צינורות קרמיקה נקבוביים מקררים אוויר באידוי מים – שיטת ייצור חדשה מהטכניון וקורנל-טק

צינורות קרמיקה מיוצרים במהירות באמצעות תוכנה ייעודית ומכונת שיחול חכמה, ומקררים את הסביבה באמצעות אידוי מים; השיטה הוצגה בכנס SCF ’25 של ACM ועשויה להפחית עומס על רשת החשמל בגלי חום

ד"ר עפר ברמן (Ofer Berman), חבר סגל חדש בפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים בטכניון, הציג בכנס הבין-לאומי SCF '25 קונספט חדש-ישן של קירור ומיזוג אוויר – קירור באידוי (evaporative cooling) – ואת תהליך הייצור הנדרש ליישומו הנרחב. SCF הוא כנס הייצור הממוחשב של אגודת ACM.

מערכות קירור ומיזוג חיוניות כיום במיוחד נוכח שינויי האקלים וגלי החום, אולם עצם הפעלתן מטילה עומס כבד על רשתות החשמל ומגבירה את זיהום האוויר. בנוסף, בשעה שמערכות אלה מקררות בתים, מפעלים וחללים סגורים אחרים, הן פולטות החוצה אוויר חם.

ד"ר ברמן, בוגר התוכנית לעיצוב תעשייתי בפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים, יצא לאחר הדוקטורט בטכניון לפוסט-דוקטורט במכון טכניון-קורנל ע"ש ג'ייקובס (Jacobs Technion-Cornell Institute), במעבדת Matter of Tech בראשותו של ד"ר טייס רומן (Thijs Roumen). נכון לפברואר 2026 הוא חבר סגל בתוכנית לעיצוב תעשייתי בטכניון, שבה השלים את הדוקטורט בהנחיית ראש התוכנית פרופ' עזרי טרזי. בתקופת מחקר הפוסט-דוקטורט שלו בקורנל-טק, בהנחיית ד"ר טייס רומן, פיתח ד"ר ברמן את CeraPiper – שיטה חדשנית לייצור מהיר וזול של צינורות קרמיקה נקבוביים, המקררים את הסביבה באמצעות אידוי מים בתוכם. הצוות כלל גם את איתן זיס (Ethan Seiz), שפיתח את התוכנה התומכת בתהליך הייצור – תהליך המספק למשתמש שליטה גבוהה בעובי הקרמיקה, בגודל הנקבוביות ובפריסתן.

איך פועלת שיטת CeraPiper

CeraPiper היא תהליך ייצור מלא שבו מיוצרים צינורות הקרמיקה האמורים באמצעות תוכנה ייעודית שפיתחו החוקרים ושימוש במכונת שיחול (extruder) חכמה. שיטה זו מאפשרת לייצר את הצינורות בגדלים שונים ובצורות שונות תוך שניות ספורות – שילוב אופטימלי בין מהירות ייצור גבוהה, שאינה אפשרית בהדפסת תלת-ממד, לבין גמישות ומודולריות של צורה וגודל, שאינן מתקבלות בייצור סדרתי בתבניות.

הקרמיקה הנקבובית מאפשרת למים שבצינור להתאדות ולצנן את הסביבה ביעילות, וכך מתקבל "מיזוג אוויר פסיבי". הצינור ניתן לפיתול ולעיצוב נוסף אחרי יציאתו ממכונת השיחול, כשהוא עדיין רך וגמיש. מאחר שחומר הגלם הוא קרמיקה, אפשר להחזיר את הצינור למכונה ולעצבו מחדש במקרה של טעות בייצור או בלאי.

תהליך CeraPiper הוצג בסוף 2025 בכנס SCF '25 של ארגון ACM (Association for Computing Machinery).

במחקר תמכו Bowers Undergraduate Research Experience, AOL וקרן אוניברסיטת קורנל. בפוסט-דוקטורט של ד"ר ברמן תמכה קרן סידני וויוויאן קניגסברג ומכון טכניון-קורנל ע"ש ג'ייקובס.

קורנל-טק (Cornell Tech) הוא קמפוס העתיד של אוניברסיטת קורנל בניו יורק, שהוקם בשיתוף עם הטכניון בעקבות יוזמה של עיריית ניו יורק לקידום מחקר יישומי ויזמות בעידן ה-AI. הקמפוס, הממוקם באי רוזוולט, מכשיר מאות סטודנטים בכל שנה ומטפח אקוסיסטם טכנולוגי תוסס שהניב מאז 2012 מעל ל-134 חברות סטארטאפ הפועלות ברובן בעיר. כמרכז אקדמי וטכנולוגי פורץ דרך, המוסד מחולל שינוי כלכלי עמוק במגזר ההייטק האזורי ומעצב את דור המנהיגות הבא של עולם החדשנות.

שאלות ותשובות

מהי שיטת CeraPiper?

CeraPiper היא שיטה לייצור מהיר וזול של צינורות קרמיקה נקבוביים באמצעות תוכנה ייעודית ומכונת שיחול חכמה. הצינורות מקררים את הסביבה כאשר המים שבתוכם מתאדים דרך הקרמיקה.

איך הצינורות מקררים אוויר בלי חשמל?

הקרמיקה הנקבובית מאפשרת למים שבצינור להתאדות, והאידוי מצנן את הסביבה. תהליך זה מכונה במאמר "מיזוג אוויר פסיבי".

במה שיטת הייצור שונה מהדפסת תלת-ממד ומייצור בתבניות?

בשיטה זו אפשר לייצר צינורות בגדלים ובצורות שונים תוך שניות ספורות, מהר יותר מהדפסת תלת-ממד. היא גם גמישה יותר מייצור סדרתי בתבניות, שבו צורת המוצר וגודלו קבועים מראש.

מה אפשר לעשות אם יש טעות בייצור או בלאי בצינור?

כל עוד הצינור רך אחרי יציאתו מהמכונה אפשר לפתל ולעצב אותו. מאחר שחומר הגלם הוא קרמיקה, אפשר גם להחזיר צינור למכונה ולעצב אותו מחדש במקרה של טעות בייצור או בלאי.

מי פיתח את השיטה, ואיפה היא הוצגה?

ד"ר עפר ברמן פיתח את השיטה בתקופת הפוסט-דוקטורט שלו בקורנל-טק, יחד עם הצוות של ד"ר טייס רומן. היא הוצגה בכנס SCF '25 של ארגון ACM.

למאמר המלא

עוד בנושא באתר הידען

• כשגם המזגן נכנע: גלי החום עלולים להכריע את תשתית החשמל בישראל
• לחיות עם החום, לא נגדו
• יש גבול להסתגלות לחום: ישראל צריכה להיערך מחדש לקיץ חם ולח יותר
• סטארטאפ ישראלי הופך קירות הזכוכית לחכמים וחוסך עד 30% באנרגיה
• חום קיצוני לא פוגע בכולם אותו דבר — והוא עלול להעמיק אי־שוויון בערים