בואו להכיר את מחלקת פיתוח החומרים הפוטו-פולימרים ב-Stratasys 

במטה החברה ברחובות עובדים יחד מעל למאה אנשי מקצוע מתחומים שונים. אלו מעצבים את חומרי העתיד בתחום ההדפסה בשלוש טכנולוגיות מובילות: DLP ,SLA ו-PolyJet 

תמונה 1: מימין לשמאל, ליאור זונדר ויניב הירשזון, מעבדת החומרים של Stratasys.

כשליאור זונדר ויניב הירשזון שהתחילו יחד את התואר הראשון בהנדסת חומרים פולימרים בשנקר, הם לא תיארו לעצמם שהדרך המקצועית שלהם תצטלב למשך עשורים קדימה. יחד עם עוד שותפים מוכשרים ב-Stratasys, זכה הזוג הזה לעצב את תעשיית הדפסת תלת הממד העולמית. 

חמישה בחברה אחת 

Stratasys היא חברת תלת הממד עם מחזור המכירות הגדול בעולם שעמד ב-2023 על 616 מיליון דולר. החברה הוקמה במקור כחברה אמריקאית והתחילה את דרכה ב-1989. עשור לאחר מכן התמזגה עם Objet הישראלית ומאז היא מהווה אחת מהחברות המרשימות שיצאו מישראל. היא התפתחה משמעותית בשנים האחרונות הן באמצעות גידול אורגני והן ע"י רכישת חברות אחרות. אלו הביאו למצב שתחת החברה ניתן למצוא היום את כל חמשת טכנולוגיות ההדפסה המובילות: FDM, PolyJet, DLP, SLA ו-SAF.  

פיתוח כחול-לבן של פוטופולימרים להדפסה 

לחברה נוכחות מרשימה בישראל. במטה שלה, הממוקם ברחובות, ניתן למצוא את מרכז הפיתוח של טכנולוגיות ההדפסה בפוטופולימרים. שם, לצד ליאור ויניב, מתכנסים יחד מעל למאה עובדים מתחומים שונים, כימאים אורגניים, מהנדסי מכונות, פיזיקאים, מהנדסי חומרים ופלסטיקה ומפתחי תוכנה.  

"אנחנו מובילים כאן את תחום פיתוח החומרים העולמי של החברה עבור שלוש טכנולוגיות: DLP, SLA ו-PolyJet", מספר יניב. "המעבדות מצוידות בכל ציוד שרק תעזו לחלום עליו, החל מציוד למעבדות רטובות לכימיה אורגנית, ציוד אנליטי, ציוד לבדיקות מכאניות, תרמיות, ועד לבדיקת צבעים ומיקרוסקופים מתקדמים. אלו תומכים בפיתוח החומרים עצמם ובאפיון תכונות החלקים המודפסים".   

עשרות אלפי פיות מחייכים – וכולם שלנו! 

"אחד הפרויקטים המשמעותיים בו עסקנו היה בתחום הדנטל. הוא הביא לידי ביטוי יתרונות הטכנולוגיה התלת ממדית", מספר ליאור. "מדובר בהדפסה מלאה כיחידה אחת של שיניים תותבות ב-PolyJet. הטכנולוגיה מאפשרת פרסונליצזיה של כל יחידה בהתאם למבנה האנטומי של פה המטופל ולצבעי השיניים המדויק שלו. פיתוח זה דרש חומרי דפוס מאושרי FDA, העומדים בתקני הדנטליים, עמידים במיוחד לשחיקה ושומרים על גוון הצבע המדויק לאורך זמן".  

עשרות אלפי יחידות שכאלו כבר נמצאות בשימוש והן משפרות את השירות שמקבל המטופל. הן מציעות פתרון מהיר ואיכותי, בעל מחיר אטרקטיבי, בהשוואה לטכנולוגיות אחרות של ייצור ב-CNC, יציקות, הדבקה והרכבה. 

איך עוברים מהנדסת פלסטיקה וחומרים פולימרים להוביל את פיתוח הפוטו-פולימרים לתעשיית תלת הממד? 

נראה כי לימודי התואר הראשון של ליאור ויניב בשנקר רחוקים מתחום העיסוק הנוכחי שלהם. אבל אם שואלים אותם, המסלול שעברו הכין אותם בצורה הטובה ביותר לאתגרים הנוכחיים. "התואר הראשון סיפק לי ידע נרחב הן בנושאים מדעיים והן בעבודה בתעשייה", מספר יניב. "לאחר שנתיים בהן יצאתי לתעשייה, חזרתי שוב ללימודים והפעם לתואר מתקדם. בסיומו גוייסתי ל-Stratasys".  

גם ליאור מספר על חוויה דומה: "במהלך לימודי הדוקטורט הישיר בתוכנית של שנקר עם אוניברסיטת UMass Lowell, עבדתי מול Stratasys על פיתוח תבניות בתלת ממד לתהליכי עיבוד סטנדרטיים כמו הזרקה וניפוח. לאחר סיום התואר גויסתי ל-Objet. שם ביצעתי שרשרת של תפקידים שהביאו אותי למקום הנוכחי. הרקע הלימודי הרחב, וההבנה של הקשר בין החומר, התהליך והעיבוד, תמכו במעבר מעיבוד חומרים תרמופלסטיים לכימיה של פוטו-פולימרם בקלות יחסית. עד היום אנחנו ממשיכים לגייס לצוות בוגרי שנקר ומבינים את הערך המוסף שהם מביאים איתם לעולמות העיסוק שלנו עם חיבור חזק לתעשייה ולפרקטיקה". 

מחברים את עולמות פיתוח המדפסות וחומרי הגלם בחברה אחת 

בשנים האחרונות ביצעה Stratasys מספר רכישות מעניינות שסייעו לה להגיע למקום בו היא נמצאת היום. בתחום חומרי הגלם, רכשה החברה לפני כשנה את יחידת פיתוח חומרי ההדפסה התלת ממדית של covestro. זו הוסיפה לשורותיה יכולות חדשות בדמות הדפסת אלסטומרים ו-TPU. בתחום המדפסות, השלימה החברה בתחילת 2021 את הרכישה של חברת Origin האמריקאית, המתמחה בהדפסה בטכנולוגיית ה-DLP, בעסקה ששוויה 100 מיליון דולר. תוסיפו לכך השקת טכנולוגיית הדפסה חדשה באבקה, פרי פיתוח עצמאי של Stratasys, ותבינו איך הגיעה למעמדה הנוכחי. "החיבור של פיתוח החומרים והמדפסות מאפשר לנו שליטה מלאה על התהליך כולו", מסביר ליאור. "היכולת הזו ייחודית ומביאה לפתרונות טובים יותר בשוק". 

תמונה 2: יניב הירשזון, בעבודה עם מדפסת Origin One במעבדת החומרים של Stratasys.

איך משפיעה מגמת הקיימות על תחום תלת הממד? 

"המחלקה שלנו עובדת עם חומרים תרמוסטים שאינם ניתנים למיחזור", אומר יניב. "אבל, היישומים הם לטווח ארוך ולא חד פעמיים, עם ערך מאוד משמעותי ללקוח". לצד זאת, משקיעים בחברה מחשבה ומשאבים לנושא הקיימות. דוגמא לכך זה פרויקט משותף מול שנקר והאוניברסיטה העברית. את הצד האקדמי של הפרויקט מוביל נתנאל יאראק, סטודנט לתואר ישיר לדוקטורט בהנחיה משותפת של פרופ' שלמה מגדסי מהאוניברסיטה העברית ופרופ' חנה דודיוק משנקר. יחד הם עובדים על פיתוח חומרים ויטרימרים. חומרים אלו בעלי קשרים כימיים דינמיים, אשר ניתנים לפירוק וחיבור מחדש תחת קרינה. הם יכולים לשמש כתחליף לפוטו-פולימרם העוברים צילוב בעזרת קרינת UV ואינם ניתנים למחזור. "הרעיון העקרוני הוא מבריק. אנחנו שמחים לקחת חלק ולספק משוב מנקודת מבט תעשייתית כדי לזרז את ההתאמה של פיתוח מסוג זה לשוק", מסכם ליאור. 

מה טומן העתיד לתחום הדפסה תלת ממדית של פוטופולימרים? 

עם כל הכבוד ליישומים חדשים, מתמקדים בחברה גם על פתרונות לתעשייה המסורתית. "אנחנו עובדים על חומרים חדשים שיאפשרו הדפסת תבניות הזרקה לסדרות ייצור קצרות", אומר יניב. "העלות של חלק מודפס עדיין יקרה ועל כן אנחנו בוחנים דרכים לצמצם את תהליכי המשנה. תחום תלת הממד עדיין לא מימש את הפוטנציאל הקיים בו. אומנם קיים מרחק בהשוואה לחומרים תרמוסטיים בתהליכי ייצור אחרים, אבל תכונות רבות אינן הכרחיות לפונקציונאליות המוצר וניתן להתפשר עליהן. כשנגיע להבנה הזו, נראה כאן מהפיכה הדומה למה שראינו במעבר של תעשיית הרכב מחלקי מתכת לפלסטיק", מסכמים שניהם.