Loading AI tools
מוויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
הדפסה תלת-ממדית היא טכנולוגיית ייצור, המאפשרת לייצר דגמים תלת-ממדיים היישר מתוך המחשב. לרוב, מכונות ההדפסה מייצרות את הדגמים (אבטיפוס) מפולימרים שונים, שכבה אחרי שכבה, ולבסוף מתקבל דגם סופי, כפי שתוכנן בתוכנות התב"ם (תכנון בעזרת מחשב - CAD).
.jpg)
כיום קיים מגוון גדול של מדפסות תלת-ממד - מדפסות תעשייתיות, מדפסות המדפיסות אובייקטיo צבעוניים, ומדפסות ביתיות במחירים נמוכים יחסית. לצד השימוש העיקרי ליצירת דגמים, בשנים האחרונות נעשה שימוש במדפסות תלת-ממד גם לצורך ייצור מוגבל של חלקי פולימר ומתכת מורכבים בתעשיות שונות כגון תחבורה ותעופה, אופנה, רפואה ועוד, והצפי שבעתיד עם התפתחות המכונות יעשה שימוש במדפסות תלת־ממד גם לייצור המוני.[1] בנוסף ישנם ניסיונות לייצור מדפסות אשר ידפיסו מזון, מבנים ואף רקמות ואיברים ביולוגיים. המגבלות שעדין מעכבות את השימוש הנרחב בהדפסה תלת־ממדית הן מחיר גבוה של המכונות ושל הייצור - בעיקר בחומרים שאינם פלסטיק, בעיית איכות ושיעור גבוה יחסית של כשלים.[2]
מעבר ליישומים המסורתיים של הדפסה תלת-ממדית בתעשיות שונות, קיימים פיתוחים חדשים המאפשרים שימוש בטכנולוגיה זו בדרכים חדשניות. אחד התחומים המתפתחים במהירות הוא הדפסת תלת-ממד של חומרים ביולוגיים ורקמות אנושיות. מדענים ברחבי העולם עובדים על פיתוח מדפסות המסוגלות לייצר איברים להשתלה, דבר שיכול לשנות את פני הרפואה בעתיד. בנוסף, קיימות מדפסות תלת-ממד להדפסת מזון, המאפשרות יצירת מנות מותאמות אישית בעיצוב מיוחד, ומדפסות הבונות מבנים גדולים כמו בתים וגשרים. תחום נוסף שמתקדם הוא הדפסה של מוצרים רב-חומריים המשלבים תכונות שונות, כגון חלקים גמישים ונוקשים במוצר אחד, מה שמרחיב את אפשרויות הייצור והשימושים הפוטנציאליים בטכנולוגיה זו .[3]
מדפסת התלת-ממד הראשונה נוצרה בשנת 1983 על ידי צ'אק האל מחברת "3D Systems", יצרנית מדפסות תלת-ממד מהגדולות בעולם. בשנת 2006 הפכה הטכנולוגיה לנחלת הכלל כשתוקף הפטנט פג.[4]
בשנת 2004 פיתח אדריאן בווייר את פרויקט ה-Reprap, שמטרתו יצירת מדפסות תלת-ממד בקוד פתוח בטכנולוגיית FDM והפרויקט נהפך לידוע מאוד אחרי שהוא כוסה בצורה רחבה בתקשורת ב-2005. כיום ניתן למצוא 'קיטים' ומדפסות מוכנות לשימוש ביתי המבוססות על פרויקט ה-Reprap. מדפסת הדגל של הפרויקט היא Prusa I3.
במדפסות תלת-ממד קלאסיות (מדפסות תלת-ממד שמבוססות על מערכת צירים קרטזית) ראש ההדפסה זז על צירי X ו-Y בזמן ההדפסה, וכשהוא מסיים להדפיס שכבה משטח ההדפסה יורד בציר Z, וכך הראש יכול להדפיס את השכבה הבאה.
מכונות ההדפסה המיועדות להדפסת רקמות מיוצרות במיוחד לשימוש בחומרים ביולוגיים, זאת בשל המורכבות הן של האלגוריתם והן של החומרים הביולוגיים. מכונת הדפסה בתלת-ממד סטנדרטית עובדת עם חומרים פלסטיים אחדים המודפסים שכבה אחר שכבה כאשר עיקר הפעולה היא בניית המבנה המרחבי. במקרה של הדפסת חומר ביולוגי, החומרים המכילים את השכבה הבודדת צריכים להיות משולבים יחדיו, כמו כן רבים מהחומרים הביולוגיים נמצאים במצב צבירה נוזלי, על כן כאשר מודפסת שכבה מסוימת עלולה להתרחש דיפוזיה וכך המבנה יישבר, או יפעפע לשכבות תחתונות יותר, מה שנמנע בהדפסות סטנדרטיות באמצעות קיבוע של השכבה (לרוב באמצעות חשיפה לאור) שבמקרה זה אינו מתאפשר. במכונת הדפסה ביולוגית לרוב בשל המורכבות, התנועה בציר ה Z תהיה של ראש המזרק ולא של משטח ההזרקה כמו ברוב מדפסות תלת הממד הקלאסיות.
ערך מורחב – מדפסות תלת מימד מסוג דלתאמדפסות תלת־ממד מסוג דלתא הן מדפסות תלת-ממד, אשר מנגנון התנועה שלהן שונה ממנגנון התנועה של מדפסות תלת-ממד המבוססות על מערכת צירים קרטזית. במדפסות הדלתא האובייקט המודפס מונח על משטח ההדפסה ואינו נע במהלך הדפסתו. הראש המדפיס את האובייקט נע באופן מקביל למשטח ההדפסה (דבר הנובע מהגאומטריה של המדפסת). יתרונות מדפסות הדלתא על מדפסות תלת-ממד בעלות מערכות צירים קרטזיות על מדפסות תלת-ממד רגילות:
חברת 3D Systems מהחלוצות בתחום, מספקת פתרונות תוכן להדפסת תלת-ממד וכן מדפסות תלת-ממד, חומרי הדפסה ושירותי חלקים מותאמים אישית על פי דרישה. שיטת ההדפסה היא באמצעות נוזל פולימר שמתמצק תחת תאורת על-סגול, מתחת למכל ישנה מערכת לייזר ומראות שמשרטטת את הצורה על כל השכבה המודפסת, שהופכת לקשיחה, וכך שכבה אחר שכבה עד לסיום ההדפסה.
חברת Mcor Technologies פיתחה בשנת 2005 תהליך הדפסה באמצעות גיליונות נייר משרדי רגילים, דבק ולהב המורכב מטונגסטן קרביד (Tungsten carbide) לחיתוך הצורה.
חברת סטרטסיס עברה בשנת 2012 מיזוג עם חברת Objet Geometries הישראלית. בשיטת ההדפסה של החברה נעשה שימוש בפולימרים רגישים לקרינה אולטרה סגולה. הפולימר מונח על שולחן הייצור על ידי ראש הדפסה רגיל לחלוטין ומוקשה בשכבות של כ-16 מיקרון עד קבלת מודל אחיד. ב-20 ביוני 2013 רכשה Stratasys את יצרנית המערכות השולחניות להדפסה בתלת-ממד MakerBot בכ-400 מיליון דולר.[6] חברת סטרטסיס מייצרת מדפסות המיועדות בעיקרן לשוק המקצועי והיא לוקחת חלק מרכזי ברבים מהפרויקטים החדשניים. לחברה אין פעילות בשוק הקטן של מדפסות תלת-ממד לשוק הביתי, ש-MakerBot נחשבת לאחד הגורמים החלוציים והמובילים בו.[7] באוגוסט 2016 חשפה החברה דגם הדגמה של מדפסת תעשייתית בטכנולוגיית Infinite Build, המבוססת על הדפסה אנכית, ואשר מסוגלת להדפיס רכיבים ללא מגבלת גודל. המדפסת פותחה בשיתוף בואינג האמריקנית ויצרנית הרכב פורד.[8]
חברת ננו דיימנשן הישראלית, העוסקת בפיתוח וייצור מדפסות תלת-ממד לתעשיית האלקטרוניקה.[9]
חברת EOS היא היצרנית המובילה בתחום של ההדפסה התלת-ממדית תעשייתית של חלקים המוכנים לשימוש בשיטת SLS - DMLS, בישראל יש כבר מספר מדפסות של החברה גם בהדפסה של פולימרים וגם בהדפסה באבקת מתכת.
בשנת 2014 הוקמה חברת creality הסינית, שמתמחה במדפסות תלת־ממד בשיטות FDM ושרף.
בשנים האחרונות נכנסו לתחום גם חברות ענק כמו HP, דאסו סיסטמס וג'נרל אלקטריק.
ערך מורחב – הדפסת איבריםבשנת 2009 יצרה חברת Organovo את NovoGen MMX Bioprinter, מדפסת תלת-ממד אשר מאפשרת להדפיס רקמות תא אנושי. התהליך מתבצע במספר שלבים. בתחילה מגדלים תאי גזע אנושיים בתרבית. בשלב הבא, כאשר ישנה כמות מספקת של תאים, נעשה שימוש באנזים ייחודי המאפשר את "אריזתם" של תאי הגזע למבנה דמוי כדוריות[10] אותו מדפיסים.
בשנת 2011 הציגו החוקרים אנטוני אטהלה, ג'ואן אנריקואז ולוק מסלה כליה אנושית[11] המורכבת מתאי גזע אנושיים אותה הדפיסו במדפסת תלת-ממד. זהו אב טיפוס בתחילת דרכו ועד היום עדיין לא הושתל איבר מודפס בגוף אנושי חי. מאז הודפסו איברים נוספים, כגון אוזן אנושית.[12]
בשנת 2019 פיתחו באוניברסיטת תל אביב שיטה להדפסה תלת-ממדית של לב האדם העשוי מרקמת תאים שנלקחו מגוף החולה עצמו.[13]
בשנת 2021 צוות חוקרים מאוניברסיטת תל אביב הצליח להדפיס בתלת-ממד גידול קטלני המדמה את התנהגות התאים הסרטניים בסביבתם הטבעית, במטרה לאפשר לפתח נגדו טיפולים ותרופות.[14][15]
ישי פלג, סיפור אכזבה: מדפסות התלת-ממד, לא מה שחשבנו, בעיתון מקור ראשון, 24 בספטמבר 2018Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
