להדפיס את ה”בראשית” הבאה: כך הדפסה בתלת ממד יכולה להזניק את תעשיית החלל

השימוש בטכנולוגיית תל ממד יכולה לספק לתעשיית החלל כלי תעופה קלים הצורכים פחות דלק ולקצר את תהליכי הייצור. אך לשם כך יש גם ליצור תהליכי עבודה יעילים וחכמים. איך? שאלנו את מי שלקחו חלק בבניית ”בראשית”

צלם: מיכאל וינרסקי

מאת יובל גייל, מנהל מרכז המצוינות להדפסה בתלת מימד בחטיבת מערכות טילים וחלל של התעשייה האווירית 

טכנולוגיית ההדפסה בתלת ממד הפכה בשנים האחרונות לנפוצה יחסית, וכיום היא כבר חלק בלתי נפרד מתעשיות רבות. כך, הטכנולוגיה משמשת תעשיות רבות להדפסת בתים, מזון ואפילו איברים, וגם תחום התעופה והחלל מנצל את הטכנולוגיה הזו לשימושים שונים ומגוונים. דו”ח שהתפרסם באחרונה חוזה כי בשנים 2024-2020 צפויות תעשיות החלל והתעשיות הביטחוניות להגדיל את השימוש בהדפסת תלת ממד בקצב צמיחה שנתי ממוצע של 20%.

לתעשיית החלל והתעשיות הביטחוניות יש דרישות כלכליות שטכנולוגיית תל ממד יכולה לספק – הצורך ביצירת כלי תעופה קלים יותר הצורכים פחות דלק והרצון להפוך את תהליכי הייצור למהירים יותר.
בעיקר בתחום החלל, למשקל יש משמעות גדולה מבחינת עלויות השיגור, והיכולת להפחית משקל של חלק מסוים, גם אם מדובר בכמה מאות גרמים – היא בעלת השפעה מהותית. בתעשייה זו במיוחד הדפסה בתלת ממד מאפשרת גמישות גדולה ויש לה משמעות רבה על העלות הכוללת של כל פרויקט.

בתעשייה האווירית החלו להיעזר בהדפסת תלת ממד באלומיניום בחטיבת מערכות טילים וחלל לפני מספר שנים, כחלק מתהליכים מתוכננים של החטיבה לשיפור תהליכים בתחומים הנדסיים, הפחתת עלויות ללקוחות ויצירת פתרונות יצירתיים לאתגרים הנדסיים שלא היו להם פתרונות בתהליכים קיימים. ההתמודדויות של המרכז להדפסת תלת ממד של החברה מספקת חשיפה מעניינת לאתגרים שתעשייה זו ניצבת בפניהם.

קל, זול ועמיד

המרכז קם ב-2017, מתוך הבנה כי הטכנולוגיה הזו יכולה לסייע בשימושים שונים בתעשיית החלל. האתגר המרכזי הראשון איתו התמודד המרכז היה הדפסת חלקים שונים לחללית הישראלית הראשונה “בראשית”, שהייתה פרי שיתוף הפעולה של התעשייה האווירית עם SpaceIL.

הסוגיה של הפחתת משקל היא, כאמור, סוגיה מרכזית בתחום החלל. במהלך העבודה על “בראשית” אפיינו במרכז תהליך שלם, שמטרתו להגיע לשלב הבדיקה הפיזית של החלקים שהודפסו מוכנים עד כמה שניתן, כך שלא יהיה צורך בניסוי נוסף. על ידי אופטימיזציה טופולוגית (שיטה שעושה שימוש באלמנטים סופיים על מנת למטב את היחס בין משקל, חוזק והגבלות גיאומטריות של מוצר) – הוגדרו התנאים בהם יצטרך לעמוד כל חלק שיודפס.

צלם: מיכאל וינרסקי

שיטת העבודה הזו בא לידי ביטוי בפרויקט נוסף – הדפסה של bracket (תושבת) ללוויין. מדובר בקופסת אלקטרוניקה אליה מחברים יחידות שונות באמצעות כבלים. האתגר המרכזי עימו התמודדו בתכנון הדפסת ה-bracket במרכז היה החשש כי בזמן שיגור הלוויין הכבלים יתנתקו. האתגרים המרכזיים היו לייצר תושבת שתוכל לעמוד בקשיחות מסוימת ושלא תתפרק בזמן השיגור. בנוסף היה צריך לחשוב על אופן בו ניתן יהיה לייצר את התושבת כך שתהיה קלת משקל וזולה עד כמה שניתן.

בתהליך הבחינה של הפריט לפני ההדפסה זיהו אנשי המרכז כי החלק אותו התבקשו להדפיס לא יעמוד בעומסים הרצויים, ואז החלו בתהליך השיפור שכלל אנליזות ובדיקות דינמיות המדמות את תנאי השיגור.

לאחר הדפסת החלקים בוצע תהליך הוכחה נרחב על פריט מדגמי אחד, המוודא כי המוצר עומד בדרישות השיגור של הלוויין. החלק שנלקח עבר ניסויי הוכחה מקיפים כפי שנהוג בתעשיית החלל. בתהליך זה, אותו חלק – התושבת – עבר בדיקות מחמירות עד כדי כך שבסופו של דבר הוא פסול לשימוש מהחשש שניזוק במהלך הבדיקות, אבל מכיוון ששאר החלקים זהים לו בדיוק – הם בטוחים לשימוש.

צלם: מיכאל וינרסקי

המטרה של תהליך זה היא למנוע בדיקה פרטנית של כל חלק שהודפס – תהליך שמייקר את הפרויקט כולו ומאריך אותו משמעותית. במרכז הצליחו להוכיח שהחלק עבר את כל הניסוי בצורה תקינה, דבר המאשר את אמינותו של הפריט ומאפשר לעשות בדיקה ברמת המערכת כולה המתבצעת כחלק מתהליך אישור הלוויין כולו.

התהליך עצמו הוביל לייצור החלק הנדרש כשהוא עומד בדרישות העומס והמשקל, תוך חיסכון אדיר במחיר: המרכז הצליח לפתח ולהדפיס את התושבת תוך קיצור לוחות הזמנים בחודשים והפחתת המחיר ב-60%.

אופן העבודה הזה מסייע להבין את ההתנהגויות השונות של חומרים שונים בהדפסת תלת ממד, ומראה כי תכנון ומחקר מקדימים מסייעים להגיב בצורה מדויקת ולקצר את התהליך כולו. בנוסף, היכולת ההנדסית בתכנון מקדים ושימוש בתלת ממד מאפשר למהנדסים בדיסציפלינות השונות יצירתיות וגמישות מחשבתית רחבה ומייצרת פתרונות חדשים וחדשנים לאתגרים הנדסיים קיימים.

הכתבה בחסות תעשייה אווירית

התעשייה האווירית רואה בחדשנות כאחד מיסודות ההצלחה ומשקיעה משאבים אדירים במחקר ופיתוח של טכנולוגיות העתיד בשוק הצבאי והאזרחי. אנחנו פועלים גם בזירה הבינלאומית, בין היתר כ- Corporate Partner באקסלרטור הבינלאומי Starburst וכחברה בקונסורציום בארה"ב בתחום ה- New Space של Techstars-Starburst יחד עם חיל האוויר האמריקאי, נאס"א, לוקהיד מרטין, MAXAR ו-SAIC. כחברה ששמה חקוק על המערכות הטכנולוגיות המובילות בארץ ובעולם, אנו מבינים שחיבור עם סטארטאפים הוא הכרחי ופותחים את שערינו לרעיונות חדשניים תוך סיוע להפוך את הרעיון למציאות. לפרטים נוספים, לחצו כאן.

כתב אורח

אנחנו מארחים מפעם לפעם כותבים טכנולוגים אורחים, המפרסמים כתבות בתחומי התמחות שלהם. במידה ואתם מעוניינים לפרסם פוסט בשמכם, פנו אלינו באמצעות טופס יצירת קשר באתר.

הגב

רוצה להיות הראשון להגיב?

avatar
Photo and Image Files
 
 
 
Audio and Video Files
 
 
 
Other File Types
 
 
 

* היי, אנחנו אוהבים תגובות!
תיקונים, תגובות קוטלות וכמובן תגובות מפרגנות - בכיף.
חופש הביטוי הוא ערך עליון, אבל לא נוכל להשלים עם תגובות שכוללות הסתה, הוצאת דיבה, תגובות שכוללות מידע המפר את תנאי השימוש של Geektime, תגובות שחורגות מהטעם הטוב ותגובות שהן בניגוד לדין. תגובות כאלו יימחקו מייד.

wpDiscuz

תגיות לכתבה: