מקור: רועי צזנה , יום שני, 3 במאי 2010
האם בעתיד נוכל לייצר כל אביזר תוך שעות בודדות, במכשירים דמויי-מיקרוגל? בעצם, למה בעתיד, אם מכשירים דומים קיימים כבר כיום?
קפטן פיקארד מספינת החלל האנטרפרייז התעורר בבוקר וידע בדיוק מה הוא צריך. הוא קם ממיטתו, ניגש בצעד בוטח למכשיר דמוי המיקרוגל הקבוע בקיר והורה בקול תקיף, "תה, ארל גריי, חם." המכשיר היסס לרגע, השמיע זמזום קצר וצפצף לסיום התהליך. פיקארד פתח את דלת המכשיר והוציא ספל תה לוהט. הוא גמע בזהירות מן הכוס, והעווה פניו. שוב שכח לבקש סוכר.
המכשיר הבדיוני מהסדרה "מסע בין כוכבים" אינו רק מכונת תה. הוא היה מסוגל לייצר כמעט כל אביזר אפשרי, ממעדני גורמה מפוארים ועד לאקדחים מתוחכמים. הוא היה יכול אפילו ליצור שכפולים מדויקים של כלים שהוכנסו לתוכו. משכפל כל יכול שכזה עדיין בגדר מדע בדיוני, אך בחודשים האחרונים המציאו מהנדסים בנאס"א 'משכפל' הפועל במציאות ומסוגל לייצר מחדש כמעט כל כלי העשוי ממתכת, בהינתן תכנית הייצור. במילותיה של קרן טמינגר, המנהלת הטכנולוגית של פרויקט המחקר בווירג'יניה, "אתה מתחיל עם שרטוט של החלק שאתה רוצה לבנות, לוחץ על כפתור והחלק יוצא החוצה."
המשכפל של נאס"א, המכונה EBF3, מתבסס על הזרקת מתכת לתוך תא ואקום. קרן אלקטרונים רבת עוצמה ממיסה את המתכת, שמוזרקת ומתמצקת בנקודות הנדרשות לפי השרטוט. בכל שלב בתהליך נוצרת עוד שכבה של מתכת על גבי השכבה הקודמת, וכל השכבות ביחד מהוות את התוצר הסופי, הנוצר על גבי כן מסתובב. כדי ליצור חפץ שלם במשכפל יש צורך רק בשרטוט התלת ממדי שלו ובמתכת המתאימה לשימוש עם קרן האלקטרונים. ראוי לציין שאלומיניום, חומר בעל שימושים רבים בייצור מטוסים, מתאים במיוחד לשימוש במשכפל אך המכשיר מסוגל לעבוד גם עם טיטניום, ניקל, פלדת אלחלד, סגסוגות מתכתיות למיניהן, ואפילו לשלב שתי מתכות או יותר בבניית המוצר.
קיימים יישומים תעשייתיים רבים למשכפל של נאס"א, וטמינגר חוזה כבר עתה כי בתוך כמה שנים ייוצרו כלי טיס שיכילו חלקים מבניים גדולים שהתגשמו באמצעות המשכפל. היתרון העצום של המכשיר על פני שיטות הייצור הרגילות ברור לעין. בשיטות הייצור כיום יש לגלף ולחצוב בגוש חומר עד לקבלת הצורה הרצויה. בדרך זו, אם אנו מעוניינים ברכיב טיטניום למטוס במשקל 150 קילוגרם, הרי שנצטרך לגלף אותו (בתהליך המכונה: כרסום) מתוך גוש טיטניום במשקל 3,000 קילוגרם. תוצר הלוואי יהיה 5,700 קילוגרם של חומר עודף, ועוד כמה אלפי ליטרים של נוזלי חיתוך שבהם משתמשים בתהליך. המכשיר נהנה מיתרון גם על שיטות דומות לייצור עצמים, המסתמכות על ריתוך של אבקות מתכתיות ודורשות הספק אנרגיה גבוה בהרבה.
לפי הערכתה של טמינגר יוכל המשכפל להפחית את עלויות הייצור ב-2000 דולר לקילוגרם בערך, בהשוואה לשיטות הנהוגות כיום. אך היתרון של המשכפל אינו רק בהפחתת עלויות הייצור. מהנדסים יוכלו לתכנן מראש מנועים ורכיבים קלים יותר, המכילים חללים פנימיים שאינם פוגמים בחוזקם – משימה שעד היום הייתה קשה מאוד לביצוע. אותם רכיבים יהיו בהכרח משוכללים יותר, ויוכלו גם להכיל חיישנים שייקבעו בתוכם עוד בתהליך היצירה.
מעבר למגוון היישומים שיימצאו למכשיר על פני האדמה, סביר להניח שחלק גדול מהשימוש בו יצא לפועל בחלל החיצון, שם מוגבלים האסטרונאוטים בחלקים שאותם הם יכולים ליצור. גרסה בזעיר אנפין של המכשיר כבר הורכבה ונבדקה בהצלחה בתנאים של חוסר משקל, והצעד הבא הוא להדגים את פעולת המכשיר בתחנת החלל הבין-לאומית.
המשכפל המקורי ממסע בין כוכבים היה תוצר דמיונם הפורה של סופרי מדע בדיוני, אך המציאות מדביקה כל דמיון. כבר בעתיד הנראה לעין, בסיסים שיוקמו על הירח יוכלו לנצל את המשכפל ליצירת חלקי חילוף כפי הנדרש, ולא יצטרכו להסתמך על אספקת חלקים שתשוגר מכדור הארץ. האסטרונאוטים יוכלו לחצוב את חומרי הגלם מקרקע הירח, או אפילו למחזר חלקים קיימים שכשלו או שחלף זמנם. בעתיד הרחוק יותר אפשר לחלום על משכפלים שיוכלו לשלב מגוון רחב של חומרים, כפלסטיק, מתכות ורקמות אורגניות ויהיו מסוגלים להפיק מגוון רחב של תוצרים – ממדפסת דיו, דרך סטייק עסיסי ועד למשכפל קטן יותר. אותם משכפלים עתידיים בוודאי לא יסתמכו על אותם עקרונות בדיוק שעליהם מבוסס המשכפל הנוכחי, אך כפי שאמר המהנדס צ'רלס קטרינג כבר לפני מאה שנה, "הדמיון שלנו הוא הגבול היחידי למה שאנו יכולים לקוות להשיג בעתיד."
המאמר הופיע במקור בגלילאו, כתב עת למדע ומחשבה. תודה לעורכת נופר קידר ולעורך המדעי צבי עצמון על עבודתם על המאמר.
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה