מדפסות תלת מימדיות מאפשרות להאיץ את תהליך התכנון של אבטיפוסים שישמשו לייצור מוצרים שונים, כמו ציוד רפואי, אופניים, רהיטים ועוד. כדי להמחיש את היעילות של בניית אבטיפוסים במדפסת תלת מימד, הנה דיווח על בניית אבטיפוסים בעזרת מדפסת תלת מימד, שבוצעה בארצות הברית בתחום הציוד הרפואי.
אבטיפוסים של ציוד רפואי מודפס בתלת מימד
מדפסות תלת מימד משפרות את כול שלבי העבודה הנדרשים לבניית מוצר כלשהו. כך טוען מארק בראון, ראש המעבדה לפיתוח אבטיפוס רפואי (the Medical Prototype Development Laboratory – MPDL).
לדבריו, הדפסה בתלת מימד (3D) מאיצה את תהליך התכנון כולו וכתוצאה מכך מתקצר זמן האספקה במידה ניכרת. אחת הבעיות המאתגרות היא לתקשר ולהעביר רעיונות בין אנשי המקצוע השונים. הדפסה ב-3D בהחלט ממלאת פער זה על ידי היכולת לתקשר רעיונות בין העמיתים לעבודה – ביולוגים וכימאים – כך שיוכלו להיות באותו מקום או שלב מבחינת פיתוח המוצר.
משימת המעבדה היא לבנות אבטיפוסים של ציוד רפואי נייד, קל לתפעול בשדה אבל פונקציונלי. ציוד זה חייב גם להיות קומפקטי, קל משקל, נוח לנשיאה, קשיח וקל להרכבה ללא כלי עבודה אחרים.
שיח מדענים
מעבדת MPDL היא חלק מהפעילות שנעשית למען פיתוח ציוד רפואי של צבא ארצות הברית. בראון ועמיתיו החלו בתהליך בניית אבטיפוסים על ידי שיח והחלפת רעיונות עם המדען, המהנדס או החייל שנזקק לציוד. הם מפתחים שרטוטים באמצעות תוכנת תכנון ומחשב וברגע שיש הסכמה על הרעיון הראשוני, ממשיך הצוות להדפסה התלת מימדית.
ביולוגים או כימאים לא יכולים להעלות על הנייר בדיוק את מה שהם רוצים, אומר בראון. כל אחד מהם מכיר את החלק שלו, ואנחנו (בראון ועמיתיו) מכירים את החלק הזה. המשמעות היא שידוך בין שני התחומים כך שאפשר יהיה לבנות את מה שאותם מדענים רוצים. בתהליך התכנון רוצים המבצעים לקבל, במידת האפשר, את כל המידע, אבל זה לא תמיד ליניארי. יש הרבה עליות ומורדות. בכול זאת, שיטה זו עוזרת להתגבר על המהמורות השונות.
העובדה שהדפסת אבטיפוס ב-3D זמינה עבור המבקש מועילה מאוד כי היא מאפשרת סריקה ובדיקה מקיפה לפני המעבר לשלב הייצור, שמטבע הדברים גוזל המון זמן וכסף.
חשוב להבין שחלקים מודפסים ב-3D משמשים להעברת רעיונות אבל לא לבניית המוצר הסופי. ברגע שהסתיים התכנון, הצוות יכול ליצור חלקים מחומרים מסורתיים – כמו אלומיניום, פלדת אל חלד ופלסטיק – באמצעות טכניקות ייצור קונבנציונליות.
דוגמה לאבטיפוס
האבטיפוסים שהכינה מעבדת MPDL משמשים לשירותים שונים, כמו למשל, בניית אלונקה. חברי הצוות פיתחו אלונקה קלת משקל ומתקפלת שנכנסת לתרמיל. הם הדפיסו את המפרקים ב-3D ובעיקר, מפרק שיכול להתקפל בנוחות ובקלות. כיוון שמדובר בגיאומטריה מורכבת, הדפסה ב-3D היא אידיאלית עבור סוגים שכאלה שדורשים הרכבה של מספר חלקים. המעבדה פיתחה גם ידיות מתואמות לאלונקה, שיאפשרו להעלות בקלות את האלונקה למטוס. לבקשת חיל האוויר יצרה המעבדה שני סגנונות של מתאמים שמספקים ידיות מתואמות חזקות יותר שמאפשרות אחיזה בידית מתכת במקום בידית פלסטיק.
