เทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติความไวสูง

สวัสดีครับ วันนี้เราจะมาเล่าเรื่องเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติความไวสูงกัน ที่ผ่านมา ความเร็วในการพิมพ์เป็นสิ่งที่ท้าทายและเป็นจุดชี้วัดเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติมาโดยตลอดครับ ในกลุ่มเทคโนโลยีเครื่องเรซิ่น ก็มีความพยายามในการพัฒนาเทคโนโลยีหลายตัว เริ่มจากการพัฒนาเทคโนโลยี CLIP(Continuous Liquid Interface Production) ของ Carbon3D [1] ที่เป็นการใช้ความสามารถของออกซิเจนในการยับยั้งการแข็งตัวของเรซิ่น ในการทำให้เรซิ่นส่วนที่อยู่ติดกับถาดส่วนล่างนั้นไม่แข็งตัวและยอมให้เรซิ่นชุดใหม่สามารถไหลเข้ามาแทนที่ได้อย่างต่อเนื่อง ทว่าวิธีดังกล่าวจะสามารถสร้างชั้นยับยั้งการแข็งตัวของเรซิ่นได้เพียง 10um (ไมโครเมตร-หนึ่งในล้านของเมตร) ซึ่งพอแค่สำหรับงานพิมพ์ที่มีพื้นที่ตันแค่บางส่วน แต่เมื่อต้องใช้กับงานพิมพ์ที่มีลักษณะตันมากๆ เช่นมีส่วนใดส่วนหนึ่งเป็นแท่งตันขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3mm ขึ้นไป ก็ไม่สามารถทำงานได้อย่างเต็มที่ หลายคนอาจจะสงสัยว่าทำไมนักวิจัยทั่วโลกต้องสาละวนกับความพยายามทำให้เรซิ่นไม่แข็งตัว(เป็นบางส่วนกัน) ซึ่งเหตุผลก็คือการที่เรซิ่นจะแข็งตัวได้ในเครื่องแบบ SLA/DLP/LCD นั้นเรซิ่นจะใช้แสงในการแข็งตัว ยิ่งเรซิ่นได้รับแสงมาก ก็จะยิ่งแข็งตัวมาก ทำให้เรซิ่นส่วนที่สัมผัสกับฟิลม์ VAT (ฐานใส่เรซิ่น) จะแข็งตัวเป็นก้อนมากกว่าส่วนที่อยู่ไกล การแข็งตัวตรงนี้ทำให้เราจะต้องเสียเวลาดึงและยกชิ้นงานเพื่อให้เรซิ่นชุดใหม่ไหลไปแทนที่ โดยเป็นการแทนที่แบบไม่ต่อเนื่อง แต่หากถ้าเราสามารถทำให้เรซิ่นส่วนที่อยู่สัมพัสกับฟิลม์ ไม่แข็งตัว แต่มาแข็งตัวในระยะห่านที่ห่างออกไป ก็จะทำให้เมื่อยกชิ้นงานเรซิ่นสามารถไหลเข้าไปแทนที่ได้อย่างต่อเนื่อง ไม่ต้องยกขึ้นลงแบบปัจจุบัน ดังนั้นนักวิจัยทั่วโลก เลยพยายามหาวิธีที่จะควบคุมให้เรซิ่นสามารถแข็งตัวได้ “กลางน้ำ” ให้ได้ไกลจากช่วงแสงมากที่สุด ซึ่งวิธีการใหม่ ที่นำเสนอโดย University of Michigan [2] โดย Okwudire และคณะ […]

More Info

History of Innovation: 3D printing/ digital manufacturing

History of Innovation: 3D printing/ digital manufacturing ณฤทธิ์ บุญให้เจริญ บทนำ จากแนวคิดเรื่อง Industrial revolution ของ Louis-Guillaume Otto ในปี 1799 อุตสาหกรรมต่างๆ ในโลกก็เริ่มเปลี่ยนรูปแบบการผลิตเป็นรูปแบบของการผลิตสินค้าที่เหมือนๆกัน ครั้งละมากๆเพื่อลดต้นทุนการผลิต (Mass Production) แนวคิดเรื่อง Mass Production ต้องอาศัยการเกิดของนวัตกรรมในการจัดการหรือการผลิต เช่นในกรณีของการสร้างเครื่องพิมพ์ Gutenberg ซึ่งนำมาสู่การปฏิวัติวงการพิมพ์คัมภีไบเบิ้ลในปี 1450 เป็นต้น ทว่า ในโลกยุคหลัง Digital Revolution ความต้องการในรูปแบบ Mass customization (1) ก็ได้เริ่มก่อตัวขึ้น เพื่อตอบสนองความต้องการของลูกค้าที่มีความหลากหลาย และขยายขอบเขตของธุรกิจไร้พรมแดน ทำให้เกิดความพยายามที่จะสร้างเทคโนโลยีการผลิตที่ยืดหยุ่น สามารถผลิตของได้หลายหลายรูปแบบโดยมีต้นทุนคงที่น้อยที่สุด 3D Printing (3DP) งานวิจัยเริ่มแรกของ 3DP คือความสำเร็จในการขึ้นรูปชิ้นงานพลาสติกของ Hideo Kodama ในปี 1981 […]

More Info

ระบบการพิมพ์แบบ 3D คืออะไร? (What is 3D printing?)

การพิมพ์สามมิติ (3D) คืออะไร (What is 3D printing) การพิมพ์สามมิติหรือการขึ้นรูปชิ้นงานด้วยการเติมเนื้อวัสดุเป็นกระบวนการผลิตวัตถุสามมิติที่เป็นของแข็งจากไฟล์ดิจิตอลการผลิตวัตถุสามมิตินี้กระทำโดยใช้กระบวนการเติมแต่ง โดยกระบวนการนี้จะเป็นการวางแต่ละชั้นของวัตถุดิบซ้อนกันจนกว่าจะสำเร็จออกมาเป็นชิ้นงานวัตถุสามมิติ โดยจะสามารถมองเห็นแต่ละชั้นเป็นแนวนอนบาง ๆ ตลอดชิ้นของวัตถุ   การพิมพ์สามมิติ (3D) ทำงานอย่างไร การผลิตชิ้นงานสามมิตินี้เริ่มต้นด้วยการออกแบบเสมือนจริงของชิ้นวัสดุที่คุณต้องการสร้าง โดยการออกแบบเสมือนจริงนี้จะทำโดยใช้โปรแกรม CAD (Computer Aided Design) โดยใช้โปรแกรมสร้างแบบจำลองสามมิติ (สำหรับการสร้างวัตถุชิ้นใหม่ทั้งหมด) หรือโดยใช้เครื่องสแกนสามมิติ (สำหรับการคัดลอกวัตถุที่มีอยู่แล้ว) สแกนเนอร์นี้จะทำสำเนาดิจิตอลสามมิติและส่งเข้าสู่โปรแกรมสร้างแบบจำลองสามมิติ การเตรียมไฟล์ดิจิตอลที่สร้างขึ้นโดยโปรแกรมสร้างแบบจำลองสามมิตินั้น โปรแกรมจะแบ่งชิ้นงานเป็นชั้นๆจำนวนหลายร้อยถึงหลายพันชั้น เมื่อไฟล์ที่เตรียมพร้อมนี้ได้ถูกนำขึ้นสู่เครื่องพิมพ์สามมิติ เครื่องพิมพ์จะสร้างวัตถุชั้นต่อชั้น โดยเครื่องพิมพ์สามมิตินี้จะอ่านชั้นทุกชั้น (ในรูปแบบภาพสองมิติ) และดำเนินการสร้างชั้นวัตถุแต่ละชั้นโดยไม่ทำให้เห็นช่องว่างของแต่ละชั้น จนสำเร็จออกมาเป็นวัตถุสามมิติในที่สุด   วิธีการและเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติ (3D) เครื่องพิมพ์สามมิติแต่ละเครื่องไม่ได้ใช้เทคโนโลยีเดียวกันทั้งหมดขึ้นอยู่กับจุดประสงค์การใช้งาน เนื่องจากมีเทคโนโลยีการพิมพ์ที่หลากหลายในการพิมพ์วัตถุสามมิติที่ตั้งแต่ปี 2012 เป็นต้นมานั้นสารเติมแต่งจะแตกต่างกันในกรรมวิธีการสร้างชั้นแต่ละชั้นก่อตัวขึ้นเรื่อยๆเพื่อผลิตวัตถุออกมาเป็นชิ้นงานสำเร็จ บางวิธีการจะใช้วัตถุดิบที่เป็นของเหลวหรือนิ่มในการผลิตชั้น และเทคโนโลยีที่นิยมใช้กันมากที่สุดในการพิมพ์วิธีนี้คือการใช้ Selective laser sintering (SLS) หรือการยิงแสงเลเซอร์และ Fused deposition modeling (FDM) หรือการพิมพ์แบบใช้หัวฉีด อีกวิธีหนึ่งในการพิมพ์ได้แก่การวางวัตถุดิบซึ่งเป็นของเหลวที่จะแข็งตัวโดยการใช้เทคโนโลยีต่างๆ โดยเทคโนโลยีที่นิยมนำมาใช้ในวิธีการนี้ได้แก่ Stereolithography […]

More Info