נושא הבלוג

קצת קשה לדחוס יותר מ- 20 שנות נסיון עם תיב"ם מכני תלת ממדי יחד עם עוד כמה שנות נסיון בהדפסה תלת ממדית לתוך בלוג אחד. אבל, זה כייף לנסות.
הבלוג מיועד למקצוענים ולחובבים ב 3D CAD וב 3D Printing למי שרוצה ללמוד ולהבין יותר על הטכנולוגיה ועל החידושים בתחום. אשמח לתגובות ולשיתוף.

יום רביעי, 29 במרץ 2017

מבוא לתוכנות תלת ממד למתחילים - עדכון 2017



 DesignSpark Free CAD
בסוף 2014 עולם התלת ממד היה באופוריה. מניות חברות ההדפסה הגיעו לשמיים, תוכנות ה CAD בענן היו הדבר הבא ותוכנות לתכנון בתלת ממד להמונים נראו פתאום בהשיג יד. מהפכת התקשורת הגיעה גם לתלת ממד ? לא בדיוק. מיזוגים, רכישות והתפקחות עסקית מביאים לכך ששנת 2017 מתחילה קצת פחות ידידותית לחובבי תוכנות התלת ממד.

את הפוסט "מבוא לתוכנות תלת ממד למתחילים" פרסמתי לראשונה ב 2014 ועדכנתי קצת מאז. הוא הפך למאוד פופולארי בגלל הדרישה ההולכת וגוברת לכלי תכנון זמינים בתלת ממד.  את רוב התוכנות המוזכרות כאן ניסתי לאחרונה וחלקן מותקנות אצלי באופן קבוע על המחשב למשימות שונות.

כלל ראשון להדפסה בתלת ממד הוא הימצאותו של קובץ תלת ממדי אותו ניתן להמיר לפורמט STL. 
יש עקרון אחד המשותף היום לכל מכונות הייצור בתלת ממד, ממדפסת ביתית להרכבה עצמית ב 100 דולר ועד למכונה במיליון דולר המדפיסה חלקי טיטניום, כולן מקבלות את הוראות ההדפסה מתוכנה המכינה קובץ תלת ממד מסוג STL להדפסה. התוכנה מחלקת את הקובץ לשכבות וממירה את התמונה הדו ממדית הנוצרת בכל שכבה להוראות למכונת ההדפסה. כדי להצליח, התוכנה שמדברת עם המכונה חייבת לקבל קובץ תלת ממדי המתאר בצורה מדויקת את הגוף על כל פרטיו. נכון להיום, כל התוכנות ששולחות הוראות למכונת ההדפסה יודעות לעבוד עם לפחות קובץ אחד סטנדרטי המכונה STL. הקובץ הנ"ל מכיל תאור גרפי של גופים תלת ממדיים בעזרת אוסף של מצולעים תלת ממדים. קיימות עשרות תוכנות ליצירת גופים תלת ממדיים בטכנולוגיות של SOLID, משטחים או Mesh ולכל אחת פורמט קבצים משלה. המכנה המשותף המעניין אותנו הוא היכולת לשמור את הקובץ התלת ממדי כקובץ STL. 

את תוכנות התלת ממד ניתן לחלק לשלוש קבוצות. בחלק העליון של הפרמידה נמצא את תוכנות ה High End היקרות. בקבוצת הביניים נמצא את התוכנות הנפוצות במשרדי תכנון ובאוניברסיטאות ויש גם את התחום המתרחב של תוכנות לחובבים ומיקרים שהן כמובן גם הזולות ביותר. ברשימה הבאה אסקור בקצרה את התוכנות הנפוצות והנתמכות בישראל למידול של גופים תלת ממדים "קטנים" (לעומת תוכנות להנדסה אזרחית ואדריכלות) תוך דגש על התחום המתאים ביותר למתחילים. 

לפני שנמשיך, נעשה הכרות קצרה עם מספר מונחים טכנולוגים החשובים להמשך:

מונחים בסיסיים:


    Solid - המונח סוליד הוא לא רק השם של מספר תוכנות פופולריות. טכנולוגית ה"סוליד" מאפשרת לנו לתכנן גופים תלת ממדים מדויקים תוך מתן תכונות פיסיקליות למודל הממוחשב המקרבות אותו מאוד למציאות. צרוף המילים "סוליד פרמטרי" מעיד על כך שהתוכנה מאפשרת לשנות את המודל התלת ממדי בעזרת שינוי של ערכים כגון מידות. בעולם ההנדסה המכנית תוכנות ה"סוליד פרמטרי" הן השליטות הבלעדיות 
    Mesh - מודל תלת ממדי המורכב מרשת או מאוסף של קווים היוצרים מצולעים תלת ממדים שמתארים את המודל . מודל ה Mesh הוא פחות מדויק, לא ניתן לשינויים בעזרת פרמטרים ומתאים יותר ליצירת צורות אורגניות מורכבות ולעיצוב חופשי. קבצי Mesh נפוצים מסתיימים ב STL או OBJ ולפעמים גם VRML.
    עריכה ישירה (Direct Editing ) - מונח המשוייך לתוכנות הסוליד ומתאר את היכולת לשנות בקלות גופים תלת ממדים ולעצב אותם מחדש מבלי להסתמך על הפרמטרים המקוריים. עריכה ישירה נחשבת לטכניקה שמתאימה יותר למתחילים ולמשתמשים מזדמנים. 
    פרמטרי - מודל הנשלט על ידי מידות או אילוצים. מודל תלת ממדי פרמטרי מוגדר על ידי מידות כך ששינוי המידה ישנה את גאומטריית המודל. לדוגמה, אם נתכנן קובייה תלת ממדית שמידותיה הן 4 ס"מ לרוחב לאורך ולגובה וכעת נשנה את מידת האורך בלבד ל 6 ס"מ על ידי הקלדת ערך חדש, המודל הפרמטרי יתעדכן בהתאם ובהטל הצד נקבל מלבן במקום מרובע שווה צלעות. 
    Surface - בעוד הסוליד מתאר את הגוף כולו, תוכנות משטחים מטפלות רק בטופולוגיה החיצונית. יכולות ה"משטחים" מאפשרות יצירת גאומטריות מורכבות יותר תוך שמירה על מראה חלק וזורם. תעשיית הרכב משתמשת בתוכנות משטחים לעיצוב המשטחים הקמורים ברכב. בתעשיה הרפואית יש לפעמים צורך להשתמש במשטחים על מנת להתאים את התכנון לאנטומיה אורגנית.

  סיווג התוכנות על פי התאמה לתעשייה:

  1. High End

  2. Main Stream

  3. Hobby

1. תוכנות ה High End


תוכנות העל נפוצות מאוד בתעשיות הרכב והתעופה ונותנות פתרון מקיף הכולל אפליקציות רבות וכלים חזקים לניהול של הרכבות גדולות עם עשרות אלפי חלקים. התוכנות יקרות מאוד ונדרש זמן רב וניסיון כדי להתמחות בכל אחת מהן. בעבר חברות השקיעו זמן ומשאבים רבים על מנת להשוות ולבחור בתוכנה המתאימה לארגון מבין השלוש שלמטה. כיום, בגלל הקושי הרב בהעברת קבצים בין תוכנה אחד לשניה הבחירה כמעט ואיננה נעשת על פי יכולות תכנון ספציפיות אלה בעיקר על פי הכלים שאיתם עובדים השותפים העסקיים או על פי כליי ניהול התצורה הנמצאים בארגון ובסביבה העסקית שלו. שלוש תוכנות העל המוכרות ביותר הן:


  • Pro/e ) Creo ) - תוכנת הסוליד פרמטרית הראשונה בעולם. מלאת יכולות וקשה ללימוד. ניתן למצוא אותה בארץ ברפא"ל, אורבוטק, HP ועוד.
  • יוניגרפיקס /  Siemens NX  - חבילת תוכנה מקיפה השייכת היום לקונצרן סימנס. זו התוכנה של יצרניות הרכב GM ופיאט. בארץ ניתן למצוא אותה בעיקר בתעשייה האווירית, בטכנולוגיות להבים, מנועי בית שמש ועוד..
  • Catia - מבית דאסו סיסטמס , מקובלת מאוד בתעשיית המטוסים העולמית. Boing , פיז'ו ופולקסווגן הם בין הלקוחות הגדולים. בארץ נוכל למצוא אותה בישכר, תעשייה אווירית, פלסן ועוד..
  • תוכנת על נוספת שמטפלת רק במשטחים היא Alias של אוטודסק. ה Alias נפוצה בעיקר אצל מעצבים תעשייתיים ומעצבי רכב. היא קשה מאוד ללימוד אבל מתגמלת ביכולות פנטסטיות. אם אתם מפנטזים להיות מעצבי רכב, זו התוכנה עבורכם.


2. תוכנות ה Main Stream

זו קבוצת התוכנות הנפוצות ביותר לתכנון סוליד פרמטרי. המחירים אינם עממיים והם עומדים על עשרות אלפי שקלים* לרישיון תוכנה בסיסי. תוכנות ה Main Stream הן קלות יחסית ללימוד ולשימוש ונפוצות בכל מוסדות לימוד ההנדסה והעיצוב. 

הקלאסיות:
שלוש התוכנות הבאות מתחרות אחת בשניה ראש בראש כבר 20 שנים עם חבילת יכולות די דומה.  
  • SolidWorksמבית דאסו סיסטמס התוכנה שהמציאה את הקטגוריה. תוכנת הסוליד הנפוצה ביותר בישראל. קלה ללימוד, נוחה לשימוש ומלאת יכולות וכלים משלימים. 
  • Autodesk Inventor - אוטודסק היא יצרן תוכנות התלת ממד הגדול בעולם. האינוונטור היא אלטרנטיבה הזולה במקצת מסולידוורקס שאיננה נופלת ממנה כלל. היא כוללת יכולות מתקדמות לעריכה ישירה ועיצוב הייחודיות לקטגורית ה MainStream. 
  • Solid Edge - מבית Siemens NX. הראשונה ששילבה יכולות עריכה ישירה יחד עם תכנון פרמטרי. ממשיכה לשפר יכולות אלו ולהציעה פתרון שיכול להיות מנשולב עם תוכנת העל UG
השונה:
  • SpaceClaim   - תוכנת סוליד נוספת שמתאימה מאוד לשימוש להדפסה תלת ממדית . התוכנה בנויה לעריכה ישירה של קבצי סוליד. משתמשים לא מיומנים ימצאו אותה קלה ומהירה לשימוש . בגרסה האחרונה נוספה לתוכנה היכולת לערוך קבצי STL מה שהופך אותה למעניינת עוד יותר לצורכי הדפסה תלת ממדית
הדור החדש:
תוכנות הדור החדש מתבססות על מחשוב ענן. אלה הן שתי הנציגות הבולטות בתחום:

  • Onshape  - מהיוצרים של SolidWorks , תוכנת סוליד ב"ענן", ללא התקנה או תלות במחשב, רצה גם על מכשיר נייד, טלפון או טאבלט. קלה לשימוש וצנועה מאוד בדרישות מיחשב ועדין מלאת יכולות ומאפשרת שמירה ופתיחה של רוב הפורמטים המוכרים. המודל העסקי משתנה מידי פעם. כעת הוא מאפשר עבודה בחינם לחודש, לאחר מכן, ניתן להמשיך לעבוד אבל הקבצים חשופים לכולם או, לרכוש מנוי ב 100$ לחודש. OnShape היא כרטיס הכניסה הטוב ביותר לעולם של תכנון בסוליד ומהווה כלי לימוד מצויין למי שרוצה להמשיך לתוכנות המקצועיות.
  • Fusion 360
  • Fusion 360 - אוטודסק דוחפת כל הזמן יכולות חדשות לפלפורמה הענן של ה fusion התוכנה כוללת אין סוף יכולות לתכנון, עיצוב וסימולציה במחיר נמוך במיוחד שמתחיל בפחות מדולר לחודש. התוכנה דורשת התקנה מקומית ומשתמשת בענן ככוח חישוב לביצוע פעולות מורכבות מהר יותר.
עוד שתי תוכנות מאוד נפוצות אבל לא קלות במיוחד לשימוש
  •  

    3DMAX - נציג תוכנות ה Mesh או המצולעים. תוכנה רבת יכולות וזכויות הנפוצה מאוד לצורכי הנפשה. ה MAX איננה תוכנה הנדסית ואיננה קלה לשימוש כמו תוכנות הסוליד שלמעלה. אבל, היא היחידה בקבוצה שמאפשרת מידול של דמויות, חיות וצורות משונות אחרות.
  • Rhino - תוכנה שהיא נציגה מובהקת לתכנון ובמשטחים היא Rhino הפופולארית במיוחד לתכנון גופים גאומטרים מורכבים להדפסה בתלת ממד הנוצרים ע"י מניפולציה של משוואות מתמטיות. ל Rhino מספר רב של יישומים משלימים לתכנון וביצוע משימות מורכבות כגון ייצור תכשיטים. 
* רוב החברות מציעות תנאים מיוחדים לסטודנטים. לדוגמה, באוטודסק תקבלו חבילת תוכנות שלמה לשימוש בחינם למשך שלוש שנים. המבצעים לסטודנטים משתנים מדי פעם ושווה לבדוק עם הספק המקומי ובאתר האינטרנט של החברה

3. תוכנות לחובבים בחינם !

בקטגוריה הזו תוכנות המספקות יכולות תלת ממד טובות בעלות אפסית. יש כמה תוכנות חינמיות הכוללות מספר יכולות מפתיעות שלא קימות בתוכנות ה MainStream היקרות.
שימו לב שעולם התיב"ם (תכנון בעזרת מחשב) מחולק למספר קטגוריות ועושה שימוש במספר טכנולוגיות תלת ממד. בגדול תוכנות ה"סוליד" שייכות לתחום התכנון המכני, תוכנות ה Mesh שייכות לעולם של הנפשה וצורות אורגניות. כדאי לזכור שלתכנן מנגנון יהיה הרבה יותר פשוט בתוכנה מכנית בטכנולוגית "סוליד" אבל, צורות אורגניות יכולות להיות משימה בילתי אפשרית גם למתכנן מנוסה בתוכנת סוליד. 

לשתי התוכנות הבאות כלים ויכולות מפתיעות. כל בעל ניסיון עם תוכנות סוליד יסתדר איתן היטב. מי שחדש בתחום, יקבל הזדמנות נהדרת ללמוד את הייסודות. הן מגיעות מחברות מסחריות מובילות וניתנות להורדה ולשימוש בחינם ללא מגבלות. רק שימו לב, תוכנות סוליד הן זללניות משאבי מחשב. ללא מעבד חזק ומספיק זיכרון RAM החוויה יכולה להיות מתסכלת.


DesignSpark Mechanical - מלא הפתעות
גרסה "ערומה" של תוכנת SpaceClaim במיתוג של יצרן הקשיחים RS. יכולות מפתיעות וביצועים טובים בתוכנת עריכה ישירה חזקה. ניתן ליבא קבצי STEP ולשמור קבצים ל STL לצורך הדפסה בתלת ממד. התוכנה ממשיכה להתעדכן והיא כוללת יכולות לערוך קבצי STL ולהשתמש בהם להמשך בניה בסוליד, ייכולות יחודייות שאינן נמצאות בשום תוכנה אחרת. 


חברת PTC היא מי שהמציאה את הסוליד הפרמטרי. לפני מספר שנים היא רכשה את CoCreate מ HP וקיבלה גישה ליכולות העריכה הישירה של התוכנה ששרתה את HP שנים. ה Elements/direct היא תוכנה נהדרת לתכנון העשירה בכלים ויכולות וניתנת גם היא להורדה ושימוש בחינם ללא מגבלת זמן. התוכנה מוגבלת ל 60 חלקים בהרכבה אחת, די והותר למתכנן החובב.
עד לאחרונה, אוטודסק הייתה החברה היחידה שלקחה ברצינות את עולם המיקרים וההדפסה התלת ממדית עם אוסף של תוכנות תלת ממד (וגם דו ממד) המיועדות לתחום עם חשיבה על המשתמש המזדמן איננו אשף תיב"ם. לאחרונה, החברה הודיעה על כוונתה להתמקד במספר מצומצם יותר של ולהוציא לגמלאות חלק מהפרויקטים החינמים במשפחת תוכנות ה 123D שמיועדת במיוחד לחובבים. 
זה הזמן למהר ולהוריד את התוכנה הבאה כל עוד היא זמינה.
123D - סוליד לכולם
123D מגיעה עם ממשק פשוט וקל להבנה ויכולות סוליד מלאות בתוכנה שבנויה לשימוש ילדי בית ספר. התוכנה מאפשרת הוספה קלה למודל של אלמנטים מוכנים מראש אותם ניתן למקם ולערוך בקלות. היא מגיעה עם מספר דוגמאות נחמדות שמאפשרות ליצור הרכבה בקלות. 

TinkerCAD - ממשק יחודי  
תוכנת ענן ללא צורך בהתקנה. בעלת ממשק יחדי וקל במיוחד לשימוש. לפני שנה וחצי צוות הפיתוח סגר הפרויקט והתוכנה נעלמה. מספר חודשים מאוחר יותר, אוטודסק רכשו את החברה והחזירו את התוכנה לחיים. התוכנה איננה "סוליד", היא משתמשת בטכנולוגיה ייחודית ומאפשרת עריכה של קבצי STL ! וגם, המתאימה מכולם למחשבים "חלשים". ה TinkerCAD היא כלי חשוב בארגז הכלים של כל חובב ביתי שמעוניין לעצב קבצי STL.

אפשר גם....

FreeCAD - לחובבי הקוד הפתוח
תוכנה חופשית לתכנון תלת ממדי. נותנת כלים להמרה בין תוכנות ואפשרות לעבוד גם עם קבצי Mesh . בתור כלי לתכנון, היא איננה יכולה להתחרות עם התוכנותת האחרות שמוזכרות כאן. ל FreeCAD פוטנציאל גדול אבל היא איננה יציבה והשימוש בה עדין קצת מסורבל.


תוכנה ותיקה ופופולרית עם קהל משתמשים גדול. בסקצ'אפ קל מאוד להתחיל לתכנן בתלת ממד. התוכנה מיועדת בעיקר לתכנון אדריכלי של מבנים בתלת ממד. החברה נרכשה ע"י גוגל לשימוש כפלטפורמת בניה בסביבת גוגל ארצ'. לפני מספר שנים גוגל החליטה לצאת מהתחום התיב"ם ומכרה את המוצר לטרימל בילדינג. קל מאוד להגיעה לתוצאות עם התוכנה כל עוד מדובר בגופים פשוטים. היא איננה פרמטרית (ר"ע) ושינוי ועריכת מודלים היא משימה לא פשוטה. 

Blender
בלנדר - לא לכל אחד
תוכנת הנפשה חזקה. המקבילה החופשית ל 3D Max . השימוש בבלנדר יכול להיות מתסכל. יש ברשת אין ספור דוגמאות של מודלים מדהימים שנעשו בתוכנה אבל, התוכנה מחייבת לימוד וידע. היא קשה לתפעול ומתאימה בעיקר למי שמתכוון להתמקצע בתחום האנימציה הממוחשבת. אם אם רוצים לתכנן דרקונים ומפלצות כדי להדפיס יצירות יחודיות יתכן ש Blender היא בדיוק התוכנה עבורכם



גל רז
מלבורן, אוסטרליה

יום שישי, 11 בנובמבר 2016

להדפיס בתלת ממד בסינגפור

הקדמה - בתחילת 2016, לאחר שביליתי את כל חיי בישראל, עברתי להתגורר בסינגפור, מדינת אי קטנה  בדרום מזרח אסיה. כאן קבלתי תפקיד מאתגר של ניהול מפעל הדפסה בתלת ממד הגדול ביותר בדרום מזרח אסיה. עם צוות רב לאומי הכולל עובדים ומהנדסים מוכשרים מצרפת, הודו, סין, מלזיה וגם, סינגפורים מ"עדות שונות" אנחנו מייצרים עם מדפסות תלת ממד שונות במיגוון טכנולוגיות.
בסינגפור קהילה ישראלית חמה ואיכותית מאוד ואת הכתבה הבאה כתבתי לאתר ה"ישראלי" של סינגפור PITPE2. במטרה לתת רקע בסיסי על התחום המרתק הזה.    

על השולחן שלי פיסת פלסטיק, פשוטה למראה וחסרת צבע או ברק מידי פעם, אני  שולף את ידית הפלסטיק הזו שיוצרה בהדפסה בתלת ממד ומציג אותה בגאווה לבן שיחי. זו לא מהפכה או מוצר שאי אפשר בלעדיו, זה בסך הכל עוד חלק לא מתכלה בעולם המתמלא בזבל מפלסטיק אבל, את ה"זבל" הזה אני תכננתי וייצרתי בעצמי או, נכון יותר הדפסתי בתלת ממד.  אם יש תכונה אחת המשותפת למין האנושי כולו, היא כנראה החיבה שאנחנו רוכשים למעשי ידינו. בכל אחד מאיתנו מסתתר מפעל ייצור קטן שלפעמים מגיע לידי ביטוי בבישול, תפירה, יצירה, נגרות, כתיבה וכו. את הצורך הזה מיטיב לתאר פרופ, דן אריאלי בהרצאות או ספרים כאשר הוא מביא אפילו דוגמאות מעולם החי. בעולמינו כיום, הייצור של מוצרים פיזים, כאלה שניתן להחזיק ביד, הוא תהליך הרחוק מאוד מסביבתינו הקרובה. רוב הייצור נעשה כיום במפעלים מרוחקים, בעזרת מכונות יקרות וצייוד יעודי. היצרן הבודד בסביבה הביתית מסתפק היום בבנית פוסטים בפייסבוק. בהרכבת תמונות באינסטגרם ובחפירות בוואצאפ. להדפסה בתלת ממד יש את הפוטנציאל לשנות במקצת את התמונה הזו ולהביא את היכולות לייצר מוצרים מורכבים ומתוחכמים לשולחן העבודה של כל אחד מאיתנו.

מה היא הדפסה בתלת ממד?
באמצע שנות השמונים של המאה הקודמת הופיעו המכונות הראשונות שאפשרו לייצר מודל תלת ממדי על ידי הוספת שכבות אחת על השניה. על מנת להבין את עקרון הפעולה של הדפסה בתלת ממד, דמינו אקדח דבק חם כבסיס לטכנולוגיה הפשוטה ביותר להבנה והנפוצה ביותר לייצור חלקי פלסטיק בסביבה הביתית. באקדח דבק חם אנו דוחסים גליל פלסטיק דרך נחיר צר מחומם ומקבלים חוט פלסטיק חם בצד השני המתנהג כמו משחה דביקה. כאשר החוט מתקרר, הוא הופך למוצק. אם נשתמש בדבק החם כדי להוסיף שכבה חדשה על פני השכבה שכבר יצרנו, נקבל מוצר תלת ממדי עשוי פלסטיק. במדפסת תלת ממד מסוג FDM אקדח הדבק החם מכונה אקסטרודר או ראש ההדפסה. האקסטרודר נע על מערכת צירים אופקית ומשטח ההדפסה נע אנכית. ראש ההדפסה מצייר שכבה דקה של פלסטיק על משטח ההדפסה. לאחר כל שכבה המשטח יורד ושכבה חדשה נוספת על גבי השכבה הקודמת.  היופי בהדפסה תלת ממדית הוא שניתן לייצר בכלים פשוטים יחסית כל צורה שרוצים רק על ידי הוספת חומר וללא ניסור, חיתוך , עיבוד, שיבוב, קידוח, יציקה ועוד שמות של שיטות ייצור רבות שמתארות דרכים לעצב גוש חומר לצורה חדשה בעזרת תהליכים מורכבים של עיצוב וגריעת חומר. אם, נקח לדוגמא את עכבר המחשב, הדפסה בתלת ממד מאפשרת לנו לייצר את מעטפת הפלסטיק שלו מהר יותר ובפחות מאמץ ולכלוך הנדרש להכנה ואפייה של עוגת שוקולד.
עד כאן, הכל פשוט יחסית אבל, בשביל להדפיס עכבר מחשב חדש אנחנו זקוקים לפני הכל למודל תלת ממדי ממוחשב שאותו ניתן לחתוך לפרוסות דקות ולשלוח למדפסת כקובץ דיגיטלי על מנת שתרכיב אותו מחדש שכבה אחר שכבה. את המודל אנחנו יכולים לקבל בשלוש דרכים מקובלות כאשר הפשוטה ביותר היא להוריד מהרשת מודל מוכן להדפסה. מאות אלפי מודלים כבר קיימים ברשת בעשרות אתרים להורדת קבצי תלת ממד שאיתם ניתן להדפיס דגמים של כמעט כל דבר, החל מגולגלות, דרך גיבורי ועד לכלי נשק (לא חוקי ומאוד לא מומלץ בסינגפור !), דרך נוספת היא לסרוק בתלת ממד מוצר קיים ולהפוך אותו למודל מוכן להדפסה. זה אומנם נשמע פשוט אבל טכנולוגית הסריקה בתלת ממד עדין רחוקה מאוד מלאפשר לכל אחד לקבל מודל מוכן להדפסה באיכות סבירה, מה שמביא אותנו לאפשרות האחרונה והמועדפת עלי והיא לבנות מודל תלת ממדי בעזרת אחת משלל התוכנות המיועדות לכך שמאפשרות לכל אחד להביא לידי ביטוי את רוח היצירה, ההמצאה והכשרון האומנותי ולהפוך רעיון למוצר פיזי.

הדפסה תלת ממדית בתעשייה
בצד המקצועי אנו רואים בהדפסת תלת ממדית שיטת ייצור מתקדמת שמאפשרת לנו להתגבר על מגבלות הקיימות בשיטות ייצור מסורתיות ולייצר כל צורה וגאומטריה בקלות רבה. רוב שיטות הייצור הקיימות היום דורשות שימוש בכלים יעודים שפעמים רבות יש צורך לייצר אותם מראש בעלות גבוהה מאוד. נחזור לעכבר המחשב, נכון יותר, למעטפת הפלסטיק שלו. הייצור שלה מתחיל בייצור תבנית פלסטיק שמורכבת ממערך של חלקי מתכת, מוטות וברגים. התבנית מתחילה כגוש פלדה שמוכנס למכונות לעיבוד שבבי המכרסמות ומורידות ממנו חומר על מנת לקבל את התעתיק של המוצר. תבנית יכולה לשקול מאות קילוגרמים, לעלות עשרות אלפי שקלים לגזול זמן ייצור של לפחות שלושה חודשים המעסיק מספר רב של מתכננים, מפעילי מכונה ופועלי ייצור. הצורה של מעטפת הפלסטיק של העכבר מוכתבת משורה של חוקי תכנון נוקשים המחוייבים בתהליך הייצור בתבנית על מנת להבטיח למשל שהמוצר ישלף בקלות מהתבנית או, שהפלסטיק יוזרק בהצלחה לכל חלקי התבנית. רוצים לשנות את המוצר, לשפר או לעדכן ? ברוב המקרים יש לחזור על כל התהליך מחדש.
מסגרת משקפיים המודפסת כולה בטיטיום,

ביחידה אחת עם ציר אינטגרלי
כאשר משתמשים בהדפסה תלת ממדית כתהליך הייצור, נשאר רק לתכנן, ללחוץ על כפתור ששולח את הקובץ התלת ממדי למדפסת ועוד באותו היום אפשר לקבל את המוצר המוגמר. התהליך המהיר הזה המאפשר לייצר בזול מודלים בצורות שונות ומורכבות עם מעט מגבלות ייצור מושך תחומים רבים בתעשייה. שוק הבניה מתעניין מאוד בהדפסת מבנים ע"י מכונות ענק שיכולות לחסוך כוח אדם ולייצר קירות ותמיכות בעלי מבנה פנימי מורכב לטובת חוזק, בידוד או הולכת צנרת ואולי אפילו להשתמש בחומר הנחפר באתר הבניה כחומר הגלם למדפסת.. בתחום הרפואי יש ענין רב בהדפסת תחליפי אברים מחומרים אורגנים או שתלים המותאמים ספציפית לאנטומית החולה. היכולת להדפיס במתכות קלות חלקים בעלי מבנה פנימי מורכב וחסכוני במשקל מושכת מאוד את תעשיית התעופה והרכב כמו גם האפשרות להחליף את מחסני הענק לחלקי חילוף הקיימים בכל מדינה במחסנים וירטואלים המכילים אוסף של קבצי תלת ממד אותם ניתן לשלוח למדפסת בכל עת ולייצר רק על פי דרישה.
אנחנו כמובן נמצאים רק בתחילת העידן המודרני של ייצור בהדפסה תלת ממדית, העתיד מרתק  והמגבלות עדין רבות. סקירה מעמיקה יותר על הנושא אתם יכולים למצוא בבלוג שלי.

הנקודה הישראלית סינגפורית
קל למצוא היום מדפסות תלת ממד להדפסת חלקי פלסטיק במחיר של פחות מ 1,000$ אבל, המדפסות המקצועיות למתכת ופלסטיק יקרות הרבה יותר. מחיר של מדפסת ממוצעת הוא באזור החצי מיליון דולר ויכול לטפס בקלות למליון דולר ומעלה.  רוב  החברות שמייצרות בתהליך, אשר בשפה המקצועית מכונה "ייצור מוסף" -additive manufacturing משתמשות במפעלים להדפסה או "לשכות שרות". UCT היא חברה אמריקאית בתחום ההרכבות עם מפעלים בכל העולם ופעילות ענפה כאן בסינגפור. לפני שנתיים החליטה החברה לפתוח כאן את לשכת השרות להדפסה בתלת ממד הגדולה ביותר בדרום מזרח אסיה. ההשקעה העצומה של ממשלת סינגפור בתעשייה מתקדמת ובאוניברסיטאות וכוח האדם המקצועי והמיומן עודדו את UCT לפתוח בסינגפור את מרכז ההדפסה בתלת ממד והביאו אותי לסינגפור לנהל כאן את מרכז ההדפסה בתלת ממד.
במרכז ההדפסה של UCT אנחנו מייצרים בשבע טכנולוגיות הדפסה ומיגוון חומרים שונים. אנחנו מדפיסים יום יום חלקי מתכת מטיטניום, אלומיניום, פלב"ם ועוד. מייצרים חלקי פלסטיק איכותיים ודגמים מכ 30 חומרים שונים. הלקוחות שלנו מגיעים מכל דרום מזרח אסיה אבל, גם מארה"ב ואירופה. הצוות המיומן שלי פיתח מספר יכולות יחודיות במיוחד בהדפסת מתכת שמאפשרות לנו להתחרות בהצלחה חברות ותיקות הרבה יותר בתחום.
לישראלים יש תפקיד חשוב בתעשיית ההדפסה בתלת ממד העולמית והקהילה המקומית בסינגפור מונה מספר מכובד של מומחים העוסקים בתחום. החברה הגדולה בעולם לייצור מדפסות תלת ממד היא חצי ישראלית ולה  נציגות מכובדת באי, חברת HP בסינגפור מעסיקה מומחים ישראלים לפיתוח קו הייצור החדשני למדפסת תלת ממד. באוניברסיטאות בסינגפור ניתן למצוא סטודנטים ישראלים לתארים מתקדמים הקשורים לעולם ההדפסה התלת ממדית ופרופסורים ישראלים, מומחים בעלי שם המגיעים תדיר לסינגפור כחלק משיתופי פעולה עם המוסדות המקומיים.

בכנס חדשנות - HP SINGAPORE 




יום ראשון, 27 בדצמבר 2015

מהשולחן לענן, מה יהיה על אנשי המכירות ?


אזור המסלולים בבסיסי חיל האוויר תמיד היה חביב על האופנוע שלי. חיבה שדרשה מידי פעם תושייה רבה כדי להתחמק מצרות.  בשנות ה 80, על מסלולי ההסעה בבן גוריון, עלה בי הרעיון הלגיטימי לבדוק כמה זמן לוקח לאופנוע הגיע מאפס ל 100. ההונדה XL500, עם הצמיג הקדמי הענק בקוטר 23" ובוכנה בקוטר מוגדל לא צוידה בשעון זמן ולכן, שעון היד נדחף בין מוטות הכידון כשהתצוגה הדיגיטלית מולי, ובחמש שניות על שעון העצר שחררתי קלצ' וסובבתי מצערת. הספקתי להאיץ ל 100 מטר לפני השעון נפל והתרסק על האספלט ואני נשארתי ללא תשובה לשאלה החשובה. היום, אם הייתי חוזר על השטות, לא הייתי מסכן את הקסיו עם התצוגה העלובה. במקומו, הייתי שם כמובן את סמארטפון על הכידון ו.. כנראה מרסק גם אותו.  מעצב בשם ארנון סיפר לי לא מזמן על חוויה דומה. הנייד נפל לו מהאופנוע בטיול במדינת עולם שלישי והתרסק. בחנות הקרובה הוא רכש סמארטפון חדש, הכניס את שם משתמש הגוגל שלו וזהו. המכשיר החדש התעדכן דרך ההאינטרנט ותוך זמן קצר היה מסונכרן עם כל המידע. ליכולת הזו קוראים מחשוב ענן ואם קראתם את הפוסט שלי על  Onshape, יתכן שאנחנו יכולים להסכים שהענן זה העתיד. האם העתיד מסמן בשורות טובות לחברות ה CAD הקיימות ולרשת ההפצה שלהן? 

הזינוק ל PC 

כשסולידוורקס יצאו לשוק באמצע שנות ה 90 עם תוכנת תלת הממד מבוססת חלונות, הם לא הביאו בשורה טכנולוגית חדשה שלא הייתה ידוע לאנשי חברת PTC, ששלטו בשוק עם  Pro/e או ליצרני תוכנות התלת ממד האחרות אבל, זמן קצר לאחר הופעת SolidWorks חלק חברות התיב"ם הגדולות של התקופה החלו לקרוס ואלו ששרדו, נאלצו להמציא את עצמן מחדש . ההשפעה הגדולה של SolidWorks הייתה בשינוי המודל העסקי שהיה נהוג באותם שנים בעולם תוכנות ההנדסה. SolidWorks פשוט הייתה זולה מידי, רצה על חומרה ביתית ונמכרה רק על ידי מפיצים.  החברות הגדולות והותיקות לא ידעו איך מוכרים תוכנות זולות. חברת אינטגרף שהייתה רגילה למכור תוכנות בעשרות אלפי דולרים שחררה את תוכנת Solid Edge  לשוק עם יכולות ותמחור דומה ל SolidWorks ובמועד די קרוב להשקת SolidWorks אבל, חוסר ההבנה של אינטגרף כיצד מוכרים מוצר במחיר שהיה זול יחסית לתקופה  גרם מאז ל Solid Edge לקרטע  גם לאחר שנמכרה ליוניגרפיקס (היום סימנס) שגם היא רגילה למכור תוכנות יקרות הרבה יותר. יצרניות CAD גדולות כמו Matra data vision ו ComputerVision נעלמו לחלוטין אף על פי שהייתה ברשותם טכנולגיה שיכלה להתחרות ב SolidWorks בקלות.
המודל העסקי של SolidWorks בשנות התשעים היה פשוט מאוד. תוכנה אחת, מחיר אחד 3,995$ (בארה"ב) הכולל הכל + 1,000$ לתחזוקה שנתית (לא חובה). לקח ל SolidWorks כמעט 10 שנים להגיע לפונקציונליות של תוכנת Pro/e (היום Creo), אבל ללקוחות זה לא שינה. הם ויתרו ברצון על יכולות תמורת נגישות.  חברה כמו PTC שהתרגלה לגבות מהלקוחות מעל ל 10,000$ לרשיון של תוכנה בסיסית ועוד אלפי דולרים לכל תוספת, לא הייתה מסוגלת לשנות את המודל העסקי שלה ולהתחרות באמת ב SolidWorks. כאשר כל הארגון בנוי על פי תמחור מסויים וכאשר הלקוחות הגדולים הקיימים ממשיכים לקנות במחיר שהם רגילים אליו, כמעט בלתי אפשרי להצליח עם מודל הכנסות שונה. להוריד את המחיר זה לא מספיק. חברה צריכה להיות רזה יותר כדי לחיות מפחות הכנסות, היעדים הכספיים צריכים להשתנות  וצורת המכירה חייבת להיות אחרת. "אנחנו שולחים לכל פגישת מכירות שני אנשים" התגאה פעם באוזני מנהל מכירות של PTC, "אחד מהנדס מכונות והשני בוגר מנהל עסקים". העלות של חברות הרגילות לעשות ככה עסקים היא עצומה. 

המעבר לענן

CAD בענן הוא הדבר הבא בגלל סיבה אחת עקרית - פשטות. מספרים לנו שזה בגלל ביצועי מחשב, יכולות גרפיות או כמות זיכרון אבל, תוכנות התיב"ם של היום הפכו להיות עסק מסובך הרבה יותר מידי. מסובכות לרכישה, להתקנה ולניהול. הן לא רצות על כל פלטפורמה, מקשות על שיתוף וניהול מידע ומענישות בריבוי גרסאות ובעוד צרות רבות אחרות. Onshape בענן,  מציעה מעט מאוד יכולות מידול בהשוואה ל SolidWorks , Creo ואחרות אבל, בכל הפרמטרים הנזכרים למעלה היא לוקחת אותם בקלות וללא שום בעיה. כאשר כל מה שאתם צריכים על מנת לתכנן ולשתף קבצי תיב"ם מכל מחשב טבלט או טלפון בכל מקום בעולם, הוא שם משתמש וסיסמא, החיים פשוטים הרבה יותר. תוסיפו לזה עולם בו כולם עובדים תמיד על הגרסה האחרונה, ניהול הגרסאות נעשה אוטומטית אין כל דאגה לגיבוי, שיתוף המידע הוא מידי וקל, לא צריך לדאוג לקבצים  ואין את פעם הזו שאתם חייבים להתמקח אם נציג מכירות על עלות השדרוג, תמיכה, רשיון לרשת מודולים נוספים וכו'
לפני יותר משנה, כשג'ו דאן מ Onshape הציג לי את התוכנה בפעם הראשונה, שאלתי אותו על התוכניות שלהם להקמת רשת הפצה. ג'ו ענה לי בשאלה "אם אתה הייתה מפתח היום תוכנה חדשה, איך היתה חושב למכור אותה ?" "אינטרנט" עניתי אוטומטית. "אנחנו לא רואים דרך אחרת" אמר לי ג'ו. 
Onshape הם לא היחידים שרוצים לשנות את הדרך בא עושים עשסקים בעולם ה CAD.  אוטודסק, אחת משתי יצרניות תוכנות ה CAD הגדולות בעולם, מושכת לכיוון הענן כבר כמה שנים. לאוטודסק יש פלטפורמה מלאת יכולות של CAD בענן בשם 360 והיא מחפשת דרכים לשנע את הלקוחות לכיוון הענן. ביקור באתר ישאיר אותכם המומים מעושר היכולות הזמינות במחיר מגוכח. אבל, האתגר הגדול ביותר של Autodesk נמצא בצד העסקי. איך מוותרים על ה Middle man ?

מי יציל את איש המכירות?

הכינוי Middle man מציין את הרכיב הנוסף הנמצא בין הצרכן לספק. Autodesk ו SolidWorks לא מוכרות ישירות ללקוח אלה רק דרך רשת המפיצים היעילה ומקצועית שהם מטפחים. המפיץ, VAR בשפה המקצועית   (VAR Value added reseller) , רוכש את התוכנה מהייצרן ומוכר אותה לצרכן תוך שהוא גוזר בין 30 ל 60 אחוז מהעסקה ! יש שני צדדים שאמורים להיות מאוד לא מרוצים מהסידור הזה. האחד הוא הצרכן שעלות המוצר שלו מוכפלת והוא משלם אלפי דולרים יותר והצד השני הוא יצרן התוכנה שמקבל רק כחצי ממה שמוכן לשלם הצרכן כאשר יתרת הסכום הולכת למפיץ. באופן מפתיע, חברות תוכנה שניסו לוותר על ה Middle man ולמכור ישירות לצרכן היו הרבה פחות מרוצות ובמפתיע, הצרכן גם נאלץ לשלם יותר. זוכרים את הדוגמה של PTC ושני אנשים לכל פגישה מתחילת הפוסט? חברות התוכנה הגדולות נוטות להפוך עם השנים למסורבלות, בזבזניות ושחצניות. חברות המוכרות תוכנה ישירות, נושאות בנוסף לעלויות הפיתוח גם בעלויות השיווק והמכירות. והעליות הללו גבוהות הרבה יותר ככל שהחברה גדולה יותר. מפיץ מקומי הוא ברוב הפעמים חברה פרטית ויעילה עם נסיון והכרות של שנים עם שוק  הבעים לידי ביטוי בקשר קרוב יותר עם הלקוח ועלויות מכירה נמוכות יותר .  אבל, טכנולוגית הענן מאפשרת בקלות לדלג על המפיץ. בתוכנת ענן הקשר לקוח ספק הדוק יותר, קל יותר לספק את כל צרכי התמיכה דרך הרשת, אין צורך בתמיכה, בהתקנה או בחומרה מיוחדת. יש האחידות מאפשרת בצורה קלה יותר לבנות קהילה תומכת ואקטיבית. הענן גם הורג את הפירטיות ומאפשר ליצרן לאמץ בקלות מודלים עסקיים שונים וגמישים הרבה יותר.
פלטפורמות הענן של 0nshape ושל Autodesk מדגימה היטב כיצד הויתור על מפיץ ומעבר לענן מאפשר מודל עסקי הרבה יותר ליברלי הכולל התנסות בחינם ורכישה מידית בשתלום של דמי שימוש חודשים וללא כל התחייבות כאשר Onshape מבקשת 100$ לחודש  ואוטודסק מתחילה מ 25$ דולר לחודש.  בהשוואה, עלות הרכישה הממוצעת של תוכנת CAD למחשב היא כ 6,000$! תוכנה עם סימולציה וניהול מידע תגיע בקלות ל 10,000$ למשתמש ולזה יש להוסיף דמי מנוי שנתיים של מעל ל 20% ממחיר הרכישה!

בשבחי התחרות

אז מה העתיד של מפיצי התיב"ם? האם Onshape ו Autodesk 360 מבשרות את תום העידן של חברות כמו אומניטקסיסטמטיקס או מקיט המיצגות חברות CAD בישראל ? האם העתיד הוא  של תוכנות זולות בתשלום חודשי וללא מתווך ?  המציאות היא כנראה קצת יותר מורכבת. בשוק לא תחרותי, כאשר יש רק פתרון אחד מתקבל על הדעת והמתחרים הם הרחק מאחור, יצרן התוכנה יכול להסתדר בקלות עם מכירה ישירה ולשמור לעצמו את כל נתח ההכנסות. בשוק כזה, קמים נותני שרותים המתחרים על ליבו של הלקוח בשרותים משלימים כגון פיתוח אפליקציות, הדרכה והתמעה. אבל, כאשר השוק תחרותי ויש מספר פתרונות המתחרים על ליבו וכיסו של הלקוח, יש חשיבות גדולה למפיץ מקומי מוצלח שיכול לדחוף את המוצר ולתת לו ערך נוסף מול המתחרים. בשוק כזה, הצלחת המוצר תלויה פעמים רבות ביכולתו של המפיץ ולא מעט מוצרים טובים כשלו רק בגלל רשת הפצה נחותה.  אוטודסק, למודת הניסיון, איננה לקוחת סיכונים. היא החברה היחידה היום שמוכנה עם מיגוון של מודלים עסקיים ותוכנות לענן, ענן למחצה ו Desktop . לעומתה, Onshape מהמרת על הענן ומכירה ישירה ללקוח כאפשרות יחידה. המבחן האמיתי של Onshape יגיעה כנראה בקרוב, כאשר החברות הותיקות יעמידו גם הן מולה תוכנות ענן המגובות ברשת המפיצים יעילה. זה יהיה אתגר אמיתי למסוגלות של תוכנה ללא הפצה אגרסיבית מקומית להתחרות באנשי מכירות מנוסים המכירים את הלקוח ואת האתגרים העסקיים שלו.  הסיכוי של מפיצי סולידוורקס, איינוונטור או סוליד אדג' בכלכלה החדשה תלוי ביכולת שלהם ושל יצרן התוכנה להסתגל למציאות חדשה בה ההכנסות הראשוניות ממכירת תוכנת CAD לא קיימות יותר ואין יותר אלפי דולרים כהכנסה מובטחת עם כל הזמנה. בשביל לשרוד, המפיצים יהיו חיבים לאמץ מודל מכירה יעיל יותר ולבסס יותר הכנסות על מתן שרותים בתשלום כגון הדרכה והתמעה. המחיר הזול יותר וההתחיבות הפחות נוקשה יחד עם ביטול האפשרות לפירטיות אמורות להוסיף כמות גדולה מאוד של משתמשים חדשים למעגל ולהגדיל משמעותית את השוק. מי שידע לפנות לשוק זה יגלה הרבה מאוד הזדמנויות עסקיות ואפשרות לעשות חיל גם ב  100$ לחודש למשתמש .


יום שלישי, 15 בדצמבר 2015

3D printers for the manufacturing market



3D printers for the manufacturing market are classified by four segments. The major segment, for producing usable parts, is Additive MANUFACTURING. The Auxiliary segment is for parts that support an industrial process like investment casting or sand casting and Prototype and entry level are for Individual parts with limited functionality.
For mass production (shot series), the only technology available today is powder bed.  SLS for plastic and SLA and EBM for metal. No other technology can match powder when it come to the number of parts per job, the quality and the mechanical properties of the printed parts.



The next map describe some of the limitation when bring the 3D printing technology to the demanding manufacturing market.  
The best way to success with 3D printing is to adjust the design to the technology and to find the unique leverage that additive manufacturing can give over the traditional technologies for each project.


Polymers are the most common material when it come to 3D printing but, the selection between  types of polymers is very limited.