. גם אחרי 30 שנה של התפתחות טכנולוגיית ההדפסה בתלת ממד, והבנת הערך הרב בטמון בה כתפיסה מרכזית בתעשייה המתקדמת, עדיין אין לנו תוכניות לימוד אוניברסיטאיות שמוקדשות באופן מרכזי לייצור תוספתי (תוך כיסוי הטכנולוגיה, המודלים העסקיים שבהם הטכנולוגיה יכולה לתמוך, וההשפעה של הטכנולוגיה על החברה בכללותה).
עובדי אפיום בתמונה קבוצתית. פרופ' אוקולו עומד מימין. במרכז (עניבת פרפר): המנכ"ל טוני טראן-מאי.